一种用于深井干法成孔的钻具装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于深井干法成孔的钻具装置，由钻头、钻铤、普通钻杆和携渣筒钻杆组成。其最下端为钻头，通过钻铤连接普通钻杆，携渣筒钻杆通过普通钻杆连接动力头并与地面空压机、钻机相连。其中，携渣筒钻杆由单节普通钻杆外部套装焊接携渣筒制成，携渣筒为无缝钢管，上端开口，下端底部密封，上端开口处用支撑筋板将携渣筒与普通钻杆紧固连接。利用携渣筒将钻杆与孔壁之间的环状空隙减小，从而使经钻头破碎的钻渣在较小的气流作用下上返，并落入携渣筒，不必返至地面就能完成钻孔，解决了在钻孔深度范围内无地下水的竖井干法成孔问题，特别适用于钻孔深度较深、钻孔直径较大且远大于钻杆直径的竖井，降低了钻孔对空压机的要求。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种在无地下水地层中进行机械法成孔的钻具装置，特别是一种用于深井干法成孔的钻具装置，属于矿山和市政工程建设

技术介绍
在竖井工程建设施工中，采用机械钻井法钻进成孔按照有无循环液分为干作业成孔和泥浆循环钻进成孔。当成井深度范围内的地层中不存在地下水时，一般采取干作业法成孔，采用空压机向孔内输入压缩空气，破碎的岩屑经钻杆和孔壁之间的间隙排出孔口，同时，循环的空气可以起到冷却钻头的作用。此方法一般对于成孔直径较小，深度较浅的竖井是可行的，但对于成孔直径较大、深度较深的竖井，由于钻孔与钻杆之间环状面积变大，在钻进过程中往往不能满足环空排渣上返风速的要求，从而造成钻孔的排渣能力低、孔底岩屑严重堆积、钻进效率降低、钻头磨损严重、钻进困难。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于深井干法成孔的钻具装置，解决了成孔直径较大的深井干法作业成孔的排渣困难、钻进效率低、钻头磨损等问题。本技术解决其技术问题采取的技术方案是这样的。一种用于深井干法成孔的钻具装置，主要由钻头、钻铤、携渣筒钻杆、普通钻杆组成。其最下端为钻头，钻头通过钻铤连接普通钻杆，普通钻杆连接携渣筒钻杆，携渣筒钻杆通过普通钻杆连接动力头，动力头与地面空压机、钻机相连。其中，携渣筒钻杆由单节普通钻杆外部套装焊接携渣筒制成，携渣筒为无缝钢管，上端开口，下端底部用钢板焊接密封，焊接时，普通钻杆位于携渣筒的中心，在上端开口处用支撑筋板将携渣筒与普通钻杆紧固连接。具体制作、使用本钻具装置时，携渣筒一般采用厚度为10mm的无缝钢管制作，直径根据钻孔直径、钻孔深度、空压机压风量制作，一般取小于钻孔直径40-60mm，长度一般比单节钻杆小2m，即上、下端各距钻杆上、下接头1m。本技术的使用方法如下：当利用深井钻机和空压机进行钻进成孔时，钻进深度不满足钻渣上返要求后，开始采用本钻具装置。将本钻具装置放入孔内，连接钻机并打开空压机，开始钻进。压缩空气经钻杆送至钻头底口排出，破碎的钻渣在气流的作用下沿携渣筒与孔壁之间的环状间隙向上移动，一部分钻渣到达携渣筒上口与普通钻杆形成的缓冲区域时，在重力作用下落入携渣筒中，一部分钻渣继续在气流作用下向上沿环状间隙移动，通过缓冲区域落入上节携渣筒中，以此类推，钻渣在气流作用下自下而上逐节填满各节携渣筒，停止钻进，将钻具提出孔口，利用钻机卷扬逐节将携渣筒内的钻渣倒出，重新下放钻具进行钻进。本技术取得的有益效果是：利用携渣筒，减小了钻杆与孔壁之间的环状间隙，破碎的钻渣在气流作用下上返，并落入携渣筒内，不必返至地面，降低了对于空压机的压风量要求，在较小的压缩气流作用下即可完成钻孔，特别适用于钻孔深度较深、钻孔直径较大且远大于钻杆直径的竖井。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2是图1的俯视图(放大图)。图中标号代表的含义是：1、风口 2、钻头 3、钻铤 4、携渣筒钻杆 5、普通钻杆 6、动力头 7、孔壁 8、支撑筋板。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步描述。如图1所示，一种用于深井干法成孔的钻具装置，主要由钻头2、钻铤3、两节携渣筒钻杆4和普通钻杆5组成。钻头2内有风口1，钻头2上端连接钻铤3，钻铤3连接普通钻杆，普通钻杆连接携渣筒钻杆4。携渣筒钻杆4由长度为7m、直径为550mm、厚度为10mm的无缝钢管做成的携渣筒套装焊接在普通钻杆5的外侧组成，且普通钻杆处于携渣筒中心，携渣筒的上端开口且距离钻杆上接头1m，携渣筒的筒底距离钻杆下接头1m，方便钻杆连接且能形成气流缓冲区，携渣筒底部用厚10mm钢板焊接密封，携渣筒上口通过支撑筋板8牢固焊接在钻杆上以增强钻杆强度。当利用深井钻机和空压机进行钻进成孔时，钻进深度不满足钻渣上返要求后，将本钻具装置下放入孔内，连接钻机并打开空压机，开始钻进。压缩空气经钻杆送至钻头底口风口1排出，破碎的钻渣在气流的作用下沿携渣筒钻杆4与孔壁之间的环状间隙向上移动，一部分钻渣到达携渣筒钻杆4的携渣筒上口与普通钻杆形成的缓冲区域时，在重力作用下落入携渣筒内，一部分钻渣继续在气流作用下向上沿环状间隙移动，通过缓冲区域落入上节携渣筒中，钻渣在气流作用下自下而上逐节填满各节携渣筒，停止钻进，将钻具提出孔口，利用钻机卷扬逐节将携渣筒内的钻渣倒出，重新下放钻具进行钻进。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于深井干法成孔的钻具装置，其最下端为钻头（2），其特征在于钻头（2）通过钻铤（3）连接普通钻杆（5），普通钻杆（5）连接携渣筒钻杆（4），携渣筒钻杆（4）通过普通钻杆（5）连接动力头（6），其中，携渣筒钻杆（4）由单节普通钻杆外部套装焊接携渣筒制成，携渣筒为无缝钢管，上端开口，携渣筒下端底部用钢板焊接密封，在上端开口处用支撑筋板（8）将携渣筒与普通钻杆紧固连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于深井干法成孔的钻具装置，其最下端为钻头（2），其特征在于钻头（2）通过钻铤（3）连接普通钻杆（5），普通钻杆（5）连接携渣筒钻杆（4），携渣筒钻杆（4）通过普通钻杆（5）连接动力头（6），其中，携渣筒钻杆（4）由单节普通钻杆外部套装...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海朋，孙运青，王厚星，刘俊永，徐玉川，夏文超，杨宇楠，
申请(专利权)人：河北建设勘察研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13