CN108798547B - 一种双层自浮钻杆 - Google Patents
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Abstract
一种双层自浮钻杆，包括钻杆本体，所述钻杆本体包括内管、外管，所述内管与外管之间为气室，管端部设有法兰，法兰接近外周边内侧设有若干镙孔；相邻两段由内管和外管构成的双层钻杆本体之间通过所述法兰对接；所述外管的管壁下部设有气嘴。本发明双层自浮钻杆，可使用常规材料制造，重量轻，强度高，特别适用于对地层大口径垂直超深孔施工钻进，有效解决了大口径垂直超深掘进的作业难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种往地层钻孔的专用装备，具体地说，是涉及一种能进行地层大口径垂直超深孔钻进的双层自浮钻杆。
背景技术
目前，地层垂直掘进钻孔钻具的钻杆，为单层管材结构，用于地质浅层钻孔，没有问题。但是，当需进行大口径超深钻孔，例如，进行直径10米上下，深度10000米上下的钻孔时，便极难胜任：钻杆会在自身超重中断裂。这是导致目前人类对地球深层蕴藏的丰富热能未能加以充分利用的重要原因之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种能进行地层大口径垂直超深孔钻进的双层自浮钻杆。
本发明要解决其技术问题采用的技术方案是，一种双层自浮钻杆，包括钻杆本体，所述钻杆本体包括内管、外管，所述内管与外管之间为气室，管端部设有法兰，法兰接近外周边内侧设有若干镙孔；相邻两段由内管和外管构成的双层钻杆本体之间通过所述法兰对接；所述外管的管壁下部设有气嘴。
进一步，内管与外管同心设置。
进一步，管的中部设有用于稳定内管和外管同心度的圆支环。
进一步，法兰的中空部分的尺寸与内管的内径或外径对应。
空气、水、蒸汽（当钻杆进入地层深处，温度升高至100℃以上时，水即开始变成蒸汽）通过气嘴进出气室。
工作时，安装于钻杆前端的钻头对岩体进行粉浆化钻进，并随时磨碎浆化可能出现的孔壁坍塌岩石块，消除卡钻杆现象，保障顺畅钻进。通过内管管腔不间断注入的水液，同步将已粉碎浆化的渣料经孔腔周边挤出至地面。
本发明双层自浮钻杆，管壁中空，每根钻杆总重基本等于或小于其自身在地表水体中的浮力，可微量自浮于水面。
本发明双层自浮钻杆，可使用常规材料制造，间接利用水体浮力，巧妙减轻钻杆自体重量，且强度高，特别适用于对大口径垂直超深孔施工钻进，有效解决了大口径垂直超深掘进的作业难题。为人类充分开发利用地层深处蕴藏的丰富热能，提供了一个强有力的工具。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构示意图；
图2为图1的俯视图。
标号说明
1.内管；2.法兰；3.外管；4.圆支环；5.气室；6.气嘴；7.螺孔。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。
参照图1，本实施例包括钻杆本体，所述钻杆本体包括内管1、外管3，内管1与外管3之间为气室5，管端部设有法兰2，法兰2接近外周边内侧设有若干镙孔7；相邻两段由内管1和外管3构成的双层钻杆本体之间通过法兰2对接；外管3的管壁下部设有气嘴6。
内管1与外管3同心设置。
钻杆本体的中部设有用于稳定内管1和外管3同心度的圆支环4。
工作时，不间断向内管1的管腔内注入高压水流，随时冲洗排出钻杆前端钻头削刮磨出的粉浆渣料，实现向下地层钻孔的持续掘进，同时，利用向内管1的管腔注入的水流中含有的微量空气，经气嘴6加入到已被高压压缩的气室5内的空气中，维持气室5中的空气全体积占据状况，持续保持对进入地层深处若干千米处的高压中每段钻杆的原有浮力，并使气室5内外处于基本等压的环境中。
与本发明配套使用的设备基本指标优选：承重塔高三十至四十米，塔底占地面积30米×30米左右，钻杆能上升或下降高度二十米左右；塔架可承重三千吨上下；起降与作业功率5千千瓦上下，起重机起降重量不小于2千吨。
平均每小时钻进可达3米，最慢不少于1米，出渣水量1 M3以上，水体压强5至10千克。每根20米长的钻杆约需500根左右等。
Claims (1)
1.一种双层自浮钻杆，包括钻杆本体，其特征在于，所述钻杆本体包括内管、外管，所述内管与外管之间为气室，管端部设有法兰，法兰接近外周边内侧设有若干螺孔；相邻两段由内管和外管构成的双层钻杆本体之间通过所述法兰对接；所述外管的管壁下部设有气嘴；
管的中部设有用于稳定内管和外管同心度的圆支环；
所述内管的外壁与外管的内壁之间的距离大于所述内管的直径；
所述内管与外管同心设置；
法兰的中空部分的尺寸与内管的内径或外径对应；
工作时，不间断向内管的管腔内注入高压水流，随时冲洗排出钻杆前端钻头削刮磨出的粉浆渣料，实现向下地层钻孔的持续掘进，同时，利用向内管的管腔注入的水流中含有的微量空气，经气嘴加入到已被高压压缩的气室内的空气中，维持气室中的空气全体积占据状况，持续保持对进入地层深处若干千米处的高压中每段钻杆的原有浮力，并使气室内外处于基本等压的环境中；
所述双层自浮钻杆为能进行地层大口径垂直超深孔钻进的双层自浮钻杆。
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