繩索取心加重管孔底加壓組合鉆具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本實(shí)用新型涉及一種繩索取心加重管孔底加壓組合鉆具，可用于較大直徑地質(zhì)巖心鉆探工程中，亦可用于石油、天然氣鉆井取心鉆探等各類取心鉆探中的繩索取心鉆探方法。
【背景技術(shù)】
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[0002]傳統(tǒng)的地質(zhì)巖心鉆探，所采用的繩索取心鉆進(jìn)方法，其鉆具一般設(shè)計(jì)為薄壁形式的鉆具，鉆桿鉆具壁厚為5?7mm，鉆桿外徑與鉆頭外徑相差6?8mm，其特點(diǎn)是整個鉆桿鉆具組合是同徑到底，由于鉆桿內(nèi)需要打撈內(nèi)管巖心，鉆桿內(nèi)徑較大，鉆孔環(huán)狀間隙小，鉆進(jìn)巖石時，主要靠地表鉆機(jī)對鉆桿施加及調(diào)節(jié)壓力，傳遞至孔底鉆頭尅取巖石。其缺點(diǎn)是:其一，在鉆探過程中，淺孔時鉆頭處壓力靠地表鉆機(jī)給整個鉆桿柱施加壓力，由鉆機(jī)對鉆桿加壓，必然引起鉆桿柱彎曲，鉆桿回轉(zhuǎn)中與鉆孔壁摩擦阻力增大，鉆桿磨損加劇，鉆桿容易折斷；其二，在鉆探過程中，深孔鉆探(超1000m以上深度)時，鉆桿柱重量超過鉆頭所需壓力，也是靠鉆機(jī)地表進(jìn)行調(diào)節(jié)，由于鉆桿與孔壁的摩擦，難以判斷孔底鉆頭的真實(shí)壓力，另外鉆桿在加壓段也會產(chǎn)生彎曲和磨損；其三，在鉆探過程中，由于地表鉆機(jī)加壓，鉆桿柱回轉(zhuǎn)中穩(wěn)定性較差，對鉆孔孔斜有一定的影響，另外鉆具組合是一徑式，孔壁間隙相應(yīng)較小，深孔鉆探?jīng)_洗液上返阻力較大，影響孔壁穩(wěn)定性和鉆進(jìn)效果。因此，上述傳統(tǒng)的繩索取心鉆具組合結(jié)構(gòu)在較大口徑鉆探中存在諸多不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種繩索取心加重管孔底加壓組合鉆具，它具有孔底自重加壓，減少鉆桿折斷事故，防治孔斜，減小深孔鉆桿與孔壁間環(huán)狀間隙中沖洗液阻力損失，保護(hù)孔壁等特點(diǎn)。
[0004]本實(shí)用新型解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:
[0005]繩索取心加重管孔底加壓組合鉆具，包括外管總成、內(nèi)管總成、加重管組合鉆具，所述外管總成包括外管、連接于所述外管上下兩端的上擴(kuò)孔器、下擴(kuò)孔器、所述上擴(kuò)孔器的上端連接有外管短接，所述下擴(kuò)孔器的下端連接有鉆頭；所述內(nèi)管總成由內(nèi)管、連接于所述內(nèi)管下端的卡簧座、連接于內(nèi)管上端的內(nèi)管單動巖心打撈裝置構(gòu)成，在所述卡簧座內(nèi)設(shè)有卡簧；所述加重管組合鉆具包括連接于所述外管短接上的多根加重管及多根扶正器，并且所述加重管與扶正器呈交替設(shè)置，加重管上扶正器連接一根過渡加重管，常規(guī)繩索取心鉆桿連接于過渡加重管扶正器上。
[0006]處于最上端的扶正器的下端連接的是過渡加重管，所述過渡加重管外徑小于加重管的外徑并且大于常規(guī)繩索取心鉆桿的外徑1?2級，每級級差是10?15mm。
[0007]所述鉆頭的直徑比所述外管及加重管的直徑大10?12mm，單根所述加重管的長度為9m ;所述擴(kuò)孔器外徑與所述鉆頭外徑同徑，所述扶正器外徑比所述鉆頭外徑小1?2mm ο
[0008]所述過渡加重管的長度為6?9m，過渡加重管、位于過渡加重管和常規(guī)繩索取心鉆桿之間的扶正器、以及常規(guī)繩索取心鉆桿三者之間形成大直徑加重管與小直徑常規(guī)繩索取心鉆桿外徑級差過渡的塔式組合，該扶正器處也是鉆進(jìn)作業(yè)過程中，常規(guī)繩索取心鉆桿柱向上承受拉力和加重管自重作用向孔底加壓的兩力中和點(diǎn)。
[0009]與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在:
