CN110593763B - 一种扩孔用闭气循环贯通式泥浆护壁集束式潜孔锤及方法 - Google Patents
一种扩孔用闭气循环贯通式泥浆护壁集束式潜孔锤及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种扩孔用闭气循环贯通式泥浆护壁集束式潜孔锤及方法,包括外管、中间管、内管依次套设构成的同轴三通道结构,内管为第一排渣通道,内管与中间管之间为第一排气通道,中间管与外管之间为第一进气通道,外管与配气室连接,配气室与固定盘之间设多个贯通式潜孔锤,压缩空气通过第一进气通道进入配气室驱动该潜孔锤工作,废气通过导气管进入第一排气通道,泥浆从孔口环空注入携带孔底岩屑沿着贯通式潜孔锤中心通道、导渣弯管、第一排渣通道上返至地表,过程中压缩空气闭式循环只用于驱动该潜孔锤工作,不受孔内涌水、深孔的限制,同时实现泥浆反循环排渣,有利于孔壁稳定、冷却钻头、保护环境,地层适应性强。
Description
技术领域
本发明属于钻探设备技术领域,具体涉及一种扩孔用闭气循环贯通式泥浆护壁集束式潜孔锤及方法。
背景技术
随着油气资源勘探与开发、大型建筑桥梁桩基钻探施工、地热钻井、矿山救援井等领域的不断发展,钻井工程正逐渐向中大口径过度,采用常规钻井方法钻遇较硬岩层时,钻进效率与钻具寿命显著降低,施工成本与钻井周期明显升高,已成为国内学者专家公认的技术难题。
气动潜孔锤作为目前高效碎岩的主要工具之一,在钻探技术领域得到了良好的发展与广泛的推广,而集束式气动潜孔锤作为其中的一种类型在中、大口径钻井施工中起到至关重要的作用。由于我国地质条件复杂且含水地层相对较多,而且目前大多数钻孔施工采用空气潜孔锤正循环钻井工艺,当井深增加、涌水严重时,孔内背压升高,导致压缩空气的风压增高而使其被压缩,从而影响气动潜孔锤的正常工作,需要通过多台空压机并联并配合增压机来提高压缩空气的风量与风压,致使设备群庞大、投资高、污染环境。尤其当钻遇孔壁稳定性较差地层的时候,无法对孔壁采取有效的保护措施,一定程度上限制了空气集束潜孔锤钻井工艺技术的应用与推广。而针对目前的扩孔反循环集束式潜孔锤,采用常规单体潜孔锤捆扎并配合中心通道实现空气反循环钻进,确实在一定程度上解决了大口径钻孔排渣困难的问题,但是无法解决深孔施工、孔内涌水、孔壁失稳带来的一系列问题,仍然具有其局限性。
发明内容
针对现有技术中的缺陷和不足,本发明提供了一种扩孔用闭气循环贯通式泥浆护壁集束式潜孔锤及方法,克服现有技术无法解决深孔施工、孔内涌水、孔壁失稳带来的一系列问题的缺陷。
为达到上述目的,本发明采取如下的技术方案:
一种扩孔用闭气循环贯通式泥浆护壁集束式潜孔锤,包括从内到外依次套设的内管、中间管和外管;且内管、中间管和外管的下端连接同轴的导向接头;
还包括沿外管周向布设的多个导渣弯管,导渣弯管一端穿过外管和中间管并与内管密封连通,另一端连接有与外管平行的导渣接头;所述导渣接头由外到内依次为导渣外管和导渣内管,导渣外管与中间管之间通过导气管密封连通;
紧贴所述外管一周设有与外管密封连通的配气室,配气室下方开设与多个导渣接头对应且同轴的配气室开口;所述导渣接头贯穿配气室并伸出配气室开口;
所述配气室开口和导渣接头下端连接有下接头;所述下接头包括从外到内依次同轴套设的下接头外管、下接头中间管和下接头内管,下接头外管连通配气室开口,下接头中间管连通导渣外管,下接头内管连通导渣内管;下接头下方连通有贯通式潜孔锤。
