前砂后岩地质斜角度钢套管钻进系统及其安装方法技术方案

本申请涉及一种前砂后岩地质斜角度钢套管钻进系统，其包括潜孔锤和水平定向钻，潜孔锤通过钻杆与水平定向钻转动头连接，潜孔锤的钻头远离钻杆的一端通过卡扣卡接有导向管，导向管远离潜孔锤钻头的一端通过卡接件套设并卡接有钢套管，钻头正转时，导向管通过卡接件与钢套管卡紧，钻头反转时，导向管通过卡接件与钢套管脱离。将潜孔锤通过钻杆与水平定向钻转动头连接，利用水平定向钻技术角度可调的优势和空气潜孔锤使用硬岩的特性，可以在复杂地质如硬岩中安装钢套管，本申请具有提升水平定向钻在硬岩地质下放钢套管的应用效果的效果。

【技术实现步骤摘要】
前砂后岩地质斜角度钢套管钻进系统及其安装方法
本申请涉及钻孔施工的领域，尤其是涉及一种前砂后岩地质斜角度钢套管钻进系统及其安装方法。
技术介绍
目前，水平定向钻进技术因其施工速度快、成本低等优点，广泛应用于管线铺设施工工程中，伴随着技术推广开来，在不同的施工条件下各种技术难点层出不穷。相关技术中，为了解决定向钻施工过程中泥浆渗出以及坍孔等问题，往往需要通过套管对钻孔中的砂卵砾石地层进行隔离，但是通过传统的定向钻套管插打的方式在硬岩地质中应用效果不佳。
技术实现思路
为了提升水平定向钻在硬岩地质下放钢套管的应用效果，本申请提供一种前砂后岩地质斜角度钢套管钻进系统及其安装方法。第一方面，本申请提供的一种前砂后岩地质斜角度钢套管钻进系统，采用如下的技术方案：一种前砂后岩地质斜角度钢套管钻进系统，包括潜孔锤和水平定向钻，所述潜孔锤通过钻杆与水平定向钻转动头连接，所述潜孔锤的钻头远离钻杆的一端通过卡扣卡接有导向管，所述导向管远离潜孔锤钻头的一端通过卡接件套设并卡接有钢套管，所述钻头正转时，所述导向管通过卡接件与钢套管卡紧，所述钻头反转时，所述导向管通过卡接件与钢套管脱离。通过采用上述技术方案，将潜孔锤通过钻杆与水平定向钻转动头连接，利用水平定向钻技术角度可调的优势和空气潜孔锤使用硬岩的特性，可以在复杂地质如硬岩中安装钢套管，钢套管安装施工效率提高，有效降低了施工难度，提升水平定向钻在硬岩地质下放钢套管的应用效果；且导向管通过卡接件与钢套管卡紧，在钻进的过程中，钻头正转，导向管与钢套管卡紧，钢套管不会脱落且可以随着钻头进入需要安装钢套管的位置，当钢套管钻需要安装的位置后，钻头反转并钻出，导向管通过卡接件与钢套管脱离，钢套管顺利安装至需要安装的位置处，从而便于在硬岩中安装钢套管。可选的，所述卡接件包括卡接槽和弹簧跳豆，所述弹簧跳豆于所述导向管的外圈上周向设置有多个，所述弹簧跳豆包括弹簧和半圆球，所述弹簧沿垂直于导向管方向穿设于导向管内壁内，且所述弹簧穿出导线管一端与半圆球的平面相连，所述卡接槽于钢套管内圈上周向设置有多个，且所述卡接槽与所述弹簧跳豆一一对应，所述卡接槽于钢套管内圈内沿钢套管的圆周顺时针方向深度逐渐增加，且所述卡接槽用于卡接半圆球。通过采用上述技术方案，在对钢套管和导向管进行连接的过程中，将导向管与钢套管同轴对齐，并将导向管插入至钢套管中，弹簧跳豆与钢套管的内圈相抵接，当弹簧跳豆滑动至卡接槽处时，顺时针转动导向管，使得导向管带动弹簧跳豆一同进行转动，在此过程中，半圆球在弹簧的作用下穿出导向管并进入至卡接槽中，并且进入卡接槽中的深度逐渐增加，使得半圆球完全卡接至卡接槽中，使得导向管与钢套管相卡紧，在沿钢套管轴线方向进行运动的过程中，同时在钻进的过程中，钻杆为顺时针转动，导向管与钢套管之间不会发生脱离；当将钢套管下方至需要护壁的位置，反转螺旋转杆，即可将半圆球从卡接槽中转出，使得半圆球与卡接槽相脱离，通过钻杆的提升，从而使得导向管与钢套管相脱离，从而将钢套管安装在需要进行护壁的位置。可选的，所述钢套管于其内圈沿其轴线方向设置有若干条导向槽，所述导向槽一端穿出钢套管与外界连通，所述导向槽另一端与卡接槽相连通，所述导向槽与卡接槽的连通处远离卡接槽的最深处。通过采用上述技术方案，通过设置有导向槽，在导向管进入钢套管的过程中，弹簧跳豆对准导向槽，使得半圆槽在弹簧的作用下抵接进导向槽中，从而在导向管插入钢套管的过程中，弹簧跳豆在导向槽的导向作用下，顺利滑动至卡接槽中。