CN111727297A - 用于安装套管的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于在井孔中安装套管的装置和方法。该装置(100)包括：套管(1)；适配在套管(1)内的钻孔管(2)，该钻孔管(2)包括压缩空气流动通道(3)；以及冲洗介质流动通道(4)。冲洗介质流动通道(4)布置成将冲洗介质引导到井孔底部(B)。该装置(100)还包括冲击锤(5)，其包括适配在冲击锤缸体(9)内的压缩空气操纵的冲击活塞(6)，以及用于为套管(1)钻出孔的钻孔设施(8)。冲洗介质流动通道(4)适于绕过冲击活塞(6)，或者该冲洗介质流动通道适于穿过冲击活塞(6)，在该装置中钻孔设施(8)还包括传递转动运动的花键(28)，该花键适于引导冲击活塞(6)使用的压缩空气穿过所述花键。

Description

用于安装套管的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于安装套管的装置。

本发明还涉及一种用于安装套管的方法。

背景技术

将套管或杆安装到硬质地层(例如当将套管部分地打入岩石中时)的有效方法是冲击钻探。在这种情况下，套管在其内部具有钻孔管，在钻孔管的端部处具有冲击锤，比如潜孔锤或DTH锤。钻孔管具有中心开口，通过该中心开口向其供应DTH锤所需的压缩空气。在钻孔管顶端处的转动机构使钻孔管、DTH锤、引导冠(pilot crown)和连接到引导冠的钻孔器同时转动。

孔的钻探是通过锤产生的冲击功能和钻孔管的转动进行的。钻孔器的目的是将由引导冠形成的孔扩大成大得使套管能够装入钻好的孔中。套管还可以具有所谓的套管靴(casing shoe)，通过套管靴引导冠将套管与其一起拉入钻好的孔中。释放出的材料的移除是由DTH锤的排气实现的。这里，借助引导冠中的孔将DTH锤的排气引导到正在被钻探的孔的底部，在那里尽可能将携带有释放出的材料的空气流引导到套管内部，并进一步将其从套管引导到地面。

这里的问题是通常部分空气流会不可避免地逃逸到地面。空气过多的漏出可显著降低地面周围的支承强度，从而对周围的结构(比如建筑的地基)造成危险。

通过引导冠的设计可以部分地控制空气逃逸到地面。特别是其中吹到孔底部的冲洗空气在其从冠部排出之前平行于孔的底部转向的冠部减少空气逃逸到地层中。

另外，更有效的方式是使用单独的冲洗回路，其中不通过排气来对钻孔进行冲洗，而是使用水或另外类似的冲洗介质。这样能够使用所谓的RC钻井系统(反循环，ReverseCirculation)。最初开发RC钻井系统是为了研究其中从孔的底部沿着两层钻管的中心开口向上冲洗钻削产生的松散材料的钻井，从而将松散材料存储起来用于以后的分析。

RC系统是由RC钻孔管和RC锤构成的。RC钻孔管一般具有外管和内管，其中内管的内部开口和外管与内管之间的空间形成了两个单独的流动通道。实际的RC锤的操作与通常DTH锤的操作相同。RC锤具有穿过锤的管，锤的排气携带着释放出的材料沿着该管从锤流过。锤的冲击活塞具有相对大的用于所述管的中心开口以便于所述管和空气流动通道(对于DTH锤的操作必需的)能够穿过冲击活塞配合。

当需要防止空气逃逸到地面时，RC钻井系统可以适用于地层钻孔。

在这种情况下，使用RC钻孔管向RC锤供应RC锤所需的操作压缩空气，以及冲洗介质，比如水。冲洗介质一般是通过内管的内部开口供应的，压缩空气通过这些管之间的空间供应。RC锤的排气通过钻头冠部供应到套管内，其从套管离开到达地面。通过穿过RC锤的管供应的冲洗介质还穿过钻头冠部到达孔的底部，在孔的底部其对释放出的材料进行冲洗。此后，将冲洗介质和释放出的材料沿着套管与孔之间的间隙输送到地面。

使用RC钻井系统的方法最适合于对根本不允许空气逃逸到地层的位置进行钻削。然而，问题是穿过RC锤的管需要具有相对大的中心开口的冲击锤。这样显著减小了活塞的质量和冲击活塞往复移动的气动工作表面。换言之，RC锤产生的钻削功率显著低于传统DTH锤的钻削功率。

发明内容

本发明的装置和方法的特征在于独立权利要求中披露的内容。本发明的其他实施方式的特征在于其余的权利要求中披露的内容。

在本申请的说明书和附图中也披露了具有创造性的实施方式。本申请的具有创造性的内容还可以限定成不同于下面呈现的权利要求。该创造性内容还可以由多个单独的发明构成，尤其是在根据所披露的或暗含的子任务或者从获得的优点或优点组的角度对本发明进行审视的情况下。在这种情况下，下面权利要求中的一些限定可以与单独的发明点不相关。本发明的不同实施方式的特征可以适用于在基本发明理念范围内的其他实施方式。