本发明还包括如下技术特征:
具体的,所述内管为第一返渣通道,中间管和内管之间的通道为第一排气通道,外管与中间管之间的通道为第一进气通道;
所述下接头内管为第二返渣通道,下接头中间管和下接头内管之间的通道为第二排气通道,下接头外管与下接头中间管之间的通道为第二进气通道;
所述导渣内管和导渣弯管密封连通且为第三返渣通道,导渣外管与导渣内管之间的通道为第三排气通道;
所述第一返渣通道、第二返渣通道和第三返渣通道连通;
所述第一排气通道、第二排气通道和第三排气通道连通,且第一排气通道和第三排气通道之间通过导气管连通;
所述第一进气通道和第二进气通道通过配气室连通。
具体的,所述配气室包括由上盖板、下盖板和连接上盖板和下盖板的侧面板围成的密封腔体,上盖板和下盖板均与外管垂直;在上盖板和下盖板的中心均设有一个中心孔,用以使外管贯通并穿过该配气室;
在上盖板设有多个上盖板通孔,在下盖板设有与多个上盖板通孔一一对应的所述配气室开口;上盖板通孔和配气室开口均与导渣接头一一对应,导渣接头穿过上盖板通孔和配气室开口后与下接头内管和下接头中间管连接;配气室开口与下接头外管密封连通。
具体的,所述导向接头和各贯通式潜孔锤相互平行,且通过固定盘定位;所述固定盘与导向接头垂直,在固定盘中心设有供所述导向接头通过的下中心孔,在固定盘上还设有多个供贯通式潜孔锤通过的固定盘通孔。
具体的,所述内管上设有连通导渣弯管的多个第一斜孔;中间管上设有供导渣弯管通过的多个第二斜孔,中间管上还设有连通导气管的多个位于第二斜孔下方的第一圆孔;外管上设有供导渣弯管通过的多个第三斜孔,外管上还设有供导气管通过的多个位于第三斜孔下方的第二圆孔,外管上还设有用以连通配气室的多个位于第二圆孔下方的进气孔;
所述第一斜孔、第二斜孔和第三斜孔的轴线在一条直线上,所述第一圆孔和第二圆孔的轴线在一条直线上。
具体的,所述导渣弯管有三个,且三个导渣弯管沿外管周向均布。对应的,导渣接头有三个,与导渣弯管一一对应;相应的与导渣接头对应的下接头和与下接头连接的贯通式潜孔锤均有三个;相应的,第一斜孔、第二斜孔、第三斜孔、第一圆孔、第二圆孔、配气室上盖板通孔、配气室开口和固定盘通孔均为三个。
导渣弯管与外管、中间管和内管接触处焊接,导气管与外管、中间管和导渣外管接触处焊接。
具体的,所述贯通式潜孔锤下端设有贯通式潜孔锤钻头;
所述导渣内管上端螺纹连接于导渣外管内,所述导渣内管外壁设有多个扶正块;
所述下接头内管外壁上设有多个扶正块。
具体的,所述配气室圆周和固定盘圆周均布设多个外轮廓相同且对应的半圆缺口。
具体的,所述下接头外管和下接头中间管之间设有固定套。
本发明还提供一种扩孔用闭气循环贯通式泥浆护壁集束式潜孔锤的施工方法,包括以下步骤:
a.施工准备步骤,需要准备驱动贯通式潜孔锤工作所需气量的空压机,用于驱动泥浆循环的泥浆泵及配套的孔口密封装置,还需要事先挖好泥浆池及提前规划地面管线排布;
b.钻具安装步骤,连接外管、中间管、内管使其形成同轴三通道结构,包括内管为第一返渣通道,中间管与内管中间形成第一排气通道,外管与中间管之间形成第一进气通道,配气室与外管连接并通过进气孔与第一进气通道连通,配气室下端通过螺纹公扣连接多个下接头,下接头与贯通式潜孔锤连接,配气室上端与导渣接头、导渣弯管连接,导渣弯管穿过外管、中间管与内管连接,导气管一端与导渣外管连接,另一端穿过外管与中间管连接,使第一返渣通道、第二返渣通道和第三返渣通道连通,第一进气通道和第二进气通道连通,第一排气通道、第二排气通道和第三排气通道连通,使系统形成三个相互独立且封闭的流体循环通道;
