[發(fā)明專利]用正循環(huán)潛孔錘實(shí)施反循環(huán)鉆進(jìn)的配套鉆具及鉆孔方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710584567.1
• 申請日: 2017-07-18
• 公開（公告）號: CN107165572B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王振志;李曉暉;李艷麗;鮑華雷;鄭元滿;滿國祥;程林;孔令滬;朱立強(qiáng);王士昭;王克虎;楊宏偉;任立坤;賈建偉;康欣雷;谷翔;崔杰
• 申請（專利權(quán)）人: 河北省地礦局國土資源勘查中心;河北石探機(jī)械制造有限責(zé)任公司
• 主分類號: E21B4/06
• 分類號: E21B4/06;E21B21/01;E21B17/10
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

本發(fā)明涉及鉆探技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用正循環(huán)潛孔錘實(shí)施反循環(huán)鉆進(jìn)的配套鉆具及鉆孔方法。本發(fā)明的配套鉆具包括正循環(huán)潛孔錘、導(dǎo)入裝置、阻隔裝置、穩(wěn)定裝置、反循環(huán)鉆桿、鉆機(jī)動力機(jī)頭，本發(fā)明在配套鉆具中安裝了導(dǎo)入裝置、阻隔裝置和穩(wěn)定裝置，從而實(shí)現(xiàn)用正循環(huán)潛孔錘實(shí)施反循環(huán)鉆進(jìn)，高壓介質(zhì)和鉆渣巖屑的上返速度不受鉆孔口徑的影響，可以施工大口徑的鉆孔，且遇到破碎或者坍塌地層，環(huán)空有大的裂隙仍然可以正常鉆進(jìn)。本發(fā)明的鉆孔方法綜合利用了反循環(huán)鉆進(jìn)工藝的安全、高效性和正循環(huán)潛孔錘的低成本、穩(wěn)定性，降低了鉆具配套成本及使用成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鉆探技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用正循環(huán)潛孔錘實(shí)施反循環(huán)鉆進(jìn)的配套鉆具及鉆孔方法。

背景技術(shù)

空氣鉆進(jìn)是利用高壓空氣驅(qū)動潛孔錘進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)，是一種高效的鉆進(jìn)方式。按循環(huán)方式可以分為空氣正循環(huán)鉆進(jìn)和空氣反循環(huán)鉆進(jìn)，正循環(huán)鉆進(jìn)使用普通單壁鉆桿和正循環(huán)潛孔錘即可實(shí)現(xiàn)，是高壓空氣經(jīng)由鉆柱內(nèi)孔輸送入井底，攜帶巖屑后經(jīng)由鉆柱和鉆孔壁之間的環(huán)空上返，這種工藝的優(yōu)勢是鉆具配置簡單、耐用性好、使用維護(hù)成本低，但劣勢也很明顯，就是沖洗介質(zhì)的上返速度受鉆孔口徑的影響，一般成孔直徑較小，而且遇破碎或者坍塌地層，環(huán)空有大的裂隙，就無法實(shí)施正循環(huán)鉆進(jìn)。反循環(huán)鉆進(jìn)要使用雙壁鉆桿和反循環(huán)潛孔錘組合實(shí)現(xiàn)，高壓空氣從雙壁鉆桿的環(huán)空通道輸送入井底，攜帶巖屑后沖洗介質(zhì)從雙壁鉆桿的中心通道上返，這種工藝中，雙壁鉆桿攜帶巖屑的沖洗介質(zhì)直接由反循環(huán)潛孔錘導(dǎo)入鉆具的中心通道上返，沖洗介質(zhì)的上返速度與鉆孔的口徑是沒有關(guān)系的，可以施工大口徑鉆孔。另外由于孔壁不必受到上返介質(zhì)的沖刷，即使遇到破碎和坍塌地層，也可以順利實(shí)施鉆進(jìn)。但是目前反循環(huán)潛孔錘技術(shù)還不夠成熟，制造成本高，使用壽命短，用這種雙壁鉆桿和反循環(huán)潛孔錘組合鉆具還有一定難度，基于此，我們研發(fā)了一種用正循環(huán)潛孔錘代替反循環(huán)潛孔錘來實(shí)現(xiàn)反循環(huán)鉆進(jìn)的配套鉆具及鉆孔方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種用正循環(huán)潛孔錘實(shí)施反循環(huán)鉆進(jìn)的配套鉆具及鉆孔方法，該配套鉆具具有結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，鉆孔效果好的優(yōu)點(diǎn)；該方法解決了利用正循環(huán)潛孔錘無法完成反循環(huán)鉆進(jìn)任務(wù)的問題。

