一种穿层钻孔护孔用大直径套管下放装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种穿层钻孔护孔用大直径套管下放装置及方法，包括前管总成和后管总成，前管总成用于保持孔内套管与套管下放装置同轴心并限制孔内套管转动，后管总成用于保持待下入套管与套管下放装置同轴心并在钻机动力头的驱动下使待下入套管的公螺纹旋入到孔内套管的母螺纹中。采用本发明专利技术的装置及利用钻机动力头进行套管下放方法，减轻了人工劳动强度，节省了大量的辅助时间，提高了套管下放的效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
一种穿层钻孔护孔用大直径套管下放装置及方法


[0001]本专利技术涉及一种套管下放装置及方法，尤其涉及一种穿层钻孔护孔用大直径套管下放装置及方法。

技术介绍

[0002]穿层钻孔施工过程中，钻孔要穿越几个层位进入目标层。当穿越破碎层位时由于孔内煤/岩破碎，塌孔现象严重，目前采取在破碎层位下入大直径套管的方式护孔。大直径套管直径通常在Φ300mm左右，长度为1m，由于大直径套管体积大，重量重，且穿层钻孔孔口离地面较高，目前采用的方法是在钻孔孔口搭设平台，人工站在平台上拧接套管丝扣后由钻机推动套管端面进入孔内。采用这种方法不但人工劳动强度大，安全隐患多，而且由于钻机推动套管端面也会造成丝扣损伤，导致连接下一根套管困难。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种穿层钻孔护孔用大直径套管下放装置及方法，用以实现机械化下套管，减轻工人劳动强度。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：
[0005]一种穿层钻孔护孔用大直径套管下放装置，包括前管总成和后管总成，后管总成同轴套在前管总成后部，前管总成能保持孔内套管与其同轴并限制孔内套管转动，后管总成能保持待下入套管与其同轴并在钻机动力头驱动下将待下入套管与孔内套管同轴连接；
[0006]所述前管总成包括前管本体、内延长管、第一卡瓦、油缸、定位架和油管；前管本体为一体式结构，包括前管筒状段以及通过环形端板同轴连在前管筒状段后端的前管直管段，且前管筒状段直径大于前管直管段直径；内延长管能同轴连在前管直管段后端；多个第一卡瓦均贯穿前管筒状段侧壁并沿周向均布，油缸通过定位架安装在前管筒状段内，且油缸的多个缸杆分别与多个第一卡瓦相连，以使第一卡瓦沿前管筒状段径向伸缩，油管连接油缸；
[0007]所述后管总成包括后管本体、外延长管、第二卡瓦、缸体和保护盘；后管本体包括后管筒状段、后管直管段和连接环，后管筒状段同轴套在后管直管段前部，连接环连接后管筒状段后端和后管直管段外壁；外延长管能同轴连在后管直管段后端；多个第二卡瓦均贯穿后管筒状段侧壁并沿周向均布，缸体设在后管筒状段和后管直管段之间的环隙内并与连接环固连，缸体与各第二卡瓦间形成密封活塞腔，活塞腔内通入高压液压油能使各第二卡瓦沿后管筒状段径向伸出；保护盘设在后管直管段后部外壁，且其直径大于套管直径；
[0008]所述后管直管段和外延长管套在前管直管段和内延长管外，在后管直管段前端和前管筒状段后端之间设有套在前管直管段上的第一弹簧。
[0009]本专利技术还包括如下技术特征：
[0010]可选地，所述定位架固定安装在前管筒状段内；所述油缸为十字形结构，油缸前端通过螺栓安装在定位架上，油缸后端连接用于给油缸供油的油管，油管为胶管并位于前管
直管段内，缸杆有四个且分别位于油缸的十字形四端；第一卡瓦有四个，四个第一卡瓦分别通过螺栓连接在四个缸杆端。
[0011]可选地，所述前管筒状段侧壁周向均布四个矩形贯通槽，四个第一卡瓦分别位于四个矩形贯通槽内；第一卡瓦的外端面为弧形面，四个第一卡瓦的弧形面位于同一圆周上，四个第一卡瓦径向伸出后能撑紧在套管内壁使套管与前管总成同轴；第一卡瓦的弧形面上设有齿，用以增大第一卡瓦与套管内壁的摩擦力。
