专利名称：一种清洗钻杆内壁泥皮的方法及所用的清洗装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种清洗钻杆内壁泥皮的方法及所用的清洗装置，该方法和装置用于清洗绳索取心钻杆内壁的泥皮。
背景技术：
众所周知，岩心钻探普遍采用金刚石绳索取心钻进，岩心管能自由地从钻杆内放入孔底，取心时不提出钻杆，用专用打捞器将内管总成打捞上来，完成取心。这种钻进方法大提高了取心效率，减轻了工人的劳动强度。但金刚石绳索取心钻进的钻杆转速高，通常为 800 1100r/min,泥楽;中固相颗粒由于较大的离心カ会附着在钻杆内壁上形成泥皮,这ー 现象称为钻杆内壁结垢效应。分析绳索取心钻杆内壁结垢的原因，是泥浆中固相物质，包括粘土颗粒、岩粉、未完全溶解的化学处理剂或絮凝物，以及其他固体微粒在管内壁上的沉积物。泥浆中的固相颗粒在离心力作用上附着于管壁，并不断沉积和压实，加之粘土和有机聚合物的粘结作用，沉积物将逐渐脱水而变得十分密实，并牢固地粘附在钻杆内壁上。钻杆内壁形成泥皮后，影响打捞器的投入和内管总成的提升，常出现取心时内管总成被卡死在钻杆中；投放内管总成时，下放不到位，造成孔内事故。为了获取岩心，现场往往需要提出几根到几十根钻杆，才能下放打捞器将内管总成打捞上来，増加了辅助时间，影响了钻进效率。现在普遍采用的处理方式是控制泥浆中的固相含量。为减少泥浆中固体含量(一般要求含砂量< 0. 2% )，现在金刚石绳索取心钻进多采用低固相泥浆。有的甚至采用无固相泥浆。施工现场也采用振动筛、旋流除砂器等来控制冲洗液中的固相含量。但是遇到自然造浆的地层后，仍有泥皮聚集在钻杆内壁上。因为金刚石绳索取心钻进破碎岩石的机理是高转速磨削式碎岩，在钻进过程中，不可避免的会出现岩屑。遇到这样的地层，就要定时检测泥浆中的固相含量。如若发现不及时，还是会出现打捞器无法投入和内管总成无法提升至孔外的问题。无固相钻井液虽然对控制泥浆含量起到一定作用，但是泥浆原材料成本太高，有一定的局限性。施工现场发生钻杆内壁结垢后，通常将钻杆提出几根，拧卸平放在工作台上，用一根粗钢丝，在粗钢丝上采用现场的编织袋或者抹布打成节，从钻杆的一端被送入钻杆内壁，从另外一端拉出，实现清洗钻杆内壁的泥皮。
发明内容
本发明的目的是为了解决绳索取心钻进中，由于钻杆内壁泥皮过厚，引起打捞器无法投入和内管总成无法提升至孔外的问题，且现在广泛采用的粗钢丝固定打成节的编织袋或者抹布进行清洗钻杆内壁泥皮钻进效率低和清洗不浄的问题，而提供ー种清洗效率高、洗净度高的清洗钻杆内壁泥皮的方法。本发明的另ー目的是提供ー种清洗钻杆内壁泥皮的方法所用的清洗装置。本发明之方法包括以下步骤(I)、连接清洗装置清洗装置分为地上和孔内两部分，高压软管一端与往复泵的出水管相连，另一端与水接头相连，水接头的另一端与高压胶管连通，高压胶管一端缠绕在绞车上，经过上部定滑轮后与高压射流清洗工具相连，高压胶管与下部的高压射流清洗エ 具通过异径接头焊接在一起；(2)、下入高压射流清洗工具将整个系统连接好，操作绞车，利用高压射流清洗エ 具自重将高压射流清洗工具借助于导向头下入钻杆内腔中；(3)、清洗钻杆内壁开动往复泵，清洗介质从往复泵出水管、高压软管、水接头和高压胶管进入高压射流清洗工具中；当往复泵送来的高压循环介质沿高压软管进入喷射孔时，由于喷射孔断面较小，清洗介质循环介质以8 13m/s的射速射入钻杆内壁，破坏钻杆内壁泥皮，实现清洗钻杆内壁；在高速射流作用下，喷射孔与钻杆内壁周围的液体，被射流带走一部分而形成负压区，在压カ差的作用下，在喷射孔与钻杆内壁周围形成局部反循环， 利于冲刷钻杆内壁泥皮；(4)、根据孔口上返的循环介质，判断钻杆内壁清洗是否完成，操纵绞车，实现绞车的反转，缠绕高压胶管，提升高压射流清洗工具，回收清洗装置，清洗完成；循环介质是钻进过程中所使用的泥浆。