本发明专利技术公开了一种潜孔锤钻具及工作方法,解决了现有技术中存在潜孔锤钻头倾斜角度大的问题,具有保证加压钻进时的钻孔垂直度的有益效果,具体方案如下:一种潜孔锤钻具,包括外套筒,外套筒内设置至少两处支撑件,相邻两支撑件之间间隔距离设置,支撑件设置开孔,多处支撑件通过开孔支撑潜孔锤杆体和与潜孔锤杆体连接的内套筒,内套筒远离潜孔锤杆体的一端设置连接头以同钻杆连接,潜孔锤杆体的潜孔锤钻头从外套筒的一端露出,外套筒的另一端设置斜切口以便于在外套筒旋转过程中导出钻孔内的阻卡部位,内套筒远离潜孔锤杆体的一端设置缩径段,缩径段与连接头连接,缩径段环向设置法兰盘以同一处支撑件连接
【技术实现步骤摘要】
一种潜孔锤钻具及工作方法
[0001]本专利技术涉及钻探钻井领域,尤其是一种潜孔锤钻具及工作方法
。
技术介绍
[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息,不必然构成在先技术
。
[0003]在潜孔钻井过程中,由于潜孔锤钻具的本身特点,潜孔锤杆体本体直径与钻头直径差较大,潜孔锤钻具的本体长度较短,一般为
1.2
米至
1.5
米
。
参考图1所示,由于潜孔锤钻具上部连接钻杆的挠性作用,在加压钻进过程中,潜孔锤杆体的顶部会产生一个侧向力
P
,侧向力使潜孔锤钻具顶部靠向井壁一侧,底部的钻进钻头便倾斜一个角度
。
专利技术人发现,由于潜孔锤钻具顶部直径远远小于钻头直径,这使潜孔锤钻具顶部直径与钻孔的直径之间的环状间隙加大
。
此间隙越大,钻头钻进时的倾斜角度便越大,更易使钻孔打斜,影响钻井质量
。
[0004]而在钻井过程中,钻孔的垂直度是一项重要的技术指标,为了保证在潜孔锤杆体钻进中的钻孔垂直度,只能采取减少钻压的方式,使钻杆的挠性减少,减少潜孔锤钻具顶部的侧向力
P
,使钻进中的潜孔锤杆体顶部中心线也尽可能的与钻孔中心线吻合
。
为了达到这种要求,只能采取大幅度的减少钻压,但是钻压的减少,又会大幅度降低钻进速度,影响钻孔的进度,使得施工周期较长
。
[0005]另外,专利技术人还发现,目前潜孔锤杆体的顶部产生的侧向力
P
容易引起钻杆弯曲导致敲击孔壁引起钻孔塌陷,增加了孔内事故发生的概率,而且孔内一旦有塌陷产生阻力,潜孔锤杆体也不易提出
。
技术实现思路
[0006]针对现有技术存在的不足,本专利技术的目的是提供一种潜孔锤钻具,增加了钻进效率的同时,使钻孔更加平直,减少了孔内事故的发生概率
。
[0007]为了实现上述目的,本专利技术是通过如下的技术方案来实现:
[0008]一种潜孔锤钻具,包括外套筒,外套筒内设置至少两处支撑件,相邻两支撑件之间间隔距离设置,支撑件设置开孔,多处支撑件通过开孔支撑潜孔锤杆体和与潜孔锤杆体连接的内套筒,内套筒远离潜孔锤杆体的一端设置连接头以同钻杆连接,潜孔锤杆体的潜孔锤钻头从外套筒的一端露出,外套筒的另一端设置斜切口以便于在外套筒旋转过程中导出钻孔内的阻卡部位,内套筒远离潜孔锤杆体的一端设置缩径段,缩径段与连接头连接,缩径段环向设置法兰盘以同一处支撑件连接
。
[0009]如上所述的一种潜孔锤钻具,所述连接头为可插入至所述钻杆一端的锥形头,锥形头的最大外径小于所述缩径段的外径,锥形头与钻杆可拆卸连接,锥形头与缩径段为一体结构,缩径段的设置穿过支撑件开孔,锥形头的设置方便内套筒与钻杆的连接
。
[0010]如上所述的一种潜孔锤钻具,所述锥形头环向设置第一外螺纹以同所述钻杆一端
通过螺纹结构连接,通过螺纹结构方便锥形头与钻杆在现场的安装;
[0011]或者,在另一些方案中,锥形头同钻杆一端的凹部卡合连接
。
[0012]如上所述的一种潜孔锤钻具,考虑到现场的安装,所述内套筒与所述潜孔锤杆体连接的一端与所述潜孔锤杆体可拆卸连接
。
[0013]如上所述的一种潜孔锤钻具,所述内套筒与所述潜孔锤杆体连接的一端内侧设置内螺纹,潜孔锤杆体与内套筒连接的一端为双层结构,双层结构中内层层壁环向设置与内螺纹配合的第二外螺纹,双层结构中内层层壁与外层层壁之间间隔设定距离以容纳内套筒的一端,双层结构的设置保证潜孔锤杆体与内套筒的可靠连接,也保证内套筒与潜孔锤杆体连接的垂直度
。
[0014]如上所述的一种潜孔锤钻具,所述外套筒的直径小于所述潜孔锤钻头的直径,以避免外套筒与钻孔孔壁发生干涉;
[0015]考虑到整体结构的强度,所述外套筒的直径比所述潜孔锤钻头的直径小
15
‑
30mm
,这样可使得潜孔钻钻具顶部环状间隙减少,使潜孔锤钻头的倾斜角度大大减小
