一种水平定向钻穿越工程山体岩石吸砂器制造技术

本实用新型专利技术公开一种水平定向钻穿越工程山体岩石吸砂器，其包括带孔中心杆、筛孔外护套、水流加速器，筛孔外护套固定于带孔中心杆的外部，且长度小于带孔中心杆的长度，水流加速器两端分别与带孔中心杆的一端和钻杆连接，带孔中心杆的另一端与钻杆连接。本实用新型专利技术的水平定向钻穿越工程山体岩石吸砂器，专门处理水平定向钻穿越工程山体岩石过程中钻杆被抱死的情况。死的情况。死的情况。

【技术实现步骤摘要】
一种水平定向钻穿越工程山体岩石吸砂器


[0001]本技术属于水平定向钻施工领域，具体涉及一种水平定向钻穿越工程山体岩石吸砂器。

技术介绍

[0002]水平定向钻穿越山体岩石扩孔施工过程中，因穿越山体岩层山泉水丰富，泥浆形成的泥膜无法承受周围山泉水的水压，无法建立有效的泥浆护壁系统，且孔内涌水量过大，在无法确认出水位置的情况下对孔内出水口有效封堵，扩孔时注入的泥浆会被山泉水稀释，导致孔中大量岩屑无法通过钻杆随泥浆带出，在施工过程中容易导致钻杆抱死、钻具扭矩过大导致卡钻现象，无法正常进行穿越施工。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的问题，本技术提供一种水平定向钻穿越工程山体岩石吸砂器，专门处理水平定向钻穿越工程山体岩石且山泉水丰富导致钻杆抱死的情况。
[0004]本技术的一种水平定向钻穿越工程山体岩石吸砂器，一种水平定向钻穿越工程山体岩石吸砂器，其包括带孔中心杆、筛孔外护套、水流加速器，筛孔外护套固定于带孔中心杆的外部(或外周)，且长度小于带孔中心杆的长度，水流加速器两端分别与带孔中心杆的一端和钻杆连接(优选可拆卸连接)，带孔中心杆的另一端与钻杆连接，即吸砂器使用时安装于两节钻杆之间。
[0005]进一步地，带孔中心杆采用常用水平定向钻钻杆制作，根据钻杆的直径，带孔中心杆的长度可为1.5m
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2.5m(钻杆直径越大，带孔中心杆越长，钻杆直径一般可为120
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250mm，优选150
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200cm，例如168mm)，两端分别制作内螺纹及外螺纹，用来连接水流加速器和钻杆。带孔中心杆包括中心杆主体(圆筒状)和中间孔洞，中间孔洞采取双排、三排、四排或更多排，用于吸入砂粒，直径为3～4cm，每排的孔的数目是2
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8个，优选3
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6个，例如4个，每排的各个孔之间的间距可为6
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12cm，例如9～10cm，两排孔之间的距离范围可为1
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8cm，例如2～4cm。
[0006]进一步地，筛孔外护套可采用钢板焊接制作，直径约为带孔中心杆直径的2
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4倍，可为两端直径变小的筒状或中空的多面体状，中间部分均匀分布直径为1.5
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3cm，优选1.8
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2.5cm，更优选1.8
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2.2cm，例如2cm的小孔21，用于吸入砂粒，同时过滤掉较大的岩石块，小孔的总数目范围可为216～704个，例如中心杆倍直径，横排6个小孔，竖排9个，4个面；中心杆3倍直径，横排8个小孔，竖排12个，4个面；中心杆4倍直径，横排11个小孔，竖排16个，4个面，相邻小孔之间的间距可为1
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3cm，优选1.5
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2.5cm，例如约2cm，可分多排分布，每排小孔之间的间距可为1
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3cm，优选1.5
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2.5cm，例如2cm，同一排小孔之间的间距是1
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3cm，优选1.5
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2.5cm，例如2cm，每一排的小孔的数目是24～44个和所有排的小孔的总数目是大约216～704个，两侧直径变小与带孔中心杆焊接连接，筛孔外护套上下两端距离带孔中心杆的两端的距离可为8.4～25.2cm。
[0007]进一步地，水流加速器分别由水流加速器连接杆、与连接杆的一端连接的水流加速杆、固定于水流加速杆前端(即远离连接杆的一端)的喷嘴构成，例如焊接连接组成或一体形成，优选连接杆直径与带孔中心杆相同，连接杆与带孔中心杆螺纹连接(例如连接杆的与水流加速杆连接的一端具有外螺纹，与带孔中心杆的内螺纹螺接)，水流加速杆直径80
