CN110130842A - 防捂钻杆以及防捂钻 - Google Patents
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Abstract
本发明是提供一种既能防捂又能不影响钻机钻进深度的防捂钻，涉及地质钻具技术领域。防捂钻，包括防捂钻杆和钻头，所述防捂钻杆首端与所述钻头尾端相连接，所述防捂钻杆外表面设有旋入方向与所述钻头钻孔旋转方向相反的螺旋槽。本发明可保证钻孔钻进速度。
Description
技术领域
本发明涉及地质钻具技术领域，具体是一种防捂钻杆以及防捂钻。
背景技术
地质钻孔时，钻头切削产生的钻屑从钻杆与孔壁之间的间隙排出的，即，排渣介质由钻杆内部输送到钻孔内，在冷却钻头的同时携带钻屑排出钻孔。由于钻进过程中，在钻头切削产生的大直径钻屑在孔内的排出阻力远远大于粉末状钻屑，其排出速度远低于粉末状钻屑，从而容易出现钻孔堵塞的情况。另外，在钻进过程中，由于钻孔内各种应力从新分布，孔壁受力会产生收缩和垮塌，这也会导致出现钻孔堵塞的情况。由于地质钻孔的钻头直径大于钻杆直径，当钻孔堵塞时，会出现捂钻事故，一旦产生捂钻，不仅处理工程量大，还会严重影响钻孔钻进速度。
为了改变这种状况，现有的钻杆外表面设有旋入方向与钻头旋转方向相同的螺旋槽，即钻头顺时针旋转钻孔时，钻杆的螺旋槽为右旋，钻头逆时针旋转钻孔时，钻杆的螺旋槽为左旋(由于钻机通常为顺时针旋转钻孔，现钻杆上的螺旋槽通常为右旋)。采用现有的螺旋钻杆排渣，虽能辅助排渣，但随着钻孔深度的增加，现有的螺旋钻杆在孔内的摩擦阻力会逐渐增大，钻具的速度会逐渐降低小，这又严重限制了钻机的钻进深度和进度(当钻孔深度过深时，钻具速度会过小，易发生捂钻事故)。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种既能防捂又能不影响钻机钻进深度的防捂钻。
本发明所要解决的另技术问题是提供一种既能防捂又能不影响钻机钻进深度的防捂钻杆。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：防捂钻，包括防捂钻杆和钻头，所述防捂钻杆首端与所述钻头尾端相连接，所述防捂钻杆外表面设有旋入方向与所述钻头钻孔旋转方向相反的螺旋槽。
进一步的，所述钻头与所述防捂钻杆可拆卸连接。
进一步的，所述螺旋槽为三条。
进一步的，从所述防捂钻杆首端到所述防捂钻杆尾端方向，所述螺旋槽的外径逐渐减小。
进一步的，从所述防捂钻杆首端到所述防捂钻杆尾端方向，所述螺旋槽的槽宽逐渐变宽。
进一步的，从所述防捂钻杆首端到所述防捂钻杆尾端方向，所述螺旋槽的螺旋升角逐渐增大。
防捂钻杆，所述防捂钻杆尾端为钻杆连接端，所述防捂钻杆首端为钻头连接端，所述防捂钻杆外表面设有旋入方向与钻头钻孔旋转方向相同的螺旋槽。
进一步的，从所述防捂钻杆首端到所述防捂钻杆尾端方向，所述螺旋槽的外径逐渐减小。
进一步的，从所述防捂钻杆首端到所述防捂钻杆尾端方向，所述螺旋槽的槽宽逐渐变宽。
进一步的，从所述防捂钻杆首端到防捂钻杆尾端方向，所述螺旋槽的螺旋升角逐渐增大。
本发明的有益效果是：本发明的防捂钻杆以及防捂钻，在钻杆表面设置有与钻进旋入方向相反的螺旋，从而使钻头切削产生较大的钻屑不容易通过螺旋槽而进入到排渣通道，进而减小了排渣阻力，这样钻孔不易堵塞，如此，可在防捂钻杆后连接普通的光滑钻杆，从而保证钻机的钻井深度。当钻头后方出现垮塌或聚集较多钻屑造成排渣困难时，采用后退并旋转钻杆，利用螺旋对堵塞物进行碾压和反向推挤，将堵塞物碾碎并推入孔底，使钻头后退方向形成空间，从而退出钻头和钻杆，又可防止捂钻事故出现，进而使得钻孔钻进速度得到保证。
附图说明
图1是本发明的防捂钻结构示意图；
图2是本发明的防捂钻杆的结构示意图；
图3是图2沿A-A的剖视图；
图4是防捂钻钻孔的示意图；
图中所示：1.防捂钻，11.钻头，12.防捂钻杆，13.钻渣，14.排渣介质，121.螺旋槽，122.通孔，123.防捂钻杆首端，124.防捂钻杆尾端，
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1至图3所示，本发明的防捂钻1，包括防捂钻杆12和钻头11，防捂钻杆尾端124为与其它钻杆连接的钻杆连接端，防捂钻杆首端123与所述钻头11尾端相连接，即防捂钻杆首端123为钻头连接端，防捂钻杆12上设有通排渣介质的通孔122。为了防止捂钻，所述防捂钻杆12外表面设有旋入方向与所述钻头11钻孔旋转方向相反的螺旋槽121。