[0012]可选地，所述内延长管与前管直管段螺纹连接；内延长管后端连接有限位接头；所述外延长管与后管直管段螺纹连接。
[0013]可选地，所述缸体为一体式结构，包括缸体内管、缸体外壳、环形挡a和环形挡b；所述缸体内管套在后管直管段，缸体外壳位于缸体内管外且二者同轴，环形挡a和环形挡b均设于缸体内管和缸体外壳之间环隙内，环形挡a连接缸体内管后部外壁和缸体外壳后部内壁，环形挡b连接缸体内管前端沿和缸体外壳前部内壁；在缸体外壳设有周向均布的活塞孔，活塞孔位于环形挡a和环形挡b之间；在缸体外壳后端面设有第一螺纹孔；在缸体外壳侧壁上设有第二螺纹孔，第二螺纹孔位于活塞孔四周。
[0014]可选地，所述后管筒状段侧壁设有轴向均布的多个异形孔，异形孔与所述活塞孔一一相对，在异形孔处设有压盖，在压盖上设有贯通孔，第二卡瓦设在该贯通孔和活塞孔内；螺栓旋入压盖和第二螺纹孔能将压盖连接在缸体上并嵌入在异形孔内；在压盖和第二卡瓦的下边沿之间设有第二弹簧，在活塞腔泄油时，第二弹簧能将第二卡瓦收回复位，使得第二卡瓦的弧形外轮廓与后管筒状段的弧形外轮廓相同；所述连接环上设有通孔，螺栓穿过连接环上的通孔并能旋入缸体的第一螺纹孔，以将缸体固定在后管筒状段内。
[0015]可选地，所述第二卡瓦、环形挡a、环形挡b和缸体内管外壁围成活塞腔；
[0016]所述缸体内管前端和缸体外壳前端连有环形密封盖，环形密封盖与环形挡a之间的环形腔与所述活塞腔连通，向环形腔通入高压液压油后即可控制第二卡瓦的伸出动作，液压油泄压后在第二弹簧的回弹力作用下第二卡瓦复位。
[0017]可选地，所述第二卡瓦包括上端部和圆形下端部，上端部贯穿压盖的贯通孔，圆形下端部位于活塞腔内；上端部的上表面为弧形面且该弧形面上设有齿，用于增大第二卡瓦与套管内壁的摩擦力；上端部两侧的圆形下端部上设有柱形孔，用于安装第二弹簧。
[0018]所述的穿层钻孔护孔用大直径套管下放装置的下套管方法，包括以下步骤：
[0019]步骤1：大直径钻孔施工完成后，保持钻机原位，此时夹持器和动力头的中心通孔与钻孔中心通孔重合；
[0020]步骤2：将套管下放装置中的后管总成从夹持器前端穿入，第一弹簧套装在前管总成中并穿入到后管总成的内孔中，依次连接数根内延长管和外延长管，从动力头的后端穿出后，在内延长管上拧接限位接头，控制第一卡瓦和第二卡瓦都处于收回状态；
[0021]步骤3：将套管从套管下放装置前端套装，套管后端母丝扣位置与保护盘接触；
[0022]步骤4：控制后管总成中的第二卡瓦伸出，第二卡瓦撑紧套管内壁，此时套管中心与钻孔中心重合，控制钻机动力头夹紧外延长管并向钻孔方向移动，将套管推入钻孔内，在套管与钻孔环空塞入弹性楔，防止套管下滑；
[0023]步骤5：控制后管总成中的第二卡瓦收回，钻机动力头夹紧外延长管并向远离钻孔方向移动，使套管下放装置回到初始位置；
[0024]步骤6：在套管下放装置前端套入第二根套管，第二卡瓦伸出撑紧套管内壁，动力头夹紧外延长管并向钻孔方向移动，当前管总成插入到孔内套管内孔并且待下入套管公扣与孔内套管的母扣即将接触时停止移动动力头，控制第一卡瓦伸出撑紧孔内套管的内壁，此时孔内套管与待下入套管轴线重合，控制动力头夹紧外延长管缓慢转动并缓慢向前移动，待下入套管公丝扣与孔内套管母丝扣旋合，控制动力头继续向前运动将待下入套管推入钻孔内，在套管与钻孔环空塞入弹性楔；
[0025]步骤7：控制第一卡瓦和第二卡瓦都处于收回状态，控制动力头将套管下放装置移动至初始位置；
[0026]步骤8：重复步骤3至步骤7，直至完成所有套管的下放。