c.驱动潜孔锤工作步骤,钻井中由空压机输出的压缩气体通过第一进气通道进入配气室,配气室将压缩气体通过第二进气通道分配各贯通式潜孔锤驱动该潜孔锤工作,驱动潜孔锤工作后的废气由潜孔锤内部的通道上返通过第二排气通道、第三排气通道进入导气管,导气管将气体导入第一排气通道,废弃排放至大气中;
d.泥浆反循环排渣步骤,孔口需要下入孔口管并注水泥浆侯凝,孔口采用动密封封堵,泥浆泵将配好的泥浆泵入钻孔与钻具之间的环空间隙,维护孔壁稳定,泥浆进入孔底冷却钻头并携带岩屑上返,沿着贯通式潜孔锤的中心通道、第二返渣通道、第三返渣通道进入导渣弯管,最终沿着第一排渣通道上返至地表,排入地面泥浆池;
e.扩孔钻进的过程中,压缩空气驱动集束潜孔锤工作与泥浆反循环排渣同时进行且两者独立循环互不干扰,由于压缩空气闭气循环且只用于驱动贯通式潜孔锤工作,不与孔内连通,使压缩空气不受孔深及孔底涌水的限制,潜孔锤工作不受影响。
本发明与现有技术相比,有益的技术效果是:
本发明与现有的集束式潜孔锤相比,本发明的注气量完全用于驱动各个潜孔锤工作,极大的减少了所注压缩空气量,降低了对空压机、增压机的要求,而且由于压缩空气闭式循环,孔内背压对压缩空气无法进行压缩,所以由涌水、孔深增加导致的钻孔背压升高对本发明的工作不产生影响。本发明采用泥浆反循环工艺方法,与空气反循环工艺方法相比,泥浆护壁能更好的提升孔壁稳定性,更好的冷却钻头,更有利于携带岩屑上返,而且过程无粉尘产生,不污染环境。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明的内管结构示意图;
图3为本发明的中间管结构示意图;
图4为本发明的外管结构示意图;
图5为本发明的导渣接头结构示意图;
图6为本发明的下接头结构示意图;
图7为本发明的下接头A-A剖视图;
图8为本发明的配气室结构示意图;
图9为本发明的配气室B-B剖视图;
图10为本发明的固定盘示意图;
图11为本发明的压缩空气与泥浆循环示意图;
图12为本发明实的整体反循环排渣示意图。
图中各标号表示为:1-内管,2-中间管,3-外管,4-导向接头,5-导渣弯管,6-导渣接头,7-导气管,8-配气室,9-下接头,10-贯通式潜孔锤,11-固定盘,12-贯通式潜孔锤钻头;
(1-1)-第一斜孔,(2-1)-第二斜孔,(2-2)-第一圆孔;
(3-1)-第三斜孔,(3-2)-第二圆孔,(3-3)-进气孔;
(6-1)-导渣外管,(6-2)-导渣内管;
(8-1)-上盖板,(8-2)-下盖板,(8-3)-侧面板,(8-4)-中心孔,(8-5)-上盖板通孔,(8-6)-配气室开口;
(9-1)-下接头外管,(9-2)-下接头中间管,(9-3)-下接头内管,(9-4)-固定套;
(11-1)-下中心孔,(11-2)-固定盘通孔;
101-第一返渣通道,102-第二返渣通道,103-第三返渣通道;
201-第一排气通道,202-第二排气通道,203-第三排气通道;
301-第一进气通道,302-第二进气通道。
具体实施方式
以下给出本发明的具体实施例,需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例,凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