本发明之方法所用的清洗装置是由往复泵、高压软管、水接头、绞车、定滑轮、高压射流清洗工具组成，高压射流清洗工具是由异径接头、外管和导向头构成，外管的上端固定连接异径接头，外管的下端固定导向头，外管的侧壁开设有数个喷射孔喷射孔内低外高呈斜向设置；八个喷射孔分为ニ层排布，每层四个均匀排列，层与层之间对应的喷射孔呈 45°，高压软管一端与往复泵的出水管相连，高压软管的另一端与水接头连通，水接头的另一端与高压胶管连通，高压胶管一端缠绕在绞车上，高压胶管经过上部定滑轮与高压射流清洗工具相连通，通过绞车实现高压胶管和高压射流清洗工具在钻杆内的上升和下降，高压胶管与下部的高压射流清洗工具的异径接头连通。本发明的有益效果可有效的解决绳索取心钻进中，因钻杆内壁结垢而无法投入打捞器和内管总成无法提出钻孔的问题；エ艺简单，施工方便；经试验清洗效果好，可广泛使用；钻进过程中，根据地层情况确定钻杆内壁的清洗次数，可有效地避免钻杆内壁的结皮问题；清洗效率高和洗净度高。
图I是本发明之装置的整体结构示意图。图2是本发明之高压射流清洗工具局部喷射孔结构示意图。图3是本发明之高压射流清洗工具剖视示意图。图4是图2中的A-A向剖视图。图5是图2中的B-B向剖视图。
具体实施例方式本发明之方法包括以下步骤请參阅图I至图5所示(I)、连接清洗装置清洗装置分为地上和孔内两部分，高压软管2 —端与往复泵I 的出水管相连，另一端与水接头3相连，水接头3的另一端与高压胶管6连通，高压胶管6 一端缠绕在绞车4上，经过上部定滑轮5后与高压清洗工具相连，高压胶管6与下部的高压射流清洗工具11通过异径接头7焊接在一起；(2)、下入高压射流清洗工具将整个系统连接好，操作绞车4，利用高压射流清洗工具自重将高压射流清洗工具借助于导向头10下入钻杆内腔中；(3)、清洗钻杆内壁开动往复泵I，清洗介质从往复泵I出水管、高压软管2、水接头3和高压胶管6进入高压射流清洗工具11中；当往复泵I送来的高压循环介质沿高压软管2进入喷射孔9吋，由于喷射孔断面较小，清洗介质循环介质以8 13m/s的射速射入钻杆内壁，破坏钻杆内壁泥皮，实现清洗钻杆内壁；在高速射流作用下，喷射孔9与钻杆内壁周围的液体，被射流带走一部分而形成负压区，在压カ差的作用下，在喷射孔与钻杆内壁周围形成局部反循环，利于冲刷钻杆内壁泥皮；(4)、根据孔口上返的循环介质，判断钻杆内壁清洗是否完成，操纵绞车4，实现绞车4的反转，缠绕高压胶管6，提升高压射流清洗工具11，回收清洗装置，清洗完成；循环介质是钻进过程中所使用的泥浆。请參阅图I至图5所示，本发明之方法所用的清洗装置是由往复泵I、高压软管2、 水接头3、绞车4、定滑轮5、高压射流清洗工具11组成，高压射流清洗工具11是由异径接头7、外管8和导向头10构成，外管8的上端固定连接异径接头7，外管8的下端固定导向头10,外管8的侧壁开设有八个喷射孔9,喷射孔9内低外闻呈斜向设置；八个喷射孔9分为ニ层排布，每层四个均匀排列，层与层之间对应的喷射孔呈45°，高压软管2 —端与往复泵I的出水管相连，高压软管2的另一端与水接头3连通，水接头3的另一端与高压胶管6 连通，高压胶管6 —端缠绕在绞车4上，高压胶管6经过上部定滑轮5与高压射流清洗工具 11相连通，通过绞车4实现高压胶管6和高压射流清洗工具11在钻杆内的上升和下降，高压胶管6与下部的高压射流清洗工具11通过异径接头7连通。清洗装置的工作过程是如图I所示，操作绞车4将高压射流清洗工具11下入钻杆内腔中，开动往复泵I 后，清洗介质从往复泵I出水管、高压软管2、水接头3、高压胶管6进入高压射流清洗工具 11，并从喷射孔9斜向上以8 13m/s的速度喷出，射向钻杆内壁，喷射孔9喷出高压介质的射流方向为斜向上，使清洗介质在钻杆内向上流动，实现钻杆内壁泥皮被清洗的同时排出钻杆。在这个过程中，往复泵I为清洗钻杆内壁泥皮提供所需的动力，通过控制绞车4实现下部高压射流清洗工具11的提升和下降。
