一种千米定向钻机断杆打捞方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种在井下千米定向钻机遇到断杆事故时的断杆打捞方法。
【背景技术】
[0002]由于煤层地质构造的不可预见性，加之软煤层具有突出危险性，煤层裂隙发育繁多，瓦斯赋存量大，在煤层中施工瓦斯抽采钻孔施工过程中经常会伴随喷孔现象发生，喷孔现象一般表现为，高瓦斯气流向孔口喷出，承压瓦斯携带大量的煤粉和水直接冲出孔口。孔口经常伴随有煤炮声和气流冲击声，造成瓦斯超限，喷孔、塌孔、堵孔和卡钻的现象出现，在大力旋转和起拔下，最终出现断杆事故；断杆又俗称掉钻；由于缺乏有效方法和专用的工具，打捞工作费时费力，而且在打捞过程中孔内极易出现二次压杆现象，打捞的成功率较低。
【发明内容】
[0003]本发明目的是克服上述已有技术的不足，提供一种可有效减少孔内二次压杆故障、打捞速度快、成功率高的千米定向钻机断杆打捞方法。
[0004]本发明方法为:
(1)计算出孔内断杆长度及根数；因为断杆事故是在处理压杆过程中大力旋转和起拔导致发生钻杆断裂的，所以断杆后严禁立即拔出钻杆，略施一点压力稍微送杆，直到压力有明确变化时，立即停止送杆，夹紧钻杆，从而缩小断裂两端处的距离。随后精确测量孔外钻杆长度，利用下列公式算出断杆后孔内钻杆长度Ujlft及孔内钻杆数量Njg:L = H-N前X3- L孔外;N后=L孔内/3 ;式中:H为钻孔深度，L孔外为孔外钻杆长度，N前为断杆肖IJ孔内退出钻杆数量；式中单位均为米；
(2)确定断杆位置；断杆的位置一般在钻杆公母扣接头处，钻杆公母扣接头处(直径为C>75mm)较钻杆外壁容易磨损，特别是在大力旋转和起拔下，超过钻杆的抗扭矩及抗拉能力，极易发生断裂。
[0005]详细查看原始记录中断杆处倾角、方位角、工具面、上下偏差、左右偏差、孔口返渣，瓦斯喷孔等技术参数，找出断杆处的可能层位及钻孔轨迹经过的层位，有利打捞方法的制定。
[0006](3)采用HQ钻杆配套扩孔钻头组合扩孔，利用孔内的钻杆作导向，用HQ钻杆和扩孔钻头将故障钻孔扩大至扩孔钻头尺寸，扩孔时低速旋转慢速给进，保持水流量180-210L/min，推进压力1.5-2.5mpa，掌握好钻速以使旋转压力控制在4mpa以内；旋转扩孔至断裂处前480-510mm，停钻退出HQ钻杆。
[0007]所述的扩孔钻头包括筒体和钻齿；筒体为空心圆锥体，筒体尾部为螺纹段，螺纹段上设有用于与HQ钻杆连接的外螺纹，筒体头部设有钻齿，钻齿呈胎体式。筒体和钻齿均采用耐磨合金钢复合材料制成，筒体尾部直径为95mm，头部直径为117mm ;全长500mm ;壁厚为8mm ;筒体尾部螺纹段的长度为100mm。
[0008](4)采用HQ钻杆配套钻杆拨正器组合打捞；将HQ钻杆配套钻杆拨正器送入离断杆处450-500mm时停止送杆，在钻杆尾部接水管送水冲孔，待孔口见返水时即可停止送水，将钻杆拨正器内的煤粉排出；缓慢给进，越慢越好，时刻关注给进压力表，当给进压力突然增大时立即停止给进。说明此时已经碰到断杆口。将给进压力控制到0.5MPa内，精确记录HQ钻杆位置，同时人工用管钳旋转钻杆前进，观察HQ钻杆位置的变动，当HQ钻杆能前进则说明钻杆拨正器已经套住钻杆。如不前进，则前后活动HQ钻杆，重复上述过程。
[0009]所述钻杆拨正器包括筒体和拨正片；筒体为空心圆柱体，长度100mm，直径为105mm ;筒体尾部为螺纹段，螺纹段上设有外螺纹，用于与HQ钻杆连接，螺纹段的长度为50mm。筒体前端与拨正片连接，拨正片为半椭圆形片体，拨正片长半轴70mm,短轴为95mm;筒体前端与拨正片连接处设有钻齿，钻齿呈胎体式，便于切削孔内积压煤渣，耐磨性强；钻齿、拨正片与筒体均采用耐磨合金钢复合材料制成，拨正片与筒体壁厚均为7mm。
[0010](5)使用钻杆拨正器将断杆取出；套住钻杆后，缓慢地旋转给进，越慢越好，使钻杆拨正器平稳到达螺杆马达弯头处，时刻关注给进压力表、回转压力表、HQ钻杆内的通缆钻杆，当给进压力表、回转压力表突然增大、通缆钻杆在拨正器作用下发生旋转时，停止给进，表明拨正器已经将螺杆马达弯头部位卡住，缓慢地旋转退杆，在拨正器作用下从孔内取出被断钻杆。
[0011]本发明适于井下容易塌孔的软煤层、破碎带、软分层及瓦斯含量较大的突出煤层，在千米定向钻机发生压杆事故时能够顺利完成钻具打捞工作；钻杆拨正器具有导向作用，能够顺利抓住断杆，极大的提高了打捞成功率。在保证钻孔原有轨迹的条件下，利用HQ钻杆配套配合钻杆拨正器，省时省力，打捞速度快、孔内不会发生二次压杆事故，打捞风险小、成功率高。
【附图说明】
[0012]图1为本发明扩孔钻头结构示意图。
[0013]图2为本发明钻杆拨正器结构示意图。
【具体实施方式】
[0014](I)计算孔内断杆长度及根数；发生断杆后略施压力稍微送杆，待压力有明确变化时，立即停止送杆，夹紧钻杆；精确测量孔外钻杆长度，利用下列公式算出断杆后孔内钻杆长度L孔内及根数N后:L孔内=H- N前X 3- L孔外;N后=L孔内/3 ;式中:H为钻孔深度，L孔外为孔外钻杆长度，Ntif为断杆前孔内退出钻杆数量；式中单位均为米；
(2)确定断杆位置在钻杆公母扣接头处；查看原始记录中断杆处倾角、方位角、工具面、上下偏差、左右偏差、孔口返渣，瓦斯喷孔等技术参数，找出断杆处的可能层位及钻孔轨迹经过的层位；
(3)利用孔内的钻杆作导向，用HQ钻杆和扩孔钻头将故障钻孔扩大至扩孔钻头尺寸，扩孔时低速旋转慢速给进，保持水流量180-210L/min，推进压力1.5-2.5mpa，掌握好钻速以使旋转压力控制在4mpa以内；旋转扩孔至断裂处前480-510mm，停钻退出HQ钻杆。
[0015]所述的扩孔钻头包括筒体(2)和钻齿(3);筒体(2)为空心圆锥体，筒体(2)尾部为