其中，螺旋槽121的旋入方向判断方法与螺纹的旋向判断方向相同。防捂钻杆12外表面设有旋入方向与所述钻头11钻孔旋转方向相反的螺旋槽121，即当钻头11钻孔旋转方向是顺时针时，螺旋槽121为左旋(参见图1)，当钻头11钻孔旋转方向是逆时针时，螺旋槽121为右旋。由于钻机通常为顺时针旋转钻孔，因此防捂钻杆12上的螺旋槽121通常为左旋。螺旋槽121的个数可以为一个，图中螺旋槽121为三个，这样相比为1个的情况，三个螺旋槽排渣更快。当然螺旋槽121的个数也可以为其它任意数目。
如图4所示，以防捂钻顺时针旋转钻孔为例。钻孔时，排渣介质14从防捂钻杆中通入，从钻井口排出，大的钻渣在随排渣介质14通过螺旋槽121时，因受螺旋槽121的反向作用力比小的钻渣所受的反作用力更大，从而钻头切削产生的大钻屑不容易通过螺旋槽121而进入到排渣通道，直至被钻头11碾碎，进而减小了排渣阻力，钻孔不易堵塞，如此，可在防捂钻杆后连接普通的光滑钻杆，从而保证钻机的钻井深度。当钻头后方出现垮塌或聚集较多钻屑造成排渣困难时，采用后退并旋转防捂钻杆，利用螺旋对堵塞物进行碾压和反向推挤，将堵塞物碾碎并推入孔底，使钻头后退方向形成空间，从而退出钻头和钻杆，疏通钻孔，又可防止捂钻事故出现，进而使得钻孔钻进速度也得到保证。
防捂钻的钻头11与防捂钻杆12可以为一体结构，也可以为分体结构。优选的，钻头11与防捂钻杆12为分体结构，两者采用可拆卸连接，图中实施例具体采用的是螺纹连接，当然也可以使插接。采用可拆卸连接，便于单独更换防捂钻杆或钻头。
从防捂钻杆首端123到防捂钻杆尾端124方向，螺旋槽121的外径c逐渐减小。这样使得防捂钻杆12类似于锥形，可以减小防捂钻杆后退的阻力，更便于其后退疏通钻孔。
如图2、图3所示，从防捂钻杆首端123到防捂钻杆尾端124方向，螺旋槽121的螺旋升角逐渐增大。这样螺旋槽121尾端对钻渣或垮塌的孔壁向下的挤压力和挤压速度均大于螺旋槽121尾端对钻渣或垮塌的孔壁向下的挤压力和挤压速度，从而能够对钻头11后方聚集的钻渣或垮塌的孔壁起更好的推挤，碾压作用。同样的道理，从防捂钻杆首端123到3防捂钻杆尾端124方向，螺旋槽121的槽宽d逐渐变宽，即螺旋槽121尾端宽度大于首端宽度。这样螺旋槽121尾端对钻渣或垮塌的孔壁向下的挤压量大于螺旋槽121尾端对钻渣或垮塌的孔壁向下的挤量，从而也能够对钻头11后方聚集的钻渣或垮塌的孔壁起更好的推挤，碾压作用。
本发明的防捂钻杆以及防捂钻，很好的解决的地质钻孔时出现的捂钻问题，从而可以提高了钻进速度。
Claims (10)
1.防捂钻，包括防捂钻杆(12)和钻头(11)，所述防捂钻杆(12)首端与所述钻头(11)尾端相连接，其特征在于：所述防捂钻杆(12)外表面设有旋入方向与所述钻头(11)钻孔旋转方向相反的螺旋槽(121)。
2.如权利要求1所述的防捂钻，其特征在于：所述钻头(11)与所述防捂钻杆(12)可拆卸连接。
3.如权利要求1所述的防捂钻，其特征在于：所述螺旋槽(121)为三条。
4.如权利要求1、2或3所述的防捂钻，其特征在于：从所述防捂钻杆(12)首端到所述防捂钻杆(12)尾端方向，所述螺旋槽(121)的外径逐渐减小。
5.如权利要求4所述的防捂钻，其特征在于：从所述防捂钻杆(12)首端到所述防捂钻杆(12)尾端方向，所述螺旋槽(121)的槽宽逐渐变宽。
6.如权利要求5所述的防捂钻，其特征在于：从所述防捂钻杆(12)首端到所述防捂钻杆(12)尾端方向，所述螺旋槽(121)的螺旋升角逐渐增大。
7.防捂钻杆，所述防捂钻杆(12)尾端为钻杆连接端，所述防捂钻杆(12)首端为钻头连接端，其特征在于：所述防捂钻杆(12)外表面设有旋入方向与钻头钻孔旋转方向相同的螺旋槽(121)。
8.如权利要求7所述的防捂钻杆，其特征在于：从所述防捂钻杆(12)首端到所述防捂钻杆(12)尾端方向，所述螺旋槽(121)的外径逐渐减小。
9.如权利要求8所述的防捂钻杆，其特征在于：从所述防捂钻杆(12)首端到所述防捂钻杆(12)尾端方向，所述螺旋槽(121)的槽宽逐渐变宽。
10.如权利要求9所述的防捂钻杆，其特征在于：从所述防捂钻杆(12)首端到防捂钻杆(12)尾端方向，所述螺旋槽(121)的螺旋升角逐渐增大。
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| CN115306379A (zh) * | 2022-07-08 | 2022-11-08 | 哈尔滨工业大学 | 一种用于月壤水冰采样的阶梯型钻具 |
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