【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钻井捞砂，具体涉及一种地热钻井钻遇富水地层旋流式连续捞沙装置。
技术介绍
1、在地热井的钻进过程中，钻头转进过程中所产生的岩屑和泥砂需要及时从井中排出，否则会卡住钻头，影响钻进施工。现有捞砂机械装置在捞砂过程中，会将泥砂浆直接捞入到捞砂筒中，一次性捞出。在钻进至富水地层中时，泥砂浆中大部分都是水，如果仍然使用传统捞砂筒进行捞砂，在下放很小一段距离后便会被水充满腔体，而需要提升捞砂筒将其从井外排出。在该过程中，需要停止钻进过程，进行多次重复捞砂，且每次捞砂筒内泥砂占比极低，大部分都是不影响钻进，不需排出井外的水，捞砂效率极低。
技术实现思路
1、本专利技术克服了现有技术的不足，提出一种地热钻井钻遇富水地层旋流式连续捞沙装置；解决目前的捞砂机械装置在捞砂过程中会被水充满腔体而导致捞砂效率极低的问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术是通过如下技术方案实现的。
3、一种地热钻井钻遇富水地层旋流式连续捞沙装置，设置于钻杆内部，包括旋流外管、旋流内管、沉淀座、单向阀、外管提升绳索、卡爪机构、滤网罩；所述旋流外管为上下两端保持开口的圆筒状结构，旋流外管内部的空间分为上侧的溢流外腔以及下侧的旋流内腔，溢流外腔与旋流内腔通过单向阀溢流出口孔相连通；所述旋流内管的上端插接于旋流外管的旋流内腔内部，旋流内管的下端开口处螺接有沉淀座，旋流内管的上端设置有单向阀溢流入口孔，单向阀溢流出口孔与单向阀溢流入口孔上下对应，旋流内管的侧壁上设置有多圈旋流入口孔；在单向阀溢流出
4、进一步的，在旋流外管的内壁靠近上端开口处设置有一个水平的隔板，通过隔板将旋流外管内部的空间分为上侧的溢流外腔以及下侧的旋流内腔，在隔板的中心处设置有一个上下贯通的所述单向阀溢流出口孔。
5、进一步的，所述溢流外腔为上粗下细的倒圆台状结构；所述旋流内腔为等粗的圆筒状结构，在旋流内腔的内部顶面外边缘处固定设置有一个圆环形的旋流内腔凸台。
6、进一步的，旋流内管为上粗下细的倒圆锥筒状结构，旋流内管的上端开口设置有圆柱状的对接柱，对接柱的外径大于旋流内管的上端开口外径，对接柱的中心处设置有内外连通的所述单向阀溢流入口孔，单向阀溢流入口孔内壁处设置有内螺纹；对接柱的上端面与旋流内腔的内部顶面相接触，对接柱的外侧圆柱面与旋流内腔凸台的内侧圆柱面相接触。
7、进一步的，在旋流内管的外壁上沿着周圈均匀设置有多条竖直的外侧凸台，外侧凸台的内侧面与旋流内管的外壁相固定连接，外侧凸台的外侧面保持竖直。
8、进一步的，所述沉淀座为上端开口的圆筒状结构，沉淀座的上端开口伸入至旋流内管的下端开口内部。
9、进一步的，所述卡爪机构包括卡爪、连杆机构、自重块、卡爪提升绳索；在旋流外管的上方设置有自重块，自重块通过卡爪提升绳索与钻井外侧的提升设备相连接；在旋流外管的外侧面转动设置有四个圆形阵列的卡爪。
10、进一步的，连杆机构与卡爪的数量相等、一一对应；每个连杆机构包括相互铰接的第一连杆以及第二连杆，第一连杆的上端与第二连杆的下端相铰接，第一连杆的下端与相对应的卡爪中部相铰接，第二连杆的上端与自重块外侧圆柱面相铰接。
11、进一步的，所述单向阀包括阀座、端盖、单向球；所述阀座为竖直设置的圆柱状结构，在阀座的外侧面下端设置有第一圆环，在阀座的外侧面中部设置有第二圆环，第一圆环的外径大于第二圆环的外径，第二圆环的外径大于阀座的外径；在第二圆环的外侧面处设置有外螺纹，在阀座的外侧面上端设置有外螺纹；在阀座内部设置有圆柱形的溢流腔，溢流腔的内部下端为半球面结构，在半球面结构的最低点设置有一个溢流入口孔；在溢流腔的顶部设置有一圈圆形阵列的溢流出口孔；在溢流腔底部的溢流入口孔处内部设置有单向球，单向球的外径位于溢流入口孔的内径与溢流腔的内径之间；所述端盖为水平设置的圆环形结构，端盖的内侧圆柱面处设置有内螺纹。
12、更进一步的，所述阀座位于旋流内管内部顶端，阀座的第一圆环上端面与旋流内管的内部顶面相接触，阀座的第二圆环外侧的外螺纹与对接柱的单向阀溢流入口孔内壁处的内螺纹相螺接，阀座的外侧面上端穿过单向阀溢流出口孔后伸入至溢流外腔内部；所述端盖内壁处的内螺纹与阀座外侧面上端的外螺纹相螺接，端盖的下端面与溢流外腔的内部底面相接触，从而将单向阀固定于单向阀溢流入口孔、单向阀溢流出口孔处，同时将旋流内管与旋流外管相固定连接；此时阀座顶部的溢流出口孔保持露出状态。
13、本专利技术相对于现有技术所产生的有益效果为：
14、本专利技术提供的一种地热钻井钻遇富水地层旋流式连续捞沙装置，将装置整体从钻杆内部放入，进砂、储砂、排水均可在装置内完成，提高了腔体内固体泥砂占比，不需停止施工，重复起放钻头；将多组该装置串联后，放入钻杆内部，可以持续性地将富水地层中较长一段内的泥砂沉淀滤除；也可以将该装置与传统捞砂筒配合使用，用于清除第一次捞砂过程中的剩余泥砂，进行二次捞砂，从而解决了目前的捞砂机械装置在捞砂过程中会被水充满腔体而导致捞砂效率极低的问题。