根据一种理念，用于在井孔中安装套管的装置包括：套管和适于在套管内的钻孔管，钻孔管包括压缩空气流动通道和冲洗介质流动通道，冲洗介质流动通道布置成将冲洗介质引导到井孔的底部；以及包括压缩空气操作的冲击活塞的冲击锤，所述冲击活塞适于在冲击锤的缸体内；以及为套管钻出孔的钻孔设施。冲洗介质流动通道适于绕过冲击活塞。

根据一个实施方式的用于在井孔中安装套管的装置包括：套管和适于在套管内的钻孔管，钻孔管包括用于压缩空气的流动通道。该装置还包括：用于冲洗介质的流动通道，其适于在套管内并布置成将冲洗介质引导到井孔的底部；以及包括压缩空气操作的冲击活塞的冲击锤，该冲击活塞适于在冲击锤的缸体内；以及为套管钻出孔的钻孔设施。冲洗介质流动通道适于绕过冲击活塞；或者在该装置中，该钻孔设施还包括花键，其传递转动运动并适于引导冲击活塞使用的压缩空气穿过所述花键，并且在该装置中，冲洗介质流动通道适于穿过冲击活塞。

根据一个实施方式的用于在井孔中安装套管的装置包括：套管和适于在套管内的钻孔管，钻孔管包括用于压缩空气的流动通道和用于冲洗介质的流动通道，所述用于冲洗介质的流动通道适于在套管内并布置成将冲洗介质引导到井孔的底部；以及包括压缩空气操作的冲击活塞的冲击锤，该冲击活塞适于在冲击锤的缸体中；以及为套管钻出孔的钻孔设施。冲洗介质流动通道适于绕过冲击活塞；或者在该装置中，钻孔设施还包括花键，该花键传递转动运动并适于引导冲击活塞使用的压缩空气穿过所述花键，并且在该装置中，冲洗介质流动通道适于穿过冲击活塞。

根据第二理念，安装套管的方法使用包括套管和钻孔管以及冲击锤和钻孔设施的装置，在该方法中使钻孔管在套管内转动，通过压缩空气使用冲击锤，通过从钻孔管被引导越过冲击锤的冲击活塞到达钻孔设施并进一步到达井孔底部的冲洗介质，对井孔底部进行冲洗。

根据一种理念，用于安装套管的方法使用包括套管和钻孔管以及冲击锤和钻孔设施的装置，在该方法中，使钻孔管在套管内转动，通过压缩空气使用冲击锤，通过被引导越过冲击锤的冲击活塞到达钻孔设施并进一步到达井孔底部的冲洗介质，对井孔底部进行冲洗；或者通过被引导穿过冲击活塞到达钻孔设施并进一步到达井孔底部的冲洗介质，对井孔底部进行冲洗，并且在该装置中，所述钻孔设施还包括传递转动运动的花键，借此将冲击活塞使用的压缩空气引导穿过所述花键。

在下文中，以任意顺序呈现本发明的一些实施方式。

根据一个实施方式，在冲击锤的缸体外侧适配有壳体，该壳体与所述缸体壁一起形成冲洗介质流动通道的一部分，该部分绕过冲击活塞。

根据一个实施方式，冲洗介质流动通道的绕过冲击活塞的该部分围绕冲击锤的缸体呈圆形延伸。

根据一个实施方式，适配在缸体外侧上的该壳体形成冲击锤的外表面的一部分。

根据一个实施方式，在冲击锤的缸体的外侧上适配有一个或多个管，所述管形成了冲洗介质流动通道的绕过冲击活塞的一部分。

根据一个实施方式，冲洗介质流动通道的绕过冲击活塞的该部分通过其顶端连接到钻孔管的适配器，该适配器具有适配器流动通道，该适配器流动通道配置成使冲洗介质流动通道进一步远离该装置的纵向中心轴线。

根据一个实施方式，该装置还包括至少一个箍圈，该箍圈连接到套管或者连接到固定至套管的套管靴，其中冲洗介质流动通道的绕过冲击活塞的部分通过其底端连接到至少一个箍圈。

根据一个实施方式，该装置中的至少一个箍圈还包括至少一个锁定构件，所述锁定构件用于将所述至少一个箍圈锁定到套管或套管靴。

根据一个实施方式，所述至少一个锁定构件适于通过增压冲洗介质将所述至少一个箍圈锁定到套管或套管靴。

根据一个实施方式，所述至少一个锁定构件包括适于将所述至少一个箍圈锁定到套管或套管靴的压力管线。

根据一个实施方式，冲击锤包括底部构件，该底部构件具有至少一个底部构件冲洗介质流动通道，所述底部构件冲洗介质流动通道适于与冲洗介质流动通道的绕过冲击活塞的那部分流动连接，其中钻孔设施包括至少一个钻孔设施冲洗介质流动通道，所述钻孔设施冲洗介质流动通道适于流动连接到底部构件冲洗介质流动通道并将冲洗介质引导到井孔底部。