[0010]本實(shí)用新型克服了常規(guī)繩索取心鉆具，在鉆進(jìn)回轉(zhuǎn)過程中，鉆頭處壓力靠地表鉆機(jī)給鉆桿施加壓力傳遞至鉆頭部位，造成孔內(nèi)鉆桿柱彎曲，與鉆孔壁摩擦阻力增大，鉆桿柱磨損加劇，鉆桿壽命短，且易折斷，同時由于鉆桿柱孔內(nèi)回轉(zhuǎn)穩(wěn)定性差，易造成鉆孔孔斜等缺點(diǎn)。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了加重管孔底加壓組合鉆具結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是:在不改變常規(guī)繩索取心鉆具基本功能的基礎(chǔ)上，增設(shè)了孔底加重管組合鉆具，改變了鉆具工作時的受力狀態(tài)。采用增大鉆頭、擴(kuò)孔器和外管總成外徑(主要是增加外管和加重管壁厚，以增加鉆具重量)，上部連接加重管及扶正器，利用孔底鉆具以上加重管組合鉆具，實(shí)現(xiàn)孔底加壓之目的。由于孔底加壓鉆進(jìn)，減少了孔內(nèi)鉆桿彎曲和鉆桿磨損折斷事故，同時，減小鉆具在鉆進(jìn)過程中的振動和擺動，增強(qiáng)鉆具的穩(wěn)定性，降低鉆孔孔斜率；加重組合鉆具與常規(guī)繩索取心鉆桿柱組合，因直徑級差較大，上部鉆桿與鉆孔環(huán)狀間隙增大，深孔鉆進(jìn)時，沖洗液上返阻力小，有利于孔壁的保護(hù)和提尚鉆進(jìn)效率。
[0011]本實(shí)用新型除了能用于較大口徑地質(zhì)巖心鉆探外，亦可用于石油、天然氣、地下新型能源、水資源勘探及各類取心鉆探工程。
【附圖說明】
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[0012]圖1A、1B為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)圖(由于版面排布需要，圖1A、1B實(shí)質(zhì)是一整體，圖1B的左端與圖1A右端是相連的)；圖2為本實(shí)用新型作用原理圖(P-向上懸吊力；Q-加重管自重力；W-鉆孔壁)。
[0013]圖中標(biāo)號:1_鉆頭；2_下擴(kuò)孔器；3_外管；4_上擴(kuò)孔器；5_外管短節(jié)；6_卡簧座；7_卡簧；8-內(nèi)管；9-內(nèi)管單動巖心打撈裝置；10_第一加重管；11_第一扶正器；12_第二加重管；13-第二扶正器；14_過渡加重管；15_過渡加重管扶正器；16-常規(guī)繩索取心鉆桿。
[0014]以下通過【具體實(shí)施方式】，并結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】
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[0015]實(shí)施例:參見圖1 (組合鉆具結(jié)構(gòu)裝配圖)，本實(shí)施例組合鉆具包括外管總成，內(nèi)管總成和加重管組合鉆具。
[0016]外管總成:包括外管3、連接于外管上下兩端的上擴(kuò)孔器4、下擴(kuò)孔器2、上擴(kuò)孔器4的上端連接有外管短接5，下擴(kuò)孔器2的下端連接鉆頭1 ;外管總成主要是傳遞鉆進(jìn)取心軸向壓力、回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)和修整孔壁作用，內(nèi)管總成放置其管中。
[0017]內(nèi)管總成:由內(nèi)管8、連接于內(nèi)管下端的卡簧座6、連接于內(nèi)管上端的內(nèi)管單動巖心打撈裝置9構(gòu)成，主要是鉆進(jìn)過程中巖心進(jìn)入內(nèi)管中，巖心裝滿后通過卡簧座、卡簧卡取巖心，上提鉆具將巖心拔斷，再從孔口向鉆桿內(nèi)下放繩索打撈器，將內(nèi)管總成連同巖心打撈至孔上。后將內(nèi)管總成再投入外管總成內(nèi)，即可進(jìn)行又一循環(huán)取心鉆進(jìn)。由于這些機(jī)構(gòu)均為本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)手段，并不是本實(shí)用新型組合鉆具的特征技術(shù)，故在此不進(jìn)行贅述，這類鉆具的結(jié)構(gòu)及鉆進(jìn)方法在諸如CN102418488A、CN203412537U等類似文獻(xiàn)中都有詳