CN102943643A - 砂卵石地层辐射井竖井钻头 - Google Patents

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张治晖
赵华
邓铭江
裴建生
张治昊
陈霄
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一种砂卵石地层辐射井竖井钻头，包括进水管，进水管上端固定有接钻杆法兰，下端固定有捞石桶，捞石桶为上端封闭下端开口的桶体，进水管末端伸入捞石桶内，捞石桶开口端内壁设有若干根捞石棒，各捞石棒一端固定于捞石桶桶壁上另一端伸向捞石桶的轴心，若干根捞石棒沿捞石桶内壁周向分布，进水管上靠近接钻杆法兰的位置处固定有若干根水平支撑板，各水平支撑板长度相等并且位于同一水平面内，在水平支撑板的外围固定有圆形框架，圆形框架与捞石桶之间固定有若干个斜支撑板，各斜支撑板外侧及捞石桶的开口端端面上均固定有合金刀。本发明竖井钻头可捞起直径较大无法通过钻杆排出的卵石，使钻竖井过程简化，提高效率。

Description

砂卵石地层辐射井竖井钻头
技术领域
本发明涉及一种钻头，具体涉及一种砂卵石地层所用的竖井钻头。
背景技术
辐射井是由一口大直径的集水井和自集水井内的任一高程和水平方向向含水层打进具有一定长度的多层、数根至数十根水平辐射管所组成。集水井钻孔直径通常大于3.5m，对于在粒径大于200mm的砂卵石地层中钻孔，采用目前国内外常用的钻机成孔比较困难。由于钻孔直径大，若采用回转钻机正循环钻孔，泥浆泵的冲力很难将卵石悬浮，并随泥浆上升溢出孔外，所以常用的方法为反循环钻孔，即采用泥浆泵将被钻头搅松的砂卵石从钻杆抽出，泥浆再循环流入孔中，由于钻杆直径限制，较大的卵石无法从钻杆中排出，需单独将这些较大卵石捞出，才能继续钻孔，钻孔过程繁琐、效率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种砂卵石地层辐射井竖井钻头，其可以在钻头提起过程中将直径较大无法通过钻杆排出的卵石捞起，使钻竖井过程简化，提高效率。
为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为：
一种砂卵石地层辐射井竖井钻头，包括进水管，进水管上端固定有接钻杆法兰，下端固定有捞石桶，捞石桶为上端封闭下端开口的桶体，进水管末端伸入捞石桶内，捞石桶开口端内壁设有若干根捞石棒，各捞石棒一端固定于捞石桶桶壁上另一端伸向捞石桶的轴心，并且各捞石棒的长度小于捞石桶内壁的半径，若干根捞石棒沿捞石桶内壁周向分布，进水管上靠近接钻杆法兰的位置处固定有若干根水平支撑板，各水平支撑板长度相等并且位于同一水平面内，在水平支撑板的外围固定有圆形框架，圆形框架与捞石桶之间固定有若干个斜支撑板，各斜支撑板外侧及捞石桶的开口端端面上均固定有合金刀。
本发明砂卵石地层辐射井竖井钻头，其中，所述各钢丝绳所在平面与捞石桶内壁的夹角а小于90°。
本发明砂卵石地层辐射井竖井钻头，其中，所述各钢丝绳所在平面与捞石桶内壁的夹角а为70°。
本发明砂卵石地层辐射井竖井钻头，其中，所述各水平支撑板长度相等并且沿所述进水管外壁周向均布。
本发明砂卵石地层辐射井竖井钻头，其中，所述各合金刀在斜支撑板及捞石桶上均匀分布。
本发明砂卵石地层辐射井竖井钻头，其中，所述捞石棒为具有弹性和刚度的钢丝绳或钢筋或窄钢板。
采用上述方案后，由于本发明砂卵石地层辐射井竖井钻头带有捞石桶，捞石桶上设有钢丝绳，在钻头提起过程中，卵石可被钢丝绳挡在捞石桶内，可捞起直径较大无法通过钻杆排出的卵石，使钻竖井过程简化，提高效率。
另外，各钢丝绳所在平面与捞石桶内壁的夹角а小于90°，使卵石更容易被压入捞石桶内。
附图说明
图1是本发明砂卵石地层辐射井竖井钻头的主视图；
图2是本发明砂卵石地层辐射井竖井钻头的俯视图。
具体实施方式