。
[0016]如上所述的一种潜孔锤钻具,所述外套筒的所述斜切口深度为
150
‑
300mm
,以满足在钻进过程中承接钻孔孔壁掉块的需求;
[0017]所述外套筒的长度为5‑
8m
,内套筒的长度与外套筒的长度相适配,这样能够使得潜孔锤钻具的整体长度增加到5‑
8m,
进一步使得潜孔锤杆体钻孔顶部的角度变化延长到井底钻进的钻头,使钻头钻进时的偏斜角度大大减小,保证了加压钻进时的钻孔垂直度
。
[0018]如上所述的一种潜孔锤钻具,所述法兰盘的外径大于所述潜孔锤杆体的外径,法兰盘具体与内套筒的缩径段焊接连接
。
[0019]如上所述的一种潜孔锤钻具,所述支撑件设置有两处,分别为第一支撑板和第二支撑板,第一支撑板支撑所述的缩径段,第二支撑板支撑所述的潜孔锤杆体,第一支撑板开孔的内径大于第二支撑板开孔的内径
。
[0020]第二方面,本专利技术还提供了一种潜孔锤钻具的工作方法,包括如下内容:
[0021]内套筒从外套筒内支撑件开孔处穿过,内套筒一端的缩径段穿过支撑件开孔并在缩径段套设法兰盘;
[0022]潜孔锤杆体穿过外套筒部分支撑件开孔并与内套筒的另一端连接;
[0023]锁紧件穿过法兰盘与部分支撑件实现内套筒与外套筒的紧固连接;
[0024]内套筒一端的连接头与钻杆连接;
[0025]通过操纵钻杆,通过潜孔锤杆体带动潜孔锤钻头进行钻孔;
[0026]钻孔设定深度后,向上提出钻杆,如遇阻力,旋转钻杆,外套筒切口旋转,以导出钻孔内的阻卡部位
。
[0027]上述本专利技术的有益效果如下:
[0028]1)
本专利技术通过中内套筒起到延长潜孔锤钻具长度的作用,外套筒对内套筒和潜孔锤杆体支撑,保证潜孔锤钻具支撑强度的同时,还有效增大潜孔锤钻具顶部直径与钻孔内径之间的环状间隙,在钻杆施加的钻压施加在潜孔锤钻具顶端时,即使由于钻杆的挠性,潜孔锤钻具顶端受到侧向
P
力的作用,由于环状间隙的减少,使倾斜角度大大减小,又由于潜孔锤钻具整体长度的增加,顶部的角度变化延长到井底钻进的钻头,使潜孔锤钻头钻进时的偏斜角度大大减小,保证了加压钻进时的钻孔垂直度,而且无需减小钻压,充分保证施工
进度
。
[0029]2)
本专利技术通过整体结构的设置,在保证钻进过程中钻孔垂直度的同时,能够有效避免钻杆弯曲,降低孔内事故发生的概率;而且即使遇塌陷在提拉过程中产生阻力,也可以通过旋转潜孔锤钻具,使斜切口旋转,使得整体更容易导出钻孔内的阻卡部位
。
[0030]3)
本专利技术通过内套筒和外套筒的设置,能够使钻进的潜孔锤钻具加长至5到8米,也将潜孔锤杆体顶部直径加大,使其与井壁的环状本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种潜孔锤钻具,其特征在于,包括外套筒,外套筒内设置至少两处支撑件,相邻两支撑件之间间隔距离设置,支撑件设置开孔,多处支撑件通过开孔支撑潜孔锤杆体和与潜孔锤杆体连接的内套筒,内套筒远离潜孔锤杆体的一端设置连接头以同钻杆连接,潜孔锤杆体的潜孔锤钻头从外套筒的一端露出,外套筒的另一端设置斜切口以便于在外套筒旋转过程中导出钻孔内的阻卡部位,内套筒远离潜孔锤杆体的一端设置缩径段,缩径段与连接头连接,缩径段环向设置法兰盘以同一处支撑件连接
。2.
根据权利要求1所述的一种潜孔锤钻具,其特征在于,所述连接头为可插入至所述钻杆一端的锥形头,锥形头的最大外径小于所述缩径段的外径,锥形头与钻杆可拆卸连接,锥形头与缩径段为一体结构
。3.
根据权利要求2所述的一种潜孔锤钻具,其特征在于,所述锥形头环向设置第一外螺纹以同所述钻杆一端通过螺纹结构连接;或者,锥形头同钻杆一端的凹部卡合连接
。4.
根据权利要求1所述的一种潜孔锤钻具,其特征在于,所述内套筒与所述潜孔锤杆体连接的一端与所述潜孔锤杆体可拆卸连接
。5.
根据权利要求4所述的一种潜孔锤钻具,其特征在于,所述内套筒与所述潜孔锤杆体连接的一端内侧设置内螺纹,潜孔锤杆体与内套筒连接的一端为双层结构,双层结构中内层层壁环向设置与内螺纹配合的第二外螺纹,双层结构中内层层壁与外层层壁之间间隔设定距离以容纳内套筒的一端
。6.
根据权利要求1所述的一种潜孔锤钻...
【专利技术属性】
技术研发人员:肖军,曹光明,蒋杰,葛江浩,袁兴旺,蒋磊,
申请(专利权)人:山东省地质矿产勘查开发局八,
类型:发明
国别省市:
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