一种极地冻土冷却钻进装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种极地冻土冷却钻进装置即方法，针对于极地环境中因钻头摩擦生热而改变钻井内温度致使井壁失稳变形、岩样受热变质等问题，提供一种冷却钻进装置及方法。本发明专利技术以低温泡沫钻进液的循环实现维持钻井内低温环境的功能，提供的钻进装置具有空夹层和孔槽结构，实现低温泡沫钻进液在钻进取样器内部循环、发挥冷却作用，且避免接触井壁。本装置与常规钻探装置相比，可以起到在极地冻土环境中维持井壁稳定、保护岩样的作用。

A drilling device and method for cooling polar frozen soil

【技术实现步骤摘要】
一种极地冻土冷却钻进装置及方法
本专利技术涉及极地冻土钻探领域，尤其涉及一种极地冻土冷却钻进装置及方法。
技术介绍
我国极地科学考察和其它低温环境地质研究过程中，地质条件考察和钻探施工是研究工作中重要内容，对于极地等恶劣自然环境中地质演变研究、自然资源开发与环境保护等方面具有重要意义。极地地质研究中面临着低温环境和冻土层的难题，冻土钻探过程中出现冻融现象对钻进有很大影响。在冻土区钻进时，井内摩擦生热，使得冻土融化，土颗粒之间失去黏性，进而井壁失稳；钻头切削岩石时摩擦生热导致试样融化，其中水合物发生溶解，影响样品性质。这是冻土区与常规地层钻探取样面临的不同的不利因素。极地冻土区钻进过程中使用钻进液需考虑低温环境，钻进液除润滑钻头需要起到冷却钻头的作用，同时需要较好的携带粉屑能力；排返泥屑需考虑对井壁稳定的影响，尽可能地避免对井壁的冲刷以及减少对井壁温度场的干扰。因此，极地冻土钻进中，开发一种既能保证井壁及样品稳定性，又能有效排屑与保护钻头，实现安全高效的钻进方法及相关装置非常必要。专利技术内容本专利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种极地冻土冷却钻进装置，包括钻进取样器(7)、钻进动力机组和低温泡沫钻进液循环系统；所述钻进取样器(7)包括输液管连接器(7-1)、输液器(7-2)、滚珠胶皮密封圈(7-7)、钻杆(7-10)、钻头(7-13)；所述钻进动力机组包括液压钻机卡盘(5)、机车组(6)；所述低温泡沫钻进液循环系统包括进液箱(1)、发泡器(2)、冷却机组(3)、输液管(4)、井口密封装置(8)、消泡器(9)、水泵(10)、泥浆离心箱(11)、泥浆离心泵(12)；其特征在于：/na.所述输液器(7-2)连接钻杆(7-10)顶部，钻头(7-13)连接钻杆(7-10)底部，连接使用管螺纹，输液管连接器(7-1)连接在...

【技术特征摘要】
1.一种极地冻土冷却钻进装置，包括钻进取样器(7)、钻进动力机组和低温泡沫钻进液循环系统；所述钻进取样器(7)包括输液管连接器(7-1)、输液器(7-2)、滚珠胶皮密封圈(7-7)、钻杆(7-10)、钻头(7-13)；所述钻进动力机组包括液压钻机卡盘(5)、机车组(6)；所述低温泡沫钻进液循环系统包括进液箱(1)、发泡器(2)、冷却机组(3)、输液管(4)、井口密封装置(8)、消泡器(9)、水泵(10)、泥浆离心箱(11)、泥浆离心泵(12)；其特征在于：
a.所述输液器(7-2)连接钻杆(7-10)顶部，钻头(7-13)连接钻杆(7-10)底部，连接使用管螺纹，输液管连接器(7-1)连接在输液器(7-2)上，使用滚珠胶皮密封圈(7-7)固定位置且密封连接处，液压钻机卡盘(5)带动输液器(7-2)、钻杆(7-10)、钻头(7-13)旋转，而输液管连接器(7-1)不随输液器(7-2)旋转；
b.所述液压钻机卡盘(5)安装在机车组(6)上，液压钻机卡盘(5)卡在输液器(7-2)的卡槽上，带动旋转并推进钻进取样器(7)；
c.通过输液管(4)连接进液箱(1)、发泡器(2)、冷却机组(3)、钻进取样器(7)、消泡器(10)、泥浆离心箱(11)，每两个设备之间连接一个水泵，保证低温泡沫钻进液的循环。


2.根据权利要求1中所述的极地冻土冷却钻进装置，其特征在于，所述钻杆(7-10)是取芯钻杆，钻杆由三层套管组成，三层套管由连接销(7-14)固定，外层套管(7-3)首尾具有管螺纹，中层套管(7-4)与内层套管(7-5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓峰，聂爱国，周家恒，曲展慧，杜宇飞，简权，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11