钻探用旋喷护壁钻具的制作方法
【专利说明】
一、技术领域
[0001]本实用新型涉及一种钻探用旋喷护壁钻具，适于复杂地层深孔钻探应用。
二、【背景技术】
[0002]我国从20世纪70年代末开始引进高压喷射注浆成粧技术，经过30多年的应用研宄和实践，在技术理论，施工工艺和设备，施工规程和管理，施工质量检查等诸方面都有了长足的发展和提高。
[0003]在复杂地层钻进中，预防孔壁失稳和孔壁失稳处理的技术措施基本相同。复杂地层常用的护壁方法有套管隔离、泥浆护壁、水泥浆固结护壁等，多数复杂地层均可采用泥浆维护钻孔孔壁稳定，保证钻进顺利进行；钻遇松散、破碎、易水化分散等软弱复杂层发生孔壁垮塌超径时，在孔内情况许可和后续工作可保证固结体稳固的情况下使用水泥等固结护壁；钻进特别复杂的不稳定地层，无法使用泥浆维护孔壁稳定和固结护壁无效的孔段一般下套管隔离。在深孔钻探和部分特别复杂地层钻探中，遇到大量常规护壁方法难于解决的孔内复杂情况，给正常钻进带来极大的困难，迫切要求探讨相应的解决措施，如:一是在复杂地层钻进中造成孔壁严重坍塌，孔内一旦形成较大的超径孔段，泥浆护壁效果下降，一般需要灌注水泥浆护壁，水泥浆灌注时，浆液从钻杆内流入孔底，由下而上替换孔内泥浆，挤占钻孔空间。水泥浆液流经孔内“大肚子”时，受到泥浆稀释、污染使水泥浆无法有效凝固，或不能完全占据超径空间有效形成孔壁；二是复杂地层深孔钻探中，也常在中、深部孔段钻遇松散、破碎、易水化分散坍塌等复杂夹层(断层)和溶洞，不能或无法采用套管隔离、其上部又存在难以封堵的严重漏失时，孔壁普遍严重失稳，钻进无法进行，尤其以小口径深孔复杂地层护壁为主。
[0004]为此研发一种高压旋喷水泥浆固结护壁装置就显得十分必要。
三、
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种钻探用旋喷护壁钻具，它能解决深部“断层泥”护壁难题。
[0006]为实现上述目的，本实用新型设计采用如下方式进行:
[0007]钻探用旋喷护壁钻具，它包括由搅拌机、吸水管、高压注浆泵、主动钻杆、钻机、钻杆、储料箱组成的钻探系统，它还包括旋喷护壁钻具，所述的旋喷护壁钻具中段周沿均设有若干与旋喷护壁钻具中心通孔连通的喷嘴，旋喷护壁钻具底部固封一合金钻头；旋喷护壁钻具顶部装或卸于钻探系统钻杆底部；旋喷钻具可在钻机的旋转主动钻杆和钻杆的作用下钻入地下的孔段内高压旋转提升喷浆形成护壁水泥套管。
[0008]本实用新型因为在钻探系统钻杆底部设有旋喷护壁钻具，能将钻探系统输送的水泥浆在孔段内通过中段喷嘴高压旋喷，所以能有效地形成护壁水泥套管或喷水冲刷；同时由于旋喷护壁钻具底部固封一合金钻头，所以还可在在孔段内下潜；此外由于不在于改变钻探系统基本构成，所以整体结构紧凑、易于拆装。四、
【附图说明】
[0009]本实用新型的具体结构由以下附图给出。
[0010]图1是依据本实用新型提出的一种钻探用旋喷护壁钻具系统工作示意图。
[0011]图2是图1所示旋喷护壁钻具局剖放大示意图。
[0012]附图中各标识表示:
[0013]1.搅拌机2.吸水管3.高压注浆泵4.主动钻杆5.钻机6.钻杆7.旋喷钻具8.喷嘴9.合金钻头10.孔段11.储料箱