实施例1:
如图1至图12所示,本实施例提供一种扩孔用闭气循环贯通式泥浆护壁集束式潜孔锤,包括从内到外依次套设的内管1、中间管2和外管3;且内管1、中间管2和外管3的下端连接同轴的导向接头4;还包括沿外管3周向布设的多个导渣弯管5,导渣弯管5一端穿过外管3和中间管2并与内管1密封连通,另一端连接有与外管3平行的导渣接头6;导渣接头6由外到内依次为导渣外管6-1和导渣内管6-2,导渣外管6-1与中间管2之间通过导气管7密封连通;紧贴外管3一周设有与外管3密封连通的配气室8,配气室8下方开设与多个导渣接头6对应且同轴的配气室开口8-6;导渣接头6贯穿配气室8并伸出配气室开口8-6;配气室开口8-6和导渣接头6下端连接有下接头9;下接头9包括从外到内依次同轴套设的下接头外管9-1、下接头中间管9-2和下接头内管9-3,下接头外管9-1连通配气室开口8-6,下接头中间管9-2连通导渣外管6-1,下接头内管9-3连通导渣内管6-2;下接头9下方连通有贯通式潜孔锤10,本实施例中的贯通式潜孔锤10以及贯通式潜孔锤钻头12均为常规结构。本发明的扩孔用闭气循环贯通式泥浆护壁集束式潜孔锤中,贯通式潜孔锤为常规的中心有通道且用于上返岩屑的贯通式潜孔锤,本发明的泥浆护壁指从孔壁与钻具环空注入水泥浆,能够保证孔壁稳定,减少坍塌。本发明的闭气循环指潜孔锤在工作的时候没有排气通道,气体循环都是封闭的,不受外界环境的干扰。
内管1为第一返渣通道101,中间管2和内管1之间的通道为第一排气通道201,外管3与中间管2之间的通道为第一进气通道301;下接头内管9-3为第二返渣通道102,下接头中间管9-2和下接头内管9-3之间的通道为第二排气通道202,下接头外管9-1与下接头中间管9-2之间的通道为第二进气通道302;导渣内管6-2和导渣弯管5密封连通且为第三返渣通道103,导渣外管6-1与导渣内管6-2之间的通道为第三排气通道203;第一返渣通道101、第二返渣通道102和第三返渣通道103连通;第一排气通道201、第二排气通道202和第三排气通道203连通,且第一排气通道201和第三排气通道203之间通过导气管7连通;第一进气通道301和第二进气通道302通过配气室8连通。
如图8和图9所示,配气室8包括由上盖板8-1、下盖板8-2和连接上盖板8-1和下盖板8-2的侧面板8-3围成的密封腔体,上盖板8-1和下盖板8-2均与外管3垂直;在上盖板8-1和下盖板8-2的中心均设有一个中心孔8-4,用以使外管3贯通并穿过该配气室8;在上盖板8-1设有多个上盖板通孔8-5,在下盖板8-2设有与多个上盖板通孔8-5一一对应的配气室开口8-6;上盖板通孔8-5和配气室开口8-6均与导渣接头6一一对应,导渣接头6穿过上盖板通孔8-5和配气室开口8-6后与下接头内管9-3和下接头中间管9-2连接;配气室开口8-6与下接头外管9-1密封连通。
导向接头4和各贯通式潜孔锤10相互平行,且通过固定盘11定位;固定盘11与导向接头4垂直,在固定盘11中心设有供导向接头4通过的下中心孔11-1,在固定盘11上还设有多个供贯通式潜孔锤10通过的固定盘通孔11-2。