[0027]本专利技术与现有技术相比，具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种穿层钻孔护孔用大直径套管下放装置，其特征在于，包括前管总成(1)和后管总成(2)，后管总成(2)同轴套在前管总成(1)后部，前管总成(1)能保持孔内套管与其同轴并限制孔内套管转动，后管总成(2)能保持待下入套管与其同轴并在钻机动力头驱动下将待下入套管与孔内套管同轴连接；所述前管总成(1)包括前管本体(11)、内延长管(12)、第一卡瓦(13)、油缸(14)、定位架(15)和油管(16)；前管本体(11)为一体式结构，包括前管筒状段(111)以及通过环形端板(112)同轴连在前管筒状段(111)后端的前管直管段(113)，且前管筒状段(111)直径大于前管直管段(113)直径；内延长管(12)能同轴连在前管直管段(113)后端；多个第一卡瓦(13)均贯穿前管筒状段(111)侧壁并沿周向均布，油缸(14)通过定位架(15)安装在前管筒状段(111)内，且油缸(14)的多个缸杆分别与多个第一卡瓦(13)相连，以使第一卡瓦(13)沿前管筒状段(111)径向伸缩，油管(16)连接油缸(14)；所述后管总成(2)包括后管本体(21)、外延长管(22)、第二卡瓦(23)、缸体(24)和保护盘(25)；后管本体(21)包括后管筒状段(211)、后管直管段(212)和连接环(213)，后管筒状段(211)同轴套在后管直管段(212)前部，连接环(213)连接后管筒状段(211)后端和后管直管段(212)外壁；外延长管(22)能同轴连在后管直管段(212)后端；多个第二卡瓦(23)均贯穿后管筒状段(211)侧壁并沿周向均布，缸体(24)设在后管筒状段(211)和后管直管段(212)之间的环隙内并与连接环(213)固连，缸体(24)与各第二卡瓦(23)间形成密封活塞腔，活塞腔内通入高压液压油能使各第二卡瓦(23)沿后管筒状段(211)径向伸出；保护盘(25)设在后管直管段(212)后部外壁，且其直径大于套管直径；所述后管直管段(212)和外延长管(22)套在前管直管段(113)和内延长管(12)外，在后管直管段(212)前端和前管筒状段(111)后端之间设有套在前管直管段(113)上的第一弹簧(3)。2.如权利要求1所述的穿层钻孔护孔用大直径套管下放装置，其特征在于，所述定位架(15)固定安装在前管筒状段(111)内；所述油缸(14)为十字形结构，油缸(14)前端通过螺栓安装在定位架(15)上，油缸(14)后端连接用于给油缸供油的油管(16)，油管(16)为胶管并位于前管直管段(113)内，缸杆有四个且分别位于油缸(14)的十字形四端；第一卡瓦(13)有四个，四个第一卡瓦(13)分别通过螺栓连接在四个缸杆端。3.如权利要求2所述的穿层钻孔护孔用大直径套管下放装置，其特征在于，所述前管筒状段(111)侧壁周向均布四个矩形贯通槽，四个第一卡瓦(13)分别位于四个矩形贯通槽内；第一卡瓦(13)的外端面为弧形面，四个第一卡瓦(13)的弧形面位于同一圆周上，四个第一卡瓦(13)径向伸出后能撑紧在套管内壁使套管与前管总成(1)同轴；第一卡瓦(13)的弧形面上设有齿，用以增大第一卡瓦(13)与套管内壁的摩擦力。4.如权利要求1所述的穿层钻孔护孔用大直径套管下放装置，其特征在于，所述内延长管(12)与前管直管段(113)螺纹连接；内延长管(12)后端连接有限位接头(17)；所述外延长管(22)与后管直管段(212)螺纹连接。5.如权利要求1所述的穿层钻孔护孔用大直径套管下放装置，其特征在于，所述缸体(24)为一体式结构，包括缸体内管(241)、缸体外壳(242)、环形挡a(243)和环形挡b(244)；所述缸体内管(241)套在后管直管段(212)，缸体外壳(242)位于缸体内管(241)外且二者同轴，环形挡a(243)和环形挡b(244)均设于缸体内管(241)和缸体外壳(242)之间环隙内，环
形挡a(243)连接缸体内管(241)后部外壁和缸体外壳...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘智，方俊，李泉新，许超，姜磊，
申请(专利权)人：中煤科工西安研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：