[0014]以下结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
五、【具体实施方式】
[0015]如图1、图2所示，本实用新型提出的钻探用旋喷护壁钻具，它包括由搅拌机1、吸水管2、高压注浆泵3、主动钻杆4、钻机5、钻杆6、储料箱11组成的钻探系统，它还包括旋喷护壁钻具7，所述的旋喷护壁钻具7中段周沿均设有若干与旋喷护壁钻具7中心通孔连通的喷嘴8，旋喷护壁钻具7底部固封一合金钻头9 ;旋喷护壁钻具7顶部装或卸于钻探系统钻杆6底部；旋喷钻具7可在钻机5的旋转主动钻杆4和钻杆6的作用下钻入地下的孔段10内高压旋转提升喷浆形成护壁水泥套管。
[0016]所述的喷嘴8直径为3?5mm、长度为10?13mm。
[0017]所述的喷嘴8为2?4个。
[0018]所述合金钻头9头端直径为65?75mm。
[0019]工作时，旋喷护壁钻具组装、下入钻孔前，应进行地面试喷，并检查高压注浆泵3的完好性及设备的可靠性和压力、主动钻杆4旋转速度等，满足设计要求后方依次按以下顺序进行:确定护壁孔段10、组装旋喷钻具7并下入旋喷钻具7、配置护壁浆液、压浆旋喷提升、提出旋喷钻具、清洗旋喷机具、候凝与扫水泥。若护壁孔段10较深时，为避免入孔过程中发生喷嘴8堵塞，试喷正常后可用胶带把喷嘴8封上。
【主权项】
1.一种钻探用旋喷护壁钻具，它包括由搅拌机〔1〕、吸水管〔2〕、高压注浆泵〔3〕、主动钻杆〔4〕、钻机〔5〕、钻杆〔6〕、储料箱〔11〕组成的钻探系统，其特征在于它还包括旋喷护壁钻具〔7〕，所述的旋喷护壁钻具〔7〕中段周沿均设有若干与旋喷护壁钻具〔7〕中心通孔连通的喷嘴〔8〕，旋喷护壁钻具〔7〕底部固封一合金钻头〔9〕；旋喷护壁钻具〔7〕顶部装或卸于钻探系统钻杆〔6〕底部；旋喷钻具〔7〕可在钻机〔5〕的旋转主动钻杆〔4〕和钻杆〔6〕的作用下钻入地下的孔段〔10〕内高压旋转提升喷浆形成护壁水泥套管。
2.根据权利要求1所述的钻具，其特征是所述的喷嘴〔8〕直径为3?5mm、长度为10?13mm0
3.根据权利要求1或2所述的钻具，其特征是所述的喷嘴〔8〕为2?4个。
4.根据权利要求1所述的钻具，其特征是所述合金钻头〔9〕头端直径为65?75mm。
【专利摘要】本实用新型涉及一种钻探用旋喷护壁钻具，它包括由搅拌机、吸水管、高压注浆泵、主动钻杆、钻机、钻杆、储料箱组成的钻探系统，它还包括旋喷护壁钻具，所述的旋喷护壁钻具中段周沿均设有若干与旋喷护壁钻具中心通孔连通的喷嘴，旋喷护壁钻具底部固封一合金钻头；旋喷护壁钻具顶部装或卸于钻探系统钻杆底部；旋喷钻具可在钻机的旋转主动钻杆和钻杆的作用下钻入地下的孔段内高压旋转提升喷浆形成护壁水泥套管，具有能有效地形成护壁水泥套管或喷水冲刷、还可钻钻探、整体结构紧凑、易于拆装、便于推广应用等优点，适于复杂地层深孔钻探应用。
【IPC分类】E21B11-00, E21B33-14, E21B10-61
【公开号】CN204326977
【申请号】CN201420749959
【发明人】陶建华, 李粤南, 陈惠明, 彭金灶, 吴灿辉, 邹道全
【申请人】福建省第八地质大队
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月3日