如图1至图4所示,内管1上设有连通导渣弯管5的多个第一斜孔1-1;中间管2上设有供导渣弯管5通过的多个第二斜孔2-1,中间管2上还设有连通导气管7的多个位于第二斜孔2-1下方的第一圆孔2-2;外管3上设有供导渣弯管5通过的多个第三斜孔3-1,外管3上还设有供导气管7通过的多个位于第三斜孔3-1下方的第二圆孔3-2,外管3上还设有用以连通配气室8的多个位于第二圆孔3-2下方的进气孔3-3;第一斜孔1-1、第二斜孔2-1和第三斜孔3-1的轴线在一条直线上,第一圆孔2-2和第二圆孔3-2的轴线在一条直线上。
在本实施例中,导渣弯管5有三个,且三个导渣弯管5沿外管3周向均布。对应的,导渣接头6有三个,与导渣弯管5一一对应;相应的与导渣接头6对应的下接头9和与下接头9连接的贯通式潜孔锤10均有三个;相应的,第一斜孔1-1、第二斜孔2-1、第三斜孔3-1、第一圆孔2-2、第二圆孔3-2、配气室8上盖板通孔8-5、配气室开口8-6和固定盘11通孔均为三个。导渣弯管5与外管3、中间管2和内管1接触处焊接,导气管7与外管3、中间管2和导渣外管6-1接触处焊接。
贯通式潜孔锤10下端设有贯通式潜孔锤钻头12;导渣内管6-2上端螺纹连接于导渣外管6-1内,导渣内管6-2外壁设有多个扶正块;下接头内管9-3外壁上设有多个扶正块。
配气室8圆周和固定盘11圆周均布设多个外轮廓相同且对应的半圆缺口。
下接头外管9-1和下接头中间管9-2之间设有固定套9-4。
实施例2:
本实施例还提供了一种扩孔用闭气循环贯通式泥浆护壁集束式潜孔锤的施工方法,包括以下步骤:
a.施工准备步骤,需要准备驱动贯通式潜孔锤工作所需气量的空压机,用于驱动泥浆循环的泥浆泵及配套的孔口密封装置,还需要事先挖好泥浆池及提前规划地面管线排布;
b.钻具安装步骤,连接外管、中间管、内管使其形成同轴三通道结构,包括内管为第一返渣通道,中间管与内管中间形成第一排气通道,外管与中间管之间形成第一进气通道,配气室与外管连接并通过进气孔与第一进气通道连通,配气室下端通过螺纹公扣连接多个下接头,下接头与贯通式潜孔锤连接,配气室上端与导渣接头、导渣弯管连接,导渣弯管穿过外管、中间管与内管连接,导气管一端与导渣外管连接,另一端穿过外管与中间管连接,使第一返渣通道、第二返渣通道和第三返渣通道连通,第一进气通道和第二进气通道连通,第一排气通道、第二排气通道和第三排气通道连通,使系统形成三个相互独立且封闭的流体循环通道;
c.驱动潜孔锤工作步骤,钻井中由空压机输出的压缩气体通过第一进气通道进入配气室,配气室将压缩气体通过第二进气通道分配各贯通式潜孔锤驱动该潜孔锤工作,驱动潜孔锤工作后的废气由潜孔锤内部的通道上返通过第二排气通道、第三排气通道进入导气管,导气管将气体导入第一排气通道,废弃排放至大气中;
d.泥浆反循环排渣步骤,孔口需要下入孔口管并注水泥浆侯凝,孔口采用动密封封堵,泥浆泵将配好的泥浆泵入钻孔与钻具之间的环空间隙,维护孔壁稳定,泥浆进入孔底冷却钻头并携带岩屑上返,沿着贯通式潜孔锤的中心通道、第二返渣通道、第三返渣通道进入导渣弯管,最终沿着第一排渣通道上返至地表,排入地面泥浆池;
e.扩孔钻进的过程中,压缩空气驱动集束潜孔锤工作与泥浆反循环排渣同时进行且两者独立循环互不干扰,由于压缩空气闭气循环且只用于驱动贯通式潜孔锤工作,不与孔内连通,使压缩空气不受孔深及孔底涌水的限制,潜孔锤工作不受影响。
Claims (7)
1.一种扩孔用闭气循环贯通式泥浆护壁集束式潜孔锤,其特征在于,包括从内到外依次套设的内管(1)、中间管(2)和外管(3);且内管(1)、中间管(2)和外管(3)的下端连接同轴的导向接头(4);