可选的，所述导向槽穿出钢套管一端于钢套管内设置有斜槽，所述斜槽沿导向槽穿出钢套管的方向深度逐渐增加。通过采用上述技术方案，通过设置有斜槽，使得导向管在插入钢套管的过程中，因为斜槽沿导向槽穿出钢套管的方向深度逐渐增加，所以只需要将在弹簧作用下穿出导线管的半圆球与斜槽相对准，即可使得半圆球沿着斜槽滑入导向槽中，不需要施工人员用手对半圆球进行按压才能使导向管插入钢套管中，方便导向管与钢套管对齐后插入。可选的，还包括用于钢套管和导向管连接的定位装置，所述定位装置包括支架、伸缩杆和横杆，所述伸缩杆沿竖直方向设置且伸缩杆上端与支架相连，所述横杆的一端与伸缩杆的下端垂直相连，所述支架上设置有用于驱动伸缩杆沿横杆长度方向往复运动的第一气缸，所述横杆沿远离伸缩杆的方向分别设置有第一定位组件和第二定位组件，所述第一定位组件用于钢套管与横杆同轴，所述第二定位组件用于导向管与横杆同轴。通过采用上述技术方案，在将钢套管与导向管对齐相插接的过程中，启动第一气缸，第一气缸沿横杆长度方向驱动伸缩杆带动横杆先后插入至钢套管和导向管中，再通过第一定位组件使得钢套管与横杆同轴，在此过程中，伸缩杆经过长度变化，从而使得横杆与钢套管同轴，再通过第二定位组件使得导向管与横杆同轴，从而使得钢套管与导向管同轴，进而便于导向管与钢套管对齐后插入钢套管中。可选的，所述第一定位组件包括第一套筒和若干第一支杆，所述第一套筒套设并滑动连接于横杆上，若干所述第一支杆沿横杆的周向方向等距设置于横杆上，所述第一支杆内部中空且第一支杆穿设并滑动连接有第一滑杆，所述第一滑杆穿出第一支杆远离横杆的一端，所述第一支杆沿其长度方向上开设与其内部相连通的第一开槽，所述第一套筒通过第一斜杆穿过第一开槽与第一滑杆相连，所述第一斜杆分别与第一套筒和第一滑杆转动连接，所述横杆沿其长度方向设置有与第一套筒相连的第二气缸，所述第二定位组件包括第二套筒和若干第二支杆，所述第二套筒套设并滑动连接于横杆上，若干所述第二支杆沿横杆的周向方向等距设置于横杆上，所述第二支杆内部中空且第二支杆穿设并滑动连接有第二滑杆，所述第二滑杆穿出第二支杆远离横杆的一端，所述第二支杆沿其长度方向上开设与其内部相连通的第二开槽，所述第二套筒通过第二斜杆穿过第二开槽与第二滑杆相连，所述第二斜杆分别与第二套筒和第二滑杆转动连接，所述横杆沿其长度方向设置有与第二套筒相连的第三气缸。通过采用上述技术方案，启动第二气缸，第二气缸带动第一套筒沿着横杆长度方向进行滑动，第一套筒通过第一斜杆带动第一滑杆，使得第一滑杆穿出第一支杆并与钢套管内壁相抵接，因为横杆与钢套管的轴线不同轴，所以部分第一滑杆与钢套管内壁相抵接，再在第二气缸继续作用下，其他第一滑杆与钢套管内壁相抵接，使得伸缩杆的长度发生变化，当所有第一滑杆的端部与钢套管内壁相抵接后，便于横杆的轴线与钢套管的轴线相平齐；启动第三气缸，第三气缸带动第二套筒沿着横杆长度方向进行滑动，第二套筒通过第二斜杆带动第二滑杆，使得第二滑杆穿出第二支杆并与导向管内壁相抵接，因为横杆与导向管的轴线不同轴，所以部分第二滑杆与导向管内壁相抵接，再在第三气缸的继续作用下，其他第二滑杆与导向管内壁相抵接，从而使得导向管与横杆同轴，进而便于导向管与钢套管对齐后进行插接。可选的，所述支架的下端设置有底座，所述底座设置有弧形槽，所述弧形槽的轴线与横杆的轴线相互平行且处于同一竖直平面。通过采用上述技术方案，在进行钢套管和导向管插接配合前，分别将钢套管和导向管依次放入底座的弧形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种前砂后岩地质斜角度钢套管钻进系统，其特征在于：包括潜孔锤和水平定向钻，所述潜孔锤通过钻杆与水平定向钻转动头连接，所述潜孔锤的钻头远离钻杆的一端通过卡扣卡接有导向管(1)，所述导向管(1)远离潜孔锤钻头的一端通过卡接件(3)套设并卡接有钢套管(2)，所述钻头正转时，所述导向管(1)通过卡接件(3)与钢套管(2)卡紧，所述钻头反转时，所述导向管(1)通过卡接件(3)与钢套管(2)脱离。/n

