一种煤矿井下反冲洗过滤钻杆及其使用方法技术

本发明专利技术属于钻具领域，涉及一种煤矿井下反冲洗过滤钻杆及其使用方法，包括钻杆本体，钻杆本体由上外管与下外管组成，上外管内依次设置有节流块、上内管、滤管固定座与下内管，上内管内还依次设置有锥阀芯与控制弹簧，上内管、滤管固定座、下内管分别与上外管之间设置有环空流道，下外管内部依次设置有滤芯、压力阀芯、卸载弹簧以及弹簧压盖，滤芯通过滤管固定座固定；上外管和上内管内部还嵌入有喷嘴，锥阀芯两端设有环空B和环空C，在滤芯两端设有环空B和环空A，通过环空流道将环空A与环空C联通，环空B通过喷嘴与外部联通。本发明专利技术利用泵开始阶段的流量变化，实现了过滤装置的反向冲洗并将岩屑排向外部，保证了过滤装置长时间使用不堵滤芯。滤芯。滤芯。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿井下反冲洗过滤钻杆及其使用方法


[0001]本专利技术属于钻具领域，涉及一种煤矿井下反冲洗过滤钻杆及其使用方法。

技术介绍

[0002]液动锤对钻井液的清洁度要求极为苛刻，然而每次添加钻杆后，新添加的钻杆内部带有大量的岩屑，钻杆内部的岩屑跟随钻井液到达液动锤内部，夹带岩屑的钻井液导致液动锤使用寿命非常短，据统计，液动锤在井下工作6小时的磨损与在清水中工作80～100h磨损的程度相当，新添加钻杆内部的岩屑导致液动锤失效严重影响了钻探效率，同时也造成了大量的经济损失。为了过滤掉拆卸钻杆带来的岩屑，在液动锤后面增加了过滤装置，然而使用中过滤装置中的杂质不能及时排出，过滤装置前后的压差升高导致滤芯被压坏，在液动锤后方增加过滤装置的方案，不能长时间过滤钻杆内部的岩屑，因此需要一种可以自清洗的过滤装置。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种煤矿井下反冲洗过滤钻杆及其使用方法，依靠泵开始阶段的流量变化，实现过滤装置的反向冲洗并排出岩屑，保证过滤装置滤芯的清洁，实现过滤装置长时间使用不堵滤芯。
[0004]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种煤矿井下反冲洗过滤钻杆，包括钻杆本体，钻杆本体由上外管与下外管组成，上外管内依次设置有节流块、上内管、滤管固定座与下内管，上内管内还依次设置有锥阀芯与控制弹簧，上内管、滤管固定座、下内管分别与上外管之间设置有环空流道，下外管内部依次设置有滤芯、压力阀芯、卸载弹簧以及弹簧压盖，滤芯通过滤管固定座固定；
[0005]上外管和上内管内部还嵌入有喷嘴，锥阀芯两端设有环空B和环空C，在滤芯两端设有环空B和环空A，通过环空流道使得环空A与环空C保持联通，环空B通过喷嘴与外部联通。
[0006]可选的，环空流道为在上内管、滤管固定座、下内管的外表面上开设的多道凹槽，凹槽沿钻杆方向设置，且上内管、滤管固定座、下内管上对应的凹槽互相连通。
[0007]可选的，喷嘴设于锥阀芯上极限位置的下方，锥阀芯处于下极限位置时，喷嘴在锥阀芯密封圈之间，喷嘴保持关闭。
[0008]可选的，节流块中间设有节流通道，节流通道截面小于上外管内部流道截面，流体流过节流通道时形成节流效应，使得节流块上端压力大于下端压力。
[0009]一种煤矿井下反冲洗过滤钻杆的使用方法，适用于如上述的一种煤矿井下反冲洗过滤钻杆，包括以下步骤：
[0010]A，打钻时，在钻杆内部提供钻井液，钻井液经过节流块，在节流块内部设有节流通道，在节流块两端形成节流效应，并在节流块两端形成压差，上端压力大于下端压力，节流块上端流体压强为P1，节流块下端的流体压强为P2，P1大于P2，因此节流块受到向下压差的
作用力，设定节流块在流量小于设定值Q1时静止，流量大于Q1节流机构向下运动；
[0011]B，过滤钻杆反向冲洗：开泵后流量持续升高直到额定流量，在开泵0～Q1流量阶段，钻井液经过节流块后，在节流块两端形成节流效应，在节流块两端形成压差，压差作用在节流块向下作用力不足以克服控制弹簧提供的向上弹力，节流块和锥阀芯处于上极限位置，锥阀芯封堵了环空C和环空B之间的通道，由于流量Q1在压力阀芯上形成的压力小于卸载弹簧的弹力，压力阀芯封堵向下的流道，钻井液只能从环空C经过环空流道、环空A反向冲洗滤芯后进入环空C，最后经过喷嘴排向外部空间；
[0012]C，正常钻孔作业：当流量为Q2时，Q2流量大于Q1，在节流块两端形成压差，压差作用在节流块向下作用力足以克服控制弹簧提供的向上弹力，节流块和锥阀芯向下运动，环空流道被节流块封堵，喷嘴被锥阀芯封堵，流体压力迅速升高，压力阀芯上的压力克服卸载弹簧的弹力，压力阀芯向下运动，环空C和环空B联通，流体从环空C进入环空B经过滤芯进入环空A，最后从环空A经过压力阀芯进入下部设备，实现钻井液的过滤。