如图1、2所示，砂卵石地层辐射井竖井所用反循环回转钻机的钻头包括进水管1，进水管1上端一体成型有接钻杆法兰11，下端焊接有捞石桶2，捞石桶2为上端封闭、下端开口的桶体，进水管1末端伸入捞石桶2内，捞石桶2开口端内壁锚固有φ25mm的钢丝绳21，各钢丝绳21一端固定于捞石桶2桶壁上、另一端伸向捞石桶2的轴心，钢丝绳21的长度小于捞石桶2内壁的半径，多根钢丝绳21沿捞石桶2内壁周向分布，并且多根钢丝绳21所在平面与捞石桶2内壁所成夹角α小于90°时捞石效果较好，α为70°时效果最好，进水管1上靠近接钻杆法兰11的位置处焊接有多根水平支撑板3，各水平支撑板3长度相等并且沿进水管1外壁周向均布，各水平支撑板3的外围焊接有圆形框架4，圆形框架4与捞石桶2上端之间焊接有多个斜支撑板5，各斜支撑板5外侧及捞石桶2的开口端端面上均焊接有多个合金刀6，多个合金刀6在斜支撑板5外侧及捞石桶2开口端上均匀分布，使用时将捞石钻头通过接钻杆法兰11连接到回转钻机的钻杆上，接通电源开始钻孔，钻孔过程中，直径较小的卵石如粒径小于钻杆内径的3/4的卵石，由砂石泥浆泵通过进水管1的进水口12抽出，直径较大的卵石在钻头压力下进入捞石桶2内，由于捞石桶2内壁装有钢丝绳，钢丝绳具有一定弹性，且因钢丝绳直径较大，有一定的刚度，在钻头提起过程中，卵石可被钢丝绳挡在捞石桶内，可捞起直径小于捞石桶内径3/4的卵石。为了方便捞石，在钻孔周围预制4个钢筋混凝土墩，墩高1.0m，将竖井钻机安放在墩上，并与墩中预埋的型钢焊接相连，这样，每次需要捞石时，将捞石钻头提起，捞石筒2高出钻孔内水位，便于将桶内石头取出。
钢丝绳21还可由其他的捞石棒代替，比如具有弹性和刚度的钢筋、窄钢板等。
为了防止在竖井钻孔过程中坍孔，需要保证孔内泥浆的水位高于地下水位2m以上，并要求泥浆比重不小于1.08，用反循环回转钻机成孔后，采用漂浮法下井管，井管为钢筋混凝土管，外径不小于3m，壁厚不小于0.2m，长度不小于1m，最下层井座封底。将井座吊装到井孔中漂浮起来，再将井管吊装到井座上，一节接一节地摞上，采用漂浮法下管，直到井座下到预定深度，并确保井管直立，井管接头采用防水材料封闭接口，最后在井管周围填土密实，竖井施工完成；
以上所述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种砂卵石地层辐射井竖井钻头，其特征在于：包括进水管（1），进水管（1）上端固定有接钻杆法兰（11），下端固定有捞石桶（2），捞石桶（2）为上端封闭下端开口的桶体，进水管（1）末端伸入捞石桶（2）内，捞石桶（2）开口端内壁设有若干根捞石棒（21），各捞石棒（21）一端固定于捞石桶（2）桶壁上另一端伸向捞石桶（2）的轴心，并且各捞石棒（21）的长度小于捞石桶（2）内壁的半径，若干根捞石棒（21）沿捞石桶（2）内壁周向分布，进水管（1）上靠近接钻杆法兰（11）的位置处固定有若干根水平支撑板（3），各水平支撑板（3）长度相等并且位于同一水平面内，在水平支撑板（3）的外围固定有圆形框架（4），圆形框架（4）与捞石桶（2）之间固定有若干个斜支撑板（5），各斜支撑板（5）外侧及捞石桶（2）的开口端端面上均固定有合金刀（6）。
2.如权利要求1所述的砂卵石地层辐射井竖井钻头，其特征在于：所述各钢丝绳（21）所在平面与捞石桶（2）内壁的夹角а小于90°。
3.如权利要求2所述的砂卵石地层辐射井竖井钻头，其特征在于：所述各钢丝绳（21）所在平面与捞石桶（2）内壁的夹角а为70°。
4.如权利要求3所述的砂卵石地层辐射井竖井钻头，其特征在于：所述各水平支撑板（3）长度相等并且沿所述进水管（1）外壁周向均布。
5.如权利要求4所述的砂卵石地层辐射井竖井钻头，其特征在于：所述各合金刀（6）在斜支撑板（5）及捞石桶（2）上均匀分布。
6.如权利要求5所述的砂卵石地层辐射井竖井钻头，其特征在于：所述捞石棒（21）为具有弹性和刚度的钢丝绳或钢筋或窄钢板。
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