权利要求
1.ー种清洗钻杆内壁泥皮的方法，该方法包括以下步骤(一)、连接清洗装置清洗装置分为地上和孔内两部分，高压软管(2) —端与往复泵(1)的出水管相连，另一端与水接头(3)相连，水接头(3)的另一端与高压胶管(6)连通， 高压胶管(6) —端缠绕在绞车(4)上，经过上部定滑轮(5)后与高压射流清洗工具(11)相连，高压胶管(6)与下部的高压射流清洗工具(11)通过异径接头(7)焊接在一起；(ニ)、下入高压射流清洗工具将整个系统连接好，操作绞车(4)，利用高压射流清洗工具(11)自重将高压射流清洗工具(11)借助于导向头(10)下入钻杆内腔中；(三)、清洗钻杆内壁开动往复泵(1)，清洗介质从往复泵(I)出水管、高压软管(2)、 水接头(3)和高压胶管(6)进入高压射流清洗工具(11)中；当往复泵(I)送来的高压循环介质沿高压软管(2)进入喷射孔(9)时，由于喷射孔断面较小，清洗介质循环介质以8 13m/s的射速射入钻杆内壁，破坏钻杆内壁泥皮，实现清洗钻杆内壁；在高速射流作用下， 喷射孔(9)与钻杆内壁周围的液体，被射流带走一部分而形成负压区，在压カ差的作用下， 在喷射孔与钻杆内壁周围形成局部反循环，利于冲刷钻杆内壁泥皮；(四)、根据孔口上返的循环介质，判断钻杆内壁清洗是否完成，操纵绞车(4)，实现绞车(4)的反转，缠绕高压胶管出)，提升高压射流清洗工具(11)，回收清洗装置，清洗完成； 循环介质是钻进过程中所使用的泥浆。
2.—种权利要求I所述方法所用的清洗装置，其特征在于是由往复泵(I)、高压软管(2)、水接头(3)、绞车(4)、定滑轮(5)、高压射流清洗工具(11)组成，高压射流清洗工具(11)是由异径接头(7)、外管(8)和导向头(10)构成，外管(8)的上端固定连接异径接头(7)，外管⑶的下端固定导向头(10)，外管⑶的侧壁开设有8个喷射孔(9)，喷射孔⑶ 内低外高呈斜向上设置；8个喷射孔(9)分为ニ层排布，每层四个均匀排列，层与层之间对应的喷射孔呈45° ;高压软管(2) —端与往复泵(I)的出水管相连，高压软管(2)的另ー 端与水接头(3)连通，水接头(3)的另一端与高压胶管(6)连通，高压胶管(6) —端缠绕在绞车(4)上，高压胶管(6)经过上部定滑轮(5)与高压清洗工具(11)相连通，高压胶管(6) 与下部的高压射流清洗工具(11)的异径接头(7)连通。
全文摘要
本发明公开了一种清洗钻杆内壁泥皮的方法及所用的清洗装置，清洗装置由往复泵、高压软管、水接头、绞车、定滑轮和高压射流清洗工具组成，将高压射流清洗工具与高压胶管连接，利用绞车将高压射流清洗工具送至钻杆内待清洗部位，往复泵将循环介质即钻进泥浆经高压软管泵送至高压射流清洗工具中，从高压射流清洗工具侧壁喷嘴高速喷流出的清洗介质即可实现清洗钻杆内壁泥皮的目的，在这个过程中，往复泵为清洗钻杆内壁提供所需的动力，绞车通过高压胶管使高压清洗工具在钻杆内上升或下降，实现整个钻杆内壁的清洗；该方法可有效的解决绳索取心钻进中，因钻杆内壁结垢而无法投入打捞器和内管总成无法提出钻孔的问题，清洗效率高和洗净度高。
文档编号E21B21/00GK102606096SQ201210088529
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月30日 优先权日2012年3月30日
发明者房昕, 杨虎伟, 赵大军, 赵研 申请人:吉林大学