一种超前钻具制造技术

本发明专利技术公开了一种超前钻具，包括内管总成和外管总成，所述外管总成包括弹卡挡头、弹卡室、座环、扩孔器、外管和钻头；所述内管总成包括捞矛头、回收管、弹卡钳、悬挂杯、到位报信机构、堵塞报信机构和内管，其特征在于：所述内管下端部超出钻头下端部，所述内管下部设置有下拦簧和上拦簧。通过使用本申请所述的超前钻具，提高了掉块的概率，从而保证了岩心的采取率，岩心的完整率也从原有的10％至25％提高到85％至95％。

【技术实现步骤摘要】
一种超前钻具
本专利技术涉及一种超前钻具。
技术介绍
在钻井过程中，钻头是破碎岩石的主要工具，井眼是由钻头破碎岩石而形成的。一个井眼形成得好坏，所用时间的长短，除与所钻地层岩石的特性和钻头本身的性能有关外，更与钻头和地层之间的相互匹配程度有关。钻头是进行石油钻井工作的重要工具之一，钻头是否适应岩石性质及其质量的好坏，在选用钻井工艺方面起着非常重要的作用，特别是对钻井质量、钻探速度、钻井成本方面产生着巨大的影响，PDC钻头是当今石油和天然气勘探开发行业广泛使用的一种破颜工具，它有效地提高了机械钻具，缩短了钻井周期。钻头的合理选型对提高钻进速度、降低钻井综合成本起着重要作用。但是现有技术状况及存在的缺陷：现在使用的取芯钻具在遇到流沙层或粉煤层时取芯的完整率很低，这是一个多年来一直无法解决的老大难问题，在这个地层取芯率往往只有10％至25％。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种取芯率较高的钻具。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是提供了一种超前钻具，包括内管总成和外管总成，所述外管总成包括弹卡挡头、弹卡室、座环、扩孔器、外管和钻头；所述内管总成包括捞矛头、回收管、弹卡钳、悬挂杯、到位报信机构、堵塞报信机构和内管，其特征在于：所述内管下端部超出钻头下端部，所述内管下部设置有下拦簧和上拦簧。通过使用本申请所述的超前钻具，内管下端部超出钻头下端部，这样就可减少水流对岩心的冲刷，从而保证了岩心的完整率，岩心进了内管以后，由于有二道拦簧拦着，在打捞过程中就可以减少由于震动和负压对岩心所产生的掉块现象，特别是粉煤，在煤层中含有煤层气，在打捞过程中由于压力的逐步减小，煤层气膨胀，把原来完整的岩心变的松散，从而提高了掉块的概率，从而保证了岩心的采取率，岩心的完整率也从原有的10％至25％提高到85％至95％。作为优选地，所述内管下端部超出钻头下端部20至25mm。这样的设计可以在提高取芯率的同时，控制成本。作为优选地，所述扩孔器包括上扩孔器和下扩孔器。这样的设计可以保证外管整体的扩孔效果。作为优选地，所述回收管上端与捞矛头连接，所述回收管下端与弹卡钳连接，所述弹卡钳与弹卡室配合；所述弹卡钳底部设置有弹卡支架，所述弹卡支架底部与接头连接；所述接头上设有与座环配合的悬挂杯，所述悬挂杯与座环悬挂配合。这样的设计可以将内管总成稳定的悬挂在外观总成内。作为优选地，所述接头上部和下部分别设置有相互连通的上进水孔和下出水孔，所述上进水孔和下出水孔之间为密封环，所述密封环上设置有与密封环配合的密封钢珠。这样的设计可以打通水路。作为优选地，所述密封环为中部较窄端部较宽的弹性密封环，所述密封钢珠与密封环中部配合挤压滑动。这样的设计可以通过密封钢珠的滑动打通水路。作为优选地，所述接头下端连接轴连接，所述连接轴上部套接有报信胶圈，所述连接轴中部上下滑动连接有滑套，滑套的上下两端的连接轴上套接有上推力球轴承和下推力球轴承；所述下推力球轴承与连接轴底端之间卡接有弹簧。这样的设计可以通过报信胶圈被滑套挤压而报信。作为优选地，所述滑套与内管连接，所述内管顶部设有与内管和外管间隙连通的钢球槽，所述钢球槽开口向上，所述钢球槽底部设有防水排气孔，所述防水排气孔内设有钢球，钢球光滑表面与防水排气孔上表面配合形成密闭面。这样的结构避免水或者泥浆通过防水排气孔进入内管污染芯体；同时可以在内管取芯过程中逐步将内管中的空气排空。作为优选地，所述内管的底端向上包括平直内管壁、锥形内管壁、平直内管壁，所述锥形内管壁为开口较窄内部较宽的锥形内管壁，所述下拦簧和上拦簧设置在锥形内管壁位置。这样的设计，可以通过开口较窄内部较宽的锥形内管壁留住更多的粉末状岩心，进一步提高取芯率。作为优选地，所述钻头为台阶状钻头。这样的设计可以提高钻进的精度，防止偏心。本专利技术的优点和有益效果在于：通过使用本申请所述的超前钻具，内管下端部超出钻头下端部，这样就可减少水流对岩心的冲刷，从而保证了岩心的完整率，岩心进了内管以后，由于有二道拦簧拦着，在打捞过程中就可以减少由于震动和负压对岩心所产生的掉块现象，特别是粉煤，在煤层中含有煤层气，在打捞过程中由于压力的逐步减小，煤层气膨胀，把原来完整的岩心变的松散，从而提高了掉块的概率，从而保证了岩心的采取率，岩心的完整率也从原有的10％至25％提高到85％至95％。附图说明图1为本专利技术上部分结构示意图；图2为本专利技术下部分结构示意图；图3为本专利技术钻头结构示意图；图4为图1中A处结构放大示意图；图5为钻头俯视图；图6为图5中A-A剖视图；图7为实施例2中填充粉末的铺设流程简图；图8为图7的延续。图中：1、弹卡挡头；2、捞矛头；8、回收管；11、弹卡室；12、弹卡钳；14、弹卡架；15、密封钢珠；16、悬挂环；17、座环；18、密封环；19、上扩孔器；20、接头；22、挡板；24、报信胶圈；25、上推力球轴承；26、连接轴；27、滑套；28、下推力球轴承；29、弹簧；34、钢珠；35、钢球槽；36、外管；37、内管；38、扶正环；39、上拦簧；40、下扩孔器；41、下拦簧；43、钻头。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1-图2所示，一种超前钻具，包括内管37总成和外管36总成，所述外管36总成包括弹卡挡头1、弹卡室11、座环17、扩孔器、外管36和钻头43；所述内管37总成包括捞矛头2、回收管8、弹卡钳12、悬挂杯16、到位报信机构、堵塞报信机构和内管37，所述内管37下端部超出钻头43下端部，所述内管37下部设置有下拦簧41和上拦簧39。所述内管37下端部超出钻头43下端部20至25mm。所述扩孔器包括上扩孔器19和下扩孔器40。所述回收管8上端与捞矛头2连接，所述回收管8下端与弹卡钳12连接，所述弹卡钳12与弹卡室11配合；所述弹卡钳12底部设置有弹卡架14，所述弹卡支架底部与接头20连接；所述接头20上设有与座环17配合的悬挂杯16，所述悬挂杯16与座环17悬挂配合。所述接头20上部和下部分别设置有相互连通的上进水孔和下出水孔，所述上进水孔和下出水孔之间为密封环18，所述密封环18上设置有与密封环18配合的密封钢球15。所述密封环18为中部较窄端部较宽的弹性密封环18，所述密封钢球15与密封环18中部配合挤压滑动。所述接头20下端连接轴26连接，所述连接轴26上部套接有报信胶圈24，所述连接轴26中部上下滑动连接有滑套27，滑套27的上下两端的连接轴26上套接有上推力球轴承25和下推力球轴承28；所述下推力球轴承28与连接轴26底端之间卡接有弹簧29。所述滑套27与内管37连接，所述内管37顶部设有与内管37和外管36间隙连通的钢球槽35，所述钢球槽35开口向上，所述钢球槽35底部设有防水排气孔，所述防水排气孔内设有钢球34，钢球34光滑表面与防水排气孔上表面配合形成密闭面。所述内管37的底端向上包括平直内管37壁、锥形内管37壁、平直内管37壁，所述锥形内管37壁为开口较窄内部较宽的锥形内管37壁，所述下拦簧41和上拦簧39设置在锥形内管37壁位置。所述钻头43为台阶状钻头43。实施例1一种超前钻具，包括内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超前钻具，包括内管总成和外管总成，所述外管总成包括弹卡挡头、弹卡室、座环、扩孔器、外管和钻头；所述内管总成包括捞矛头、回收管、弹卡钳、悬挂杯、到位报信机构、堵塞报信机构和内管，其特征在于：所述内管下端部超出钻头下端部，所述内管下部设置有下拦簧和上拦簧。

