本发明专利技术涉及一种砂砾石地层钻进装置和钻进工艺，属于地质钻探技术领域。技术方案是：套管二（22）设置在套管一（20）内，套管一（20）和套管二（22）与砂砾石地层（23）之间均设有水泥浆（21）；钻具（7）和钻杆（17）均设置在套管二（22）内，钻具（7）的顶端与钻杆（17）连接。本发明专利技术的有益效果是：钻杆加工精度高，钻进中保持动平衡，钻杆内外表面光滑，有利于岩屑通过，减少了岩屑的流动阻力；在孔壁与钻具的外管之间形成较大的外环状间隙，促使岩粉迅速排到地表，防止岩屑在孔内沉淀，引起糊钻和烧钻事故；提高了砂砾岩地层中钻进效率，岩心采取率高，减少事故发生，安全钻进。安全钻进。安全钻进。
【技术实现步骤摘要】
一种砂砾石地层钻进装置和钻进工艺
[0001]本专利技术涉及一种砂砾石地层钻进装置和钻进工艺，属于地质钻探
技术介绍
[0002]砂砾石地层中常规的绳索取心方法会遇到许多施工难题。首先，砂砾石地层多为松散，胶结性差，软硬互层频繁，砾径大小不等，钻探施工中极易出现超径、坍塌、糊钻等事故，引发钻进中埋钻、卡钻、夹钻、钻杆折断等孔内事故。目前国内在砂砾石地层中多采用常规的绳索取心钻进工艺，其外环状通水间隙较小，排屑不通畅，发生岩屑下沉于孔底，引起二次破碎；钻头外出刃小，排屑不迅速，容易发生糊钻，影响继续钻进；钻进过程中，常常出现钻杆内壁结泥皮，内管打捞遇阻，岩心采取率低，钻头寿命低，弹卡总成回收管内易沉淀有岩屑，阻止弹卡收缩，使打捞回收岩心管失败等问题。
技术实现思路
[0003]本专利技术目的是提供一种砂砾石地层钻进装置和钻进工艺，提高了砂砾岩地层中钻进效率，岩心采取率高，减少事故发生，安全钻进，解决了
技术介绍
中存在的问题。
[0004]本专利技术的技术方案是：一种砂砾石地层钻进装置，包含套管一、套管二、钻杆和钻具，套管二设置在套管一内，套管一和套管二与砂砾石地层之间均设有水泥浆；钻具和钻杆均设置在套管二内，钻具的顶端与钻杆连接；钻具包含弹卡总成回收管、弹卡板、弹卡座、转接头、悬挂接头、悬挂环、外管、内管和扶正器，外管和内管均为管状结构，弹卡总成回收管、弹卡板、弹卡座、转接头、悬挂接头和内管依次设置在外管内；所述弹卡总成回收管上沿圆周方向均匀设置多个水槽；弹卡座上设置多个弹卡板，弹卡座下端通过转接头与悬挂接头连接，悬挂接头与外管之间设有悬挂环；所述悬挂环为圆环状，沿圆周方向均匀设置多个通水槽；所述外管上设置扶正器，扶正器上轴向设置多个预留槽，预留槽内设有耐磨块；所述外管顶端与钻杆连接，底端设有钻头，钻头的外径与扶正器的外径相匹配。
[0005]所述扶正器截面为环状结构，内环为圆形，外环为正方形、六方形或八方形，各角处均设置预留槽；外环为方形，有效维持钻具稳定的回转，并且增大通水面积，有利于冲洗液流通，快速排出岩屑。
[0006]所述扶正器数量为两个，分别为上扶正器和下扶正器，钻具顶端与下部钻杆之间设有上扶正器，钻具底端与钻头之间设有下扶正器。
[0007]所述钻杆由上部钻杆和下部钻杆组成，上部钻杆和下部钻杆的外径相同，上部钻杆的内径小于下部钻杆的内径，上部钻杆和下部钻杆螺纹连接；上部钻杆采用增强的钻杆柱，下部钻杆采用轻型的钻杆柱，有效减轻钻机的提升重量，钻进中有效防止钻杆柱折断。所述钻杆设有负角度螺纹，螺纹结构为不对称型，螺纹表面硬化处理，增强钻杆的抗扭和抗拉强度，有效防止卡钻和折断钻杆的事故，保证钻孔的高效安全钻进，增加钻进的纯钻进时间。所述钻杆表面涂抹铵盐高效润滑脂，在钻杆表面能形成一层牢固的薄膜，减少钻杆的扭
距，同时也有润滑金刚石的作用，大幅度降低了钻杆与孔壁的摩擦力，节约地表的动力，有效防止钻杆折断事故。
[0008]多个所述弹卡板呈伞状设置在弹卡座上，弹卡板数量为3
‑
6个，多个弹卡板使弹卡总成在弹卡室内均匀受力，有效增加弹卡总成回转时的稳定性。
[0009]所述弹卡总成回收管上设有2
‑
8个水槽，促进岩屑随时被冲洗液带走，有效防止了泥沙等在弹卡总成回收管处的沉淀，使弹卡总成回收管的动作更加灵活方便。
[0010]所述悬挂环上设有4
‑
10个通水槽，相邻通水槽之间形成刮台，开有通水槽的悬挂环增加了弹卡总成在钻杆柱间的环状空间，减少提升和下放内管总成的阻力，同时悬挂环的刮台在提升下放时可刮削钻杆柱的泥皮，保证绳索取心钻具打捞的成功率，减少非纯钻时间，提高钻进时间利用率。
[0011]所述钻头设有超大的外通水槽和复合片增强钻头外径，超大外通水槽具有钻进时能通畅排岩屑和粗大砂粒，有效防止二次破碎岩屑影响钻进效率。复合片增强钻头外径有效防止钻头缩径减少外通水槽的过水面积、形成岩粉沉淀、影响钻进效率，甚至发生糊钻事故。
[0012]本专利技术在弹卡总成回收管上沿圆周方向均匀设置多个水槽，在悬挂环沿圆周方向均匀设置多个通水槽，可以增大孔壁与钻具的外管之间间隙，在孔壁与钻具的外管之间形成较大的外环状间隙。特别是对于砂砾石地层，本专利技术较大的外环状间隙，才能创造良好的通水条件。