【技术特征摘要】
1.一种前砂后岩地质斜角度钢套管钻进系统，其特征在于：包括潜孔锤和水平定向钻，所述潜孔锤通过钻杆与水平定向钻转动头连接，所述潜孔锤的钻头远离钻杆的一端通过卡扣卡接有导向管(1)，所述导向管(1)远离潜孔锤钻头的一端通过卡接件(3)套设并卡接有钢套管(2)，所述钻头正转时，所述导向管(1)通过卡接件(3)与钢套管(2)卡紧，所述钻头反转时，所述导向管(1)通过卡接件(3)与钢套管(2)脱离。


2.根据权利要求1所述的前砂后岩地质斜角度钢套管钻进系统，其特征在于：所述卡接件(3)包括卡接槽(31)和弹簧跳豆(32)，所述弹簧跳豆(32)于所述导向管(1)的外圈上周向设置有多个，所述弹簧跳豆(32)包括弹簧(321)和半圆球(322)，所述弹簧(321)沿垂直于导向管(1)方向穿设于导向管(1)内壁内，且所述弹簧(321)穿出导线管一端与半圆球(322)的平面相连，所述卡接槽(31)于钢套管(2)内圈上周向设置有多个，且所述卡接槽(31)与所述弹簧跳豆(32)一一对应，所述卡接槽(31)于钢套管(2)内圈内沿钢套管(2)的圆周顺时针方向深度逐渐增加，且所述卡接槽(31)用于卡接半圆球(322)。


3.根据权利要求2所述的前砂后岩地质斜角度钢套管钻进系统，其特征在于：所述钢套管(2)于其内圈沿其轴线方向设置有若干条导向槽(4)，所述导向槽(4)一端穿出钢套管(2)与外界连通，所述导向槽(4)另一端与卡接槽(31)相连通，所述导向槽(4)与卡接槽(31)的连通处远离卡接槽(31)的最深处。


4.根据权利要求3所述的前砂后岩地质斜角度钢套管钻进系统，其特征在于：所述导向槽(4)穿出钢套管(2)一端于钢套管(2)内设置有斜槽(5)，所述斜槽(5)沿导向槽(4)穿出钢套管(2)的方向深度逐渐增加。


5.根据权利要求1所述的前砂后岩地质斜角度钢套管钻进系统，其特征在于：还包括用于钢套管(2)和导向管(1)连接的定位装置(6)，所述定位装置(6)包括支架(61)、伸缩杆(62)和横杆(63)，所述伸缩杆(62)沿竖直方向设置且伸缩杆(62)上端与支架(61)相连，所述横杆(63)的一端与伸缩杆(62)的下端垂直相连，所述支架(61)上设置有用于驱动伸缩杆(62)沿横杆(63)长度方向往复运动的第一气缸(7)，所述横杆(63)沿远离伸缩杆(62)的方向分别设置有第一定位组件(8)和第二定位组件(9)，所述第一定位组件(8)用于钢套管(2)与横杆(63)同轴，所述第二定位组件(9)用于导向管(1)与横杆(63)同轴。


6.根据权利要求5所述的前砂后岩地质斜角度钢套管钻进系统，其特征在于：所述第一定位组件(8)包括第一套筒(81)和若干第一支杆(82)，所述第一套筒(81)套设并滑动连接于横杆(63)上，若干所述第一支杆(82)沿横...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄永毅，王海燕，吉苗，刘柏志，蒋伟，尹艺瑾，王辉，鄢杰，王慧，田海波，陈红，向仕龙，
申请(专利权)人：四川宝鑫建设有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51