本發(fā)明提供了一種用正循環(huán)潛孔錘實(shí)施反循環(huán)鉆進(jìn)的配套鉆具，其特征在于：包括位于最底端的正循環(huán)潛孔錘、連接在正循環(huán)潛孔錘上端的導(dǎo)入裝置、連接在導(dǎo)入裝置上端的阻隔裝置、連接在阻隔裝置上端的穩(wěn)定裝置、連接在穩(wěn)定裝置上端的若干反循環(huán)鉆桿、連接在鉆桿上端的鉆機(jī)動力機(jī)頭，所述鉆機(jī)動力機(jī)頭包括巖屑總出口和介質(zhì)入口，所述反循環(huán)鉆桿、穩(wěn)定裝置、阻隔裝置均為內(nèi)外套管結(jié)構(gòu)，反循環(huán)鉆桿包括鉆桿內(nèi)管、套在鉆桿內(nèi)管外部的鉆桿外管，鉆桿內(nèi)管中心設(shè)有鉆桿中心通道，鉆桿內(nèi)管與鉆桿外管之間設(shè)有鉆桿環(huán)空通道；所述穩(wěn)定裝置包括穩(wěn)定內(nèi)管、套在穩(wěn)定內(nèi)管外部的穩(wěn)定外管、安裝在穩(wěn)定外管外部的穩(wěn)定翅片板，穩(wěn)定內(nèi)管中心設(shè)有穩(wěn)定裝置中心通道，穩(wěn)定外管與穩(wěn)定內(nèi)管之間設(shè)有穩(wěn)定裝置環(huán)空通道；所述阻隔裝置包括阻隔內(nèi)管、套在阻隔內(nèi)管外部的阻隔外管、安裝在阻隔外管外部的阻擋盤，阻隔內(nèi)管中心設(shè)有阻隔裝置中心通道，阻隔外管與阻隔內(nèi)管之間設(shè)有阻隔裝置環(huán)空通道；所述導(dǎo)入裝置為圓筒形，導(dǎo)入裝置上設(shè)有導(dǎo)流孔、環(huán)空管路連接孔、介質(zhì)輸送孔、和潛孔錘連接孔，導(dǎo)流孔上口位于導(dǎo)入裝置上端中心、下口位于導(dǎo)入裝置中部的側(cè)壁上，環(huán)空管路連接孔環(huán)套在導(dǎo)流孔上口外周，潛孔錘連接孔位于導(dǎo)入裝置底端中心，潛孔錘連接孔與環(huán)空管路連接孔之間通過介質(zhì)輸送孔連通，導(dǎo)流孔與環(huán)空管路連接孔、介質(zhì)輸送孔均不連通；導(dǎo)流孔、阻隔裝置中心通道、穩(wěn)定裝置中心通道、鉆桿中心通道與巖屑總出口依次連通組成巖屑上返通道；介質(zhì)入口、鉆桿環(huán)空通道、穩(wěn)定裝置環(huán)空通道、阻隔裝置環(huán)空通道、環(huán)空管路連接孔、介質(zhì)輸送孔和潛孔錘連接孔依次連通組成介質(zhì)輸入通道。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述穩(wěn)定翅片板呈豎直狀分布在穩(wěn)定外管外圓周面上，穩(wěn)定翅片板外端面上均勻分布若干合金切割頭，相鄰的穩(wěn)定翅片板之間設(shè)有加強(qiáng)板。