[0013]可选的，锥阀芯下方设置的控制弹簧的弹力等于流量Q1在芯柱两端形成的压差力。
[0014]可选的，卸载弹簧的弹力大于流量Q1在压力阀芯上形成的压力。
[0015]本专利技术的有益效果在于：本专利技术一种煤矿井下反冲洗过滤钻杆及其使用方法，利用泵开始阶段的流量变化，实现了过滤装置的反向冲洗并将岩屑排向外部，保证了过滤装置长时间使用不堵滤芯。
[0016]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0017]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0018]图1为本专利技术的反向冲洗状态示意图；
[0019]图2为本专利技术的过滤状态示意图；
[0020]图3为图1中A
‑
A的剖视图。
[0021]附图标记：1、上外管；2、锥阀芯；3、喷嘴；4、滤管固定座；5、滤芯；6、压力阀芯；7、卸载弹簧；8、弹簧压盖；9、下外管；10、环空流道；11、下内管；12、控制弹簧；13、上内管；14、节流块；101、环空A；102、环空B；103、环空C。
具体实施方式
[0022]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相
互组合。
[0023]其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利技术的限制；为了更好地说明本专利技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0024]本专利技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利技术的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0025]请参阅图1～图3，为一种煤矿井下反冲洗过滤钻杆，包括钻杆本体，钻杆本体由上外管1与下外管9组成，上外管1内依次设置有节流块14、上内管13、滤管固定座4与下内管11，上内管13内还依次设置有锥阀芯2与控制弹簧12，上内管13、滤管固定座4、下内管11分别与上外管1之间设置有环空流道10，下外管9内部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下反冲洗过滤钻杆，其特征在于：包括钻杆本体，钻杆本体由上外管与下外管组成，上外管内依次设置有节流块、上内管、滤管固定座与下内管，上内管内还依次设置有锥阀芯与控制弹簧，上内管、滤管固定座、下内管分别与上外管之间设置有环空流道，下外管内部依次设置有滤芯、压力阀芯、卸载弹簧以及弹簧压盖，滤芯通过滤管固定座固定；上外管和上内管内部还嵌入有喷嘴，锥阀芯两端设有环空B和环空C，在滤芯两端设有环空B和环空A，通过环空流道使得环空A与环空C保持联通，环空B通过喷嘴与外部联通。2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下反冲洗过滤钻杆，其特征在于：环空流道为在上内管、滤管固定座、下内管的外表面上开设的多道凹槽，凹槽沿钻杆方向设置，且上内管、滤管固定座、下内管上对应的凹槽互相连通。3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下反冲洗过滤钻杆，其特征在于：喷嘴设于锥阀芯上极限位置的下方，锥阀芯处于下极限位置时，喷嘴在锥阀芯密封圈之间，喷嘴保持关闭。4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下反冲洗过滤钻杆，其特征在于：节流块中间设有节流通道，节流通道截面小于上外管内部流道截面，流体流过节流通道时形成节流效应，使得节流块上端压力大于下端压力。5.一种煤矿井下反冲洗过滤钻杆的使用方法，适用于如权利要求1～4任一所述的一种煤矿井下反冲洗过滤钻杆，其特征在于，包括以下步骤：A，打钻时，在钻杆内部提供钻井液，钻井液经过节流块，在节流块内部设有节流通道，在节流块两端形成节流效应，并在节流块两端形成压差，上端压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俞，舒将军，赵志强，梅安平，刘莉，康彦东，宋鹏，孔伟，陈果，叶强波，肖丽辉，左万高，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：