还包括沿外管(3)周向布设的多个导渣弯管(5),导渣弯管(5)一端穿过外管(3)和中间管(2)并与内管(1)密封连通,另一端连接有与外管(3)平行的导渣接头(6);所述导渣接头(6)由外到内依次为导渣外管(6-1)和导渣内管(6-2),导渣外管(6-1)与中间管(2)之间通过导气管(7)密封连通;
紧贴所述外管(3)一周设有与外管(3)密封连通的配气室(8),配气室(8)下方开设与多个导渣接头(6)对应且同轴的配气室开口(8-6);所述导渣接头(6)贯穿配气室(8)并伸出配气室开口(8-6);
所述配气室开口(8-6)和导渣接头(6)下端连接有下接头(9);所述下接头(9)包括从外到内依次同轴套设的下接头外管(9-1)、下接头中间管(9-2)和下接头内管(9-3),下接头外管(9-1)连通配气室开口(8-6),下接头中间管(9-2)连通导渣外管(6-1),下接头内管(9-3)连通导渣内管(6-2);下接头(9)下方连通有贯通式潜孔锤(10);
所述内管(1)为第一返渣通道(101),中间管(2)和内管(1)之间的通道为第一排气通道(201),外管(3)与中间管(2)之间的通道为第一进气通道(301);
所述下接头内管(9-3)为第二返渣通道(102),下接头中间管(9-2)和下接头内管(9-3)之间的通道为第二排气通道(202),下接头外管(9-1)与下接头中间管(9-2)之间的通道为第二进气通道(302);
所述导渣内管(6-2)和导渣弯管(5)密封连通且为第三返渣通道(103),导渣外管(6-1)与导渣内管(6-2)之间的通道为第三排气通道(203);
所述第一返渣通道(101)、第二返渣通道(102)和第三返渣通道(103)连通;
所述第一排气通道(201)、第二排气通道(202)和第三排气通道(203)连通,且第一排气通道(201)和第三排气通道(203)之间通过导气管(7)连通;
所述第一进气通道(301)和第二进气通道(302)通过配气室(8)连通;
所述配气室(8)包括由上盖板(8-1)、下盖板(8-2)和连接上盖板(8-1)和下盖板(8-2)的侧面板(8-3)围成的密封腔体,上盖板(8-1)和下盖板(8-2)均与外管(3)垂直;在上盖板(8-1)和下盖板(8-2)的中心均设有一个中心孔(8-4),用以使外管(3)贯通并穿过该配气室(8);
在上盖板(8-1)设有多个上盖板通孔(8-5),在下盖板(8-2)设有与多个上盖板通孔(8-5)一一对应的所述配气室开口(8-6);上盖板通孔(8-5)和配气室开口(8-6)均与导渣接头(6)一一对应,导渣接头(6)穿过上盖板通孔(8-5)和配气室开口(8-6)后与下接头内管(9-3)和下接头中间管(9-2)连接;配气室开口(8-6)与下接头外管(9-1)密封连通;
所述导向接头(4)和各贯通式潜孔锤(10)相互平行,且通过固定盘(11)定位;所述固定盘(11)与导向接头(4)垂直,在固定盘(11)中心设有供所述导向接头(4)通过的下中心孔(11-1),在固定盘(11)上还设有多个供贯通式潜孔锤(10)通过的固定盘通孔(11-2)。
2.如权利要求1所述的扩孔用闭气循环贯通式泥浆护壁集束式潜孔锤,其特征在于,所述内管(1)上设有连通导渣弯管(5)的多个第一斜孔(1-1);中间管(2)上设有供导渣弯管(5)通过的多个第二斜孔(2-1),中间管(2)上还设有连通导气管(7)的多个位于第二斜孔(2-1)下方的第一圆孔(2-2);外管(3)上设有供导渣弯管(5)通过的多个第三斜孔(3-1),外管(3)上还设有供导气管(7)通过的多个位于第三斜孔(3-1)下方的第二圆孔(3-2),外管(3)上还设有用以连通配气室(8)的多个位于第二圆孔(3-2)下方的进气孔(3-3);