【技术特征摘要】
1.一种超前钻具，包括内管总成和外管总成，所述外管总成包括弹卡挡头、弹卡室、座环、扩孔器、外管和钻头；所述内管总成包括捞矛头、回收管、弹卡钳、悬挂杯、到位报信机构、堵塞报信机构和内管，其特征在于：所述内管下端部超出钻头下端部，所述内管下部设置有下拦簧和上拦簧。2.如权利要求1所述的超前钻具，其特征在于：所述内管下端部超出钻头下端部20至25mm。3.如权利要求2所述的超前钻具，其特征在于：所述扩孔器包括上扩孔器和下扩孔器。4.如权利要求3所述的超前钻具，其特征在于：所述回收管上端与捞矛头连接，所述回收管下端与弹卡钳连接，所述弹卡钳与弹卡室配合；所述弹卡钳底部设置有弹卡支架，所述弹卡支架底部与接头连接；所述接头上设有与座环配合的悬挂杯，所述悬挂杯与座环悬挂配合。5.如权利要求4所述的超前钻具，其特征在于：所述接头上部和下部分别设置有相互连通的上进水孔和下出水孔，所述上进水孔和下出水孔之间为密封环，所述密封环上设置有与密封环配合的密封钢珠...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐颂贤，张世文，
申请(专利权)人：无锡锡钻地质装备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32