[0013]根据砂砾石地层条件，可以将钻具更换不同直径的钻头。
[0014]一种砂砾石地层钻进工艺，采用上述钻进装置，包含如下步骤：
①
首先在砂砾石地层用外径较大钻头钻进5m，然后下入套管一；在套管一和砂砾石地层之间用水泥浆固定套管一；
②
更换外径较小钻头，在套管一内钻进150m，下入套管二，在套管二和砂砾石地层之间用水泥浆固定套管二，套管一和套管二形成一个固定钻井；
③
钻杆由上部钻杆和下部钻杆组合而成，上部钻杆和下部钻杆之间通过螺纹连接；在上部钻杆和下部钻杆表面涂抹铵盐型润滑脂；
④
在钻具顶端与下部钻杆之间设有上扶正器，钻具底端与钻头之间设有下扶正器；
⑤
在套管二内放入钻杆和钻具，钻进至终孔。
[0015]本专利技术的有益效果是：钻杆加工精度高，钻进中保持动平衡，钻杆内外表面光滑，有利于岩屑通过，减少了岩屑的流动阻力；在孔壁与钻具的外管之间形成较大的外环状间隙，促使岩粉迅速排到地表，防止岩屑在孔内沉淀，引起糊钻和烧钻事故；弹卡总成回收管的多个水槽，有效防止泥沙的沉淀；悬挂环四周开有通水槽，增加冲洗液通过的面积，减少提升阻力；扶正器截面外环呈方形，钻井液流通顺畅。本专利技术提高了砂砾岩地层中钻进效率，岩心采取率高，减少事故发生，安全钻进。
附图说明
[0016]图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术套管一和套管二剖视图；
图3为本专利技术局部剖视图；图4为本专利技术钻杆剖视图；图5为本专利技术钻具结构示意图；图6为本专利技术弹卡总成回收管结构示意图；图7为本专利技术悬挂环结构示意图；图8为本专利技术六方形扶正器结构示意图；图9为本专利技术八方形扶正器结构示意图；图10为本专利技术正方形扶正器结构示意图；图11为本专利技术耐磨块结构示意图；图中：外环状间隙1、弹卡总成回收管2、弹卡板3、悬挂环4、外管5、钻头6、钻具7、内管8、耐磨块9、预留槽11、弹卡座12、转接头13、悬挂接头14、水槽15、通水槽16、钻杆17、上部钻杆171、下部钻杆172、上扶正器18、下扶正器19、套管一20、水泥浆21、套管二22、砂砾石地层23。
具体实施方式
[0017]以下结合附图，通过实施例对本专利技术做进一步的说明。
[0018]一种砂砾石地层钻进装置，包含套管一20、套管二22、钻杆17和钻具7，套管二22设置在套管一20内，套管一20和套管二22与砂砾石地层23之间均设有水泥浆21；钻具7和钻杆17均设置在套管二22内，钻具7的顶端与钻杆17连接；钻具7包含弹卡总成回收管2、弹卡板3、弹卡座12、转接头13、悬挂接头14、悬挂环4、外管5、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种砂砾石地层钻进装置，其特征在于：包含套管一（20）、套管二（22）、钻杆（17）和钻具（7），套管二（22）设置在套管一（20）内，套管一（20）和套管二（22）与砂砾石地层（23）之间均设有水泥浆（21）；钻具（7）和钻杆（17）均设置在套管二（22）内，钻具（7）的顶端与钻杆（17）连接；钻具（7）包含弹卡总成回收管（2）、弹卡板（3）、弹卡座（12）、转接头（13）、悬挂接头（14）、悬挂环（4）、外管（5）、内管（8）和扶正器，外管（5）和内管（8）均为管状结构，弹卡总成回收管（2）、弹卡板（3）、弹卡座（12）、转接头（13）、悬挂接头（14）和内管（8）依次设置在外管（5）内；所述弹卡总成回收管（2）上沿圆周方向均匀设置多个水槽（15）；弹卡座上设置多个弹卡板（3），弹卡座下端通过转接头与悬挂接头连接，悬挂接头与外管（5）之间设有悬挂环（4）；所述悬挂环（4）为圆环状，沿圆周方向均匀设置多个通水槽（16）；所述外管上设置扶正器，扶正器上轴向设置多个预留槽（11），预留槽（11）内设有耐磨块（9）；所述外管顶端与钻杆（17）连接，底端设有钻头（6），钻头的外径与扶正器的外径相匹配。2.根据权利要求1所述的一种砂砾石地层钻进装置，其特征在于：所述扶正器截面为环状结构，内环为圆形，外环为正方形、六方形或八方形，各角处均设置预留槽。3.根据权利要求1或2所述的一种砂砾石地层钻进装置，其特征在于：所述扶正器数量为两个，分别为上扶正器和下扶正器，钻具（7）顶端与下部钻杆（172）之间设有上扶正器（18），钻具（7）底端与钻头（6）之间设有下扶正器（19）。4.根据权利要求1或2所述的一种砂砾石地层钻进装置，其特征在于：所述钻杆（17）由上部钻杆（171）和下部钻杆（...
【专利技术属性】
技术研发人员：王久全，李婕，刘志强，王超，谷孝宾，吴树军，
申请(专利权)人：金石钻探唐山股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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