所述第一斜孔(1-1)、第二斜孔(2-1)和第三斜孔(3-1)的轴线在一条直线上,所述第一圆孔(2-2)和第二圆孔(3-2)的轴线在一条直线上。
3.如权利要求1所述的扩孔用闭气循环贯通式泥浆护壁集束式潜孔锤,其特征在于,所述导渣弯管(5)有三个,且三个导渣弯管(5)沿外管(3)周向均布。
4.如权利要求1所述的扩孔用闭气循环贯通式泥浆护壁集束式潜孔锤,其特征在于,所述贯通式潜孔锤(10)下端设有贯通式潜孔锤钻头(12);
所述导渣内管(6-2)上端螺纹连接于导渣外管(6-1)内,所述导渣内管(6-2)外壁设有多个扶正块;
所述下接头内管(9-3)外壁上设有多个扶正块。
5.如权利要求1所述的扩孔用闭气循环贯通式泥浆护壁集束式潜孔锤,其特征在于,所述配气室(8)圆周和固定盘(11)圆周均布设多个外轮廓相同且对应的半圆缺口。
6.如权利要求1所述的扩孔用闭气循环贯通式泥浆护壁集束式潜孔锤,其特征在于,所述下接头外管(9-1)和下接头中间管(9-2)之间设有固定套(9-4)。
7.权利要求1至6任一权利要求所述的扩孔用闭气循环贯通式泥浆护壁集束式潜孔锤的施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
a.施工准备步骤,需要准备驱动贯通式潜孔锤工作所需气量的空压机,用于驱动泥浆循环的泥浆泵及配套的孔口密封装置,还需要事先挖好泥浆池及提前规划地面管线排布;
b.钻具安装步骤,连接外管、中间管、内管使其形成同轴三通道结构,内管为第一返渣通道,中间管与内管中间形成第一排气通道,外管与中间管之间形成第一进气通道,配气室与外管连接并通过进气孔与第一进气通道连通,配气室下端通过螺纹公扣连接多个下接头,下接头与贯通式潜孔锤连接,配气室上端与导渣接头、导渣弯管连接,导渣弯管穿过外管、中间管与内管连接,导气管一端与导渣外管连接,另一端穿过外管与中间管连接,使第一返渣通道、第二返渣通道和第三返渣通道连通,第一进气通道和第二进气通道连通,第一排气通道、第二排气通道和第三排气通道连通,使系统形成三个相互独立且封闭的流体循环通道;
c.驱动潜孔锤工作步骤,钻井中由空压机输出的压缩气体通过第一进气通道进入配气室,配气室将压缩气体通过第二进气通道分配各贯通式潜孔锤驱动该潜孔锤工作,驱动潜孔锤工作后的废气由潜孔锤内部的通道上返通过第二排气通道、第三排气通道进入导气管,导气管将气体导入第一排气通道,废气排放至大气中;
d.泥浆反循环排渣步骤,孔口需要下入孔口管并注水泥浆侯凝,孔口采用动密封封堵,泥浆泵将配好的泥浆泵入钻孔与钻具之间的环空间隙,维护孔壁稳定,泥浆进入孔底冷却钻头并携带岩屑上返,沿着贯通式潜孔锤的中心通道、第二返渣通道、第三返渣通道进入导渣弯管,最终沿着第一排渣通道上返至地表,排入地面泥浆池;
e.扩孔钻进的过程中,压缩空气驱动集束潜孔锤工作与泥浆反循环排渣同时进行且两者独立循环互不干扰,由于压缩空气闭气循环且只用于驱动贯通式潜孔锤工作,不与孔内连通,使压缩空气不受孔深及孔底涌水的限制,潜孔锤工作不受影响。
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