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1.一种地热钻井钻遇富水地层旋流式连续捞沙装置，其特征在于：设置于钻杆（1）内部，包括旋流外管（3）、旋流内管（4）、沉淀座（5）、单向阀（8）、外管提升绳索（7）、卡爪机构（6）、滤网罩（9）；所述旋流外管（3）为上下两端保持开口的圆筒状结构，旋流外管（3）内部的空间分为上侧的溢流外腔（303）以及下侧的旋流内腔（304），溢流外腔（303）与旋流内腔（304）通过单向阀溢流出口孔（302）相连通；所述旋流内管（4）的上端插接于旋流外管（3）的旋流内腔（304）内部，旋流内管（4）的下端开口处螺接有沉淀座（5），旋流内管（4）的上端设置有单向阀溢流入口孔（402），单向阀溢流出口孔（302）与单向阀溢流入口孔（402）上下对应，旋流内管（4）的侧壁上设置有多圈旋流入口孔（403）；在单向阀溢流出口孔（302）与单向阀溢流入口孔（402）处设置有单向阀（8），单向阀（8）上端的溢流外腔（303）内部设置有滤网罩（9）；旋流外管（3）上端通过外管提升绳索（7）与钻井外侧的提升设备相连接；旋流外管（3）外侧设置有用于控制旋流外管（3）与钻杆（1）内壁相卡接的卡爪机构（6）。
<...【技术特征摘要】
1.一种地热钻井钻遇富水地层旋流式连续捞沙装置，其特征在于：设置于钻杆（1）内部，包括旋流外管（3）、旋流内管（4）、沉淀座（5）、单向阀（8）、外管提升绳索（7）、卡爪机构（6）、滤网罩（9）；所述旋流外管（3）为上下两端保持开口的圆筒状结构，旋流外管（3）内部的空间分为上侧的溢流外腔（303）以及下侧的旋流内腔（304），溢流外腔（303）与旋流内腔（304）通过单向阀溢流出口孔（302）相连通；所述旋流内管（4）的上端插接于旋流外管（3）的旋流内腔（304）内部，旋流内管（4）的下端开口处螺接有沉淀座（5），旋流内管（4）的上端设置有单向阀溢流入口孔（402），单向阀溢流出口孔（302）与单向阀溢流入口孔（402）上下对应，旋流内管（4）的侧壁上设置有多圈旋流入口孔（403）；在单向阀溢流出口孔（302）与单向阀溢流入口孔（402）处设置有单向阀（8），单向阀（8）上端的溢流外腔（303）内部设置有滤网罩（9）；旋流外管（3）上端通过外管提升绳索（7）与钻井外侧的提升设备相连接；旋流外管（3）外侧设置有用于控制旋流外管（3）与钻杆（1）内壁相卡接的卡爪机构（6）。
2.根据权利要求1所述的一种地热钻井钻遇富水地层旋流式连续捞沙装置，其特征在于：在旋流外管（3）的内壁靠近上端开口处设置有一个水平的隔板（301），通过隔板（301）将旋流外管（3）内部的空间分为上侧的溢流外腔（303）以及下侧的旋流内腔（304），在隔板（301）的中心处设置有一个上下贯通的所述单向阀溢流出口孔（302）。
3.根据权利要求1所述的一种地热钻井钻遇富水地层旋流式连续捞沙装置，其特征在于：所述溢流外腔（303）为上粗下细的倒圆台状结构；所述旋流内腔（304）为等粗的圆筒状结构，在旋流内腔（304）的内部顶面外边缘处固定设置有一个圆环形的旋流内腔凸台（305）。
4.根据权利要求3所述的一种地热钻井钻遇富水地层旋流式连续捞沙装置，其特征在于：旋流内管（4）为上粗下细的倒圆锥筒状结构，旋流内管（4）的上端开口设置有圆柱状的对接柱（401），对接柱（401）的外径大于旋流内管（4）的上端开口外径，对接柱（401）的中心处设置有内外连通的所述单向阀溢流入口孔（402），单向阀溢流入口孔（402）内壁处设置有内螺纹；对接柱（401）的上端面与旋流内腔（304）的内部顶面相接触，对接柱（401）的外侧圆柱面与旋流内腔凸台（305）的内侧圆柱面相接触。
5.根据权利要求1所述的一种地热钻井钻遇富水地层旋流式连续捞沙装置，其特征在于：在旋流内管（4）的外壁上沿着周圈均匀设置有多条竖直的外侧凸台（404），外侧凸台（404）的内侧面与旋流内管（4）的外壁相固定连接，外侧凸台（404）的外侧面保持竖直。
6.根据权利要求1所述的一种地热钻井钻遇富水地层旋流式连续捞沙装置，其特征在于：所述沉淀座（5）为上端开口的圆筒状结构，沉淀...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯子军，宁佳祺，李杰，南翰墨，王昕琪，耿豪健，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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