专利名称：用于硬岩一次性开孔的系统及操作方法
技术领域：
本发明涉及钻探施工技术领域，尤其是一种用于硬岩一次性开孔的系统及操作方法。
背景技术：
现有技术的矿山、交通隧道、水利工程等注浆堵水过程中，尤其在硬岩施工钻孔时，先用小孔径钻头开孔施工，然后使用大孔径钻头进行扩孔施工。这种方法存在的缺点是，由于岩石硬度造成钻孔开孔难度大、偏差大、加快了钻探设备的损坏，同时钻孔准确度低、施工繁琐、增加投入成本等。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种用于硬岩一次性开孔的系统；双钻头同时进行钻进施工，实现在硬岩中一次性开孔，结构简单，操作方便，准确度高，提高了工作效率和效益。本发明还提供一种用于硬岩一次性开孔的系统的操作方法。为实现上述目的，本发明采用下述技术方案一种用于硬岩一次性开孔的系统，其特征是，包括大孔径取芯钻进系统、小孔径无芯钻进系统，其中大孔径取芯钻进系统包括粗钻杆、大孔径螺丝头、大孔径岩芯管、大孔径取芯钻头，所述大孔径螺丝头一端与粗钻杆连接、另一端与大孔径岩芯管连接，大孔径岩芯管另一端与大孔径取芯钻头连接；小孔径无芯钻进系统包括细钻杆，细钻杆一端通过螺纹配合与粗钻杆连接、另一端与小孔径无芯钻头连接。所述大孔径岩芯管与辅助支撑系统连接。防止钻进系统与硬岩接触时错动而造成开孔坐标的变化及钻进系统自身重量造成开孔坐标的变化，进一步提高了钻孔准确度。所述辅助支撑系统为三脚架，三脚架设在大孔径岩芯管下方。用于硬岩一次性开孔的系统的操作方法，用于俯角孔钻进施工，包括以下步骤I)将大孔径螺丝头安装在粗钻杆一端，然后大孔径岩芯管安装至大孔径螺丝头一端，将大孔径取芯钻头安装至大孔径岩芯管另一端；2)将细钻杆带有反丝的一端安装在粗钻杆内部，另一端安装小孔径无芯钻头；3)钻探设备带动大孔径取芯钻头、小孔径无芯钻头同步运转，实现硬岩一次性开孔技术工艺。用于硬岩一次性开孔的系统的操作方法，用于仰角孔钻进施工，包括以下步骤I)将大孔径螺丝头安装在粗钻杆一端，然后大孔径岩芯管安装至大孔径螺丝头一端，将大孔径取芯钻头安装至大孔径岩芯管另一端；2)将细钻杆带有反丝的一端安装在粗钻杆内部，另一端安装小孔径无芯钻头；3)施工仰角孔前，三脚架安装在大孔径取芯钻进系统下方用于支撑大孔径岩芯管。防止钻进系统与硬岩接触时错动而造成开孔坐标的变化及钻进系统自身重量造成开孔坐标的变化，进一步提高了钻孔准确度。4)钻探设备带动大孔径取芯钻头、小孔径无芯钻头同步运转，实现硬岩一次性开孔技术工艺。本发明工作原理用于俯角孔钻进施工按照实际施工过程开孔所需工艺，小孔径无芯钻进系统首先接触硬岩施工钻进至一定深度后，大孔径取芯钻进系统接触硬岩后继续钻进。钻探设备带动大孔径取芯钻进系统及小孔径无芯钻进系统同步运转，实现硬岩一次性开孔。用于仰角孔钻进施工施工仰角孔前，三脚架安装在大孔径取芯钻进系统下方，防止钻进系统与硬岩接触时错动而造成开孔坐标的变化及钻进系统自身重量造成开孔坐标的变化，进一步提高了钻孔准确度。本发明有益效果 I、实现在硬岩中一次性开孔，操作简单、准确度高、降低成本，提高开孔效率，解决了硬岩开孔繁琐、准确度差、难度高、不稳定的问题；2、小孔径无芯钻进系统首先进入硬岩内，减小大孔径取芯钻进系统与硬岩接触时错动而造成开孔坐标的变化，提高了硬岩开孔的准确度；3、辅助系统的应用，最大限度降低了钻进系统自身重量引起的偏差，进一步减小钻进系统与硬岩接触时的错动，保证了钻孔的准确度。
图I、是本发明结构示意图；图2是图I的局部剖视图；其中，I.粗钻杆；2.大孔径螺丝头；3.大孔径岩芯管；4.大孔径取芯钻头；5.细钻杆；6.小孔径无芯钻头；7.三脚架，8.反丝。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。一种用于硬岩一次性开孔的系统，包括大孔径取芯钻进系统、小孔径无芯钻进系统，其中大孔径取芯钻进系统包括粗钻杆I、大孔径螺丝头2、大孔径岩芯管3、大孔径取芯钻头4，所述大孔径螺丝头2 —端与粗钻杆I连接、另一端与大孔径岩芯管3连接，大孔径岩芯管3另一端与大孔径取芯钻头4连接；小孔径无芯钻进系统包括细钻杆5，细钻杆5 —端带有反丝8、并通过螺纹配合与粗钻杆I连接、另一端与小孔径无芯钻头6连接。