‑
95cm，进一步85
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91cm，例如89mm(外径，壁厚一般15
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25cm，例如约20mm)可为连接杆直径的1/3
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1/2，长度可为200mm
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300mm。喷嘴出水口直径可为15mm
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20mm。连接杆、水流加速杆的内部结构是：头部为半圆形窝，窝的上方有孔(即出水口)与杆体相连，出水口内径可为15mm
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20mm，加速杆体内径可为40
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55cm，例如约49cm。
[0008]进一步地，水流加速器的连接杆两端分别是内螺纹及外螺纹，连接杆外螺纹一端连接带孔中心杆的内螺纹一端连接，连接杆内螺纹一端与钻杆连接。
[0009]进一步地，吸砂器装置的前后两端分别螺纹连接钻杆，在钻杆回拖扩孔过程中使用。
[0010]进一步地，吸砂器整体材质可以选用20#或Q235B钢材制作，壁厚15
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30mm，优选17
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25mm，进一步优选18
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22mm，例如20mm。
[0011]施工场景：
[0012]水平定向钻钻杆(例如D168的钻杆)回拖D800管线，长度1000米。在穿越山体岩石扩孔过程中发现孔洞中有山泉水涌出，导致泥浆被稀释，无法带出岩屑，无法成孔，如果在未成孔的情况下回拖管线极易导致管线被抱死。于是将吸砂器连接在钻杆上进行扩孔，将岩屑带出。使用本技术的水平定向钻穿越工程山体岩石吸砂器的过程：
[0013]1、在扩孔过程中将吸砂器连接在钻杆上(在扩孔器后端)，进行回拖。
[0014]2、在回拖过程中，向钻杆中持续注水，水流速度不低于500L/min。
[0015]3、水流通过吸砂器中的水流加速器后，水流速度突然增大，根据伯努利定律，流速越快，流体产生的压力就越小，从而吸砂器内外会形成压力差，通过负压作用岩屑被吸入吸砂器中随着水流通过钻杆带出。
[0016]4、岩屑被带出后，扩孔成功，可以进行管线的回拖施工。
[0017]本技术适用于此场景下所有钻杆型号。
[0018]本技术的有益效果：
[0019]本技术的水平定向钻穿越工程山体岩石吸砂器，利用吸砂器在扩孔过程中，通过注水方式，将孔洞中岩屑带出，达到扩孔成功的目的。本技术解决了因为山泉水影响下无法建立有效的泥浆护壁系统所引发的抱钻、卡钻事故，有效提高施工效率，加快工期，降低施工成本。
附图说明
[0020]图1为本技术的水平定向钻穿越工程山体岩石吸砂器整体结构示意图。
[0021]图2为本技术的吸砂器的带孔中心杆的结构示意图。
[0022]图3为本技术的吸砂器的筛孔外护套的结构示意图。
[0023]图4为本技术的吸砂器的水流加速器的结构示意图。
[0024]图5为本技术水平定向钻穿越工程山体岩石吸砂器的工作状态示意图。
[0025]附图标记：
[0026]1‑
带孔中心杆，11
‑
中心杆主体，12
‑
中间孔洞，2
‑
筛孔外护套，21
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水平定向钻穿越工程山体岩石吸砂器，其特征在于，其包括带孔中心杆(1)、筛孔外护套(2)、水流加速器(3)，筛孔外护套(2)固定于带孔中心杆(1)的外部，且长度小于带孔中心杆(1)的长度，水流加速器(3)两端分别与带孔中心杆的一端和钻杆连接，带孔中心杆的另一端与钻杆连接。2.根据权利要求1所述的水平定向钻穿越工程山体岩石吸砂器，其特征在于，带孔中心杆(1)采用水平定向钻钻杆制作，两端分别制作内螺纹及外螺纹，用来连接水流加速器和钻杆，带孔中心杆包括中心杆主体和用于吸入砂粒的中间孔洞。3.根据权利要求2所述的水平定向钻穿越工程山体岩石吸砂器，其特征在于，中间孔洞采取双排、三排、四排或更多排，直径为3～4cm，每排的孔的数目是2
‑
8个，每排的各个孔之间的间距为6
‑
12cm，相邻两排孔之间的距离范围为1
‑
8cm。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的水平定向钻穿越工程山体岩石吸砂器，其特征在于，筛孔外护套(2)直径为带孔中心杆直径的2
‑
4倍，为两端直径变小的筒状或中空的多面体状，中间部分均匀分布直径为1.5
‑
3cm的小孔(21)，小孔的总数目范围为216～704个；和/或筛孔外护套上下两端距离带孔中心杆的两端的距离为8.4～25.2cm。5.根据权利要求4所述的水平定向钻穿越工程山体岩石吸砂器，其特征在于，筛孔外护套(2)直径为带孔中心杆的2倍直径，中心杆横排6个孔，竖排9个，4个面；或者为中心杆3倍直径，横排8个孔，竖排12个，4个面；或者为中心杆4倍直径，横...

【专利技术属性】
技术研发人员：许长生，姜世宇，靳克杰，陈晓晓，陈树熹，许剑辉，李冰鉴，
申请(专利权)人：新地能源工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：