所述大孔径岩芯管3与辅助支撑系统连接。防止钻进系统与硬岩接触时错动而造成开孔坐标的变化及钻进系统自身重量造成开孔坐标的变化，进一步提高了钻孔准确度。所述辅助支撑系统为三脚架7，三脚架7设在大孔径岩芯管3下方。用于硬岩一次性开孔的系统的操作方法，用于俯角孔钻进施工，包括以下步骤I)将大孔径螺丝头2安装在粗钻杆I 一端，然后大孔径岩芯管3安装至大孔径螺丝头2 —端，将大孔径取芯钻头4安装至大孔径岩芯管3另一端；2)将细钻杆5带有反丝8的一端安装在粗钻杆I内部，另一端安装小孔径无芯钻头6 ;
3)钻探设备带动大孔径取芯钻头4、小孔径无芯钻头6同步运转，实现硬岩一次性开孔技术工艺。用于硬岩一次性开孔的系统的操作方法，用于仰角孔钻进施工，包括以下步骤I)将大孔径螺丝头2安装在粗钻杆I 一端，然后大孔径岩芯管3安装至大孔径螺丝头2 —端，将大孔径取芯钻头4安装至大孔径岩芯管3另一端；2)将细钻杆5带有反丝8的一端安装在粗钻杆I内部，另一端安装小孔径无芯钻 头6 ；3)施工仰角孔前，三脚架7安装在大孔径取芯钻进系统下方用于支撑大孔径岩芯管3。防止钻进系统与硬岩接触时错动而造成开孔坐标的变化及钻进系统自身重量造成开孔坐标的变化，进一步提闻了钻孔准确度。4)钻探设备带动大孔径取芯钻头4、小孔径无芯钻头6同步运转，实现硬岩一次性开孔技术工艺。上述虽然结合附图对发明的具体实施方式
进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
权利要求
1.一种用于硬岩一次性开孔的系统，其特征是，包括大孔径取芯钻进系统、小孔径无芯钻进系统，其中大孔径取芯钻进系统包括粗钻杆、大孔径螺丝头、大孔径岩芯管、大孔径取芯钻头，所述大孔径螺丝头一端与粗钻杆连接、另一端与大孔径岩芯管连接，大孔径岩芯管另一端与大孔径取芯钻头连接；小孔径无芯钻进系统包括细钻杆，细钻杆一端通过螺纹配合与粗钻杆连接、另一端与小孔径无芯钻头连接。
2.如权利要求I所述的用于硬岩一次性开孔的系统，其特征是，所述大孔径岩芯管与辅助支撑系统连接。
3.如权利要求2所述的用于硬岩一次性开孔的系统，其特征是，所述辅助支撑系统为三脚架，三脚架设在大孔径岩芯管下方。
4.如权利要求I至3任一项用于硬岩一次性开孔的系统的操作方法，其特征是，用于俯角孔钻进施工，包括以下步骤 1)将大孔径螺丝头安装在粗钻杆一端，然后大孔径岩芯管安装至大孔径螺丝头一端，将大孔径取芯钻头安装至大孔径岩芯管另一端； 2)将细钻杆带有反丝的一端安装在粗钻杆内部，另一端安装小孔径无芯钻头； 3)钻探设备带动大孔径取芯钻头、小孔径无芯钻头同步运转，实现硬岩一次性开孔技术工艺。
5.如权利要求I至3任一项用于硬岩一次性开孔的系统的操作方法，其特征是，用于仰角孔钻进施工，包括以下步骤 1)将大孔径螺丝头安装在粗钻杆一端，然后大孔径岩芯管安装至大孔径螺丝头一端，将大孔径取芯钻头安装至大孔径岩芯管另一端； 2)将细钻杆带有反丝的一端安装在粗钻杆内部，另一端安装小孔径无芯钻头； 3)施工仰角孔前，三脚架安装在大孔径取芯钻进系统下方用于支撑大孔径岩芯管。
4)钻探设备带动大孔径取芯钻头、小孔径无芯钻头同步运转，实现硬岩一次性开孔技术工艺。
全文摘要
本发明公开了一种用于硬岩一次性开孔的系统及操作方法，包括大孔径取芯钻进系统、小孔径无芯钻进系统，其中大孔径取芯钻进系统包括粗钻杆、大孔径螺丝头、大孔径岩芯管、大孔径取芯钻头，所述大孔径螺丝头一端与粗钻杆连接、另一端与大孔径岩芯管连接，大孔径岩芯管另一端与大孔径取芯钻头连接；小孔径无芯钻进系统包括细钻杆，细钻杆一端通过螺纹配合与粗钻杆连接、另一端与小孔径无芯钻头连接，所述大孔径岩芯管与辅助支撑系统连接。双钻头同时进行钻进施工，实现在硬岩中一次性开孔，结构简单，操作方便，准确度高，提高了工作效率和效益。
文档编号E21B7/00GK102966306SQ201210508939
公开日2013年3月13日 申请日期2012年12月3日 优先权日2012年12月3日
发明者刘人太, 张兵, 李术才, 王汉鹏, 张霄, 李召峰 申请人:山东大学