根据一个实施方式，底部构件的流动通道包括圆形流动凹槽，该圆形流动凹槽适配在底部构件的内表面上并且在所述内表面的平面内环绕，所述内表面的平面至少基本垂直于该装置的纵向中心轴线。

根据一个实施方式，圆形流动凹槽的宽度(即该装置在纵向中心轴线的方向上的尺寸)设置成足够宽以便冲洗介质流动通道在钻孔工作的整个周期内保持打开而与钻孔设施的运动无关。

根据一个实施方式，在圆形流动凹槽的两侧上均适配有密封件。

根据一个实施方式，钻孔设施包括至少一个钻孔设施冲洗介质流动通道，其适于将冲洗介质从冲洗介质流动通道引导到井孔的底部，并且在该装置中，冲洗介质流动通道适于穿过冲洗活塞。

根据一个实施方式，通过排气通道移除冲击活塞使用的压缩空气，该排气通道包括在钻孔设施中的中心开口，该中心开口与冲击锤的缸体流动连接，并且该排气通道包括至少一个空气通道，所述空气通道在径向上穿过冲击锤的底部构件，该空气通道与冲击锤和套管之间的空间流动连接。

根据一个实施方式，钻孔设施还包括花键，该花键传递转动运动并适于引导冲击活塞使用的压缩空气穿过所述花键。

根据一个实施方式，冲击活塞使用的压缩空气由排气通道移除，该排气通道包括被引导越过钻孔设施的至少一个侧部排气通道，该侧部排气通道与冲击锤的缸体流动连接，并且该排气通道包括与所述至少一个侧部排气通道流动连接的空气流动通道以及在径向上穿过冲击锤的底部构件的至少一个空气通道，该空气通道与冲击锤和套管之间的空间流动连接。

根据一个实施方式，所述侧部排气通道形成在所述花键之间。

根据一个实施方式，适配在底部构件内表面上并面对钻孔设施的的圆形流动凹槽在所述内表面的一部分的平面内环绕，所述内表面的一部分的平面至少基本垂直于该装置的纵向中心轴线。

根据一个实施方式，该冲击锤是DTH锤。

附图说明

在附图中更详细地描述本发明，其中:

图1是用于安装套管的装置的示意性侧剖视图，

图2a是第二种用于安装套管的装置的示意性侧剖视图，

图2b示出了图2a的装置的截面A-A，

图3a是第三种用于安装套管的装置的示意性侧剖视图，

图3b是图3a装置的细节的示意性侧剖视图，

图4a是用于安装套管的装置的示意性侧剖视图，

图4b是图4a装置的细节的示意性侧剖视图，

图5a到5c是图4a和4b的装置的箍圈的替代性细节的侧剖视图，

图6是装置的细节的示意性侧剖视图，

图7a是用于安装套管的装置的示意性侧剖视图，

图7b是图7a的装置的细节的示意性侧剖视图，以及

图8是装置的箍圈的细节的侧视图。

为了清楚起见，这些图以简化的方式示出了本发明。在这些图中类似的部件由相同的附图标记表示。

具体实施方式

图1是用于安装套管的装置的示意性侧剖视图。

装置100包括套管1，其是一般永久地安装在地面中的管状件。在套管1的安装阶段，钻孔管2已经适配在其内部以在套管内部转动。装置100还包括由压缩空气操作的冲击锤5。为此，装置100具有用于压缩空气的流动通道3。井孔的底部X由通过流动通道4供应到井孔底部B的冲洗介质冲洗。

冲洗介质可以是水、含水混合物，比如钻孔淤泥，或者呈流动形式的另一种合适物质。

图5中示出的冲击锤5是压缩空气操作的DTH锤(潜孔冲击锤)。显然，冲击锤5在考虑其基本原理时可以是除了DTH锤之外的锤。

然而，需要注意的是这些图仅示出了对于本发明所必需的锤部件。这些图示出了DTH锤的一个实施方式，其不使用安装到引导冠顶端的底阀(foot valve)。根据本发明的装置本质上也适于设有底阀的实施方式。

冲击锤5包括压缩空气操作的冲击锤6，其适配到可以往复移动的冲击锤的缸体9。

装置100还包括钻孔设施8，该钻孔设施8用于为套管1在地层中钻出孔。在图中示出的实施方式中，钻孔设施8包括引导冠26和扩孔器27。钻孔设施8可以以另一种形式成型：在一个实施方式中，钻孔设施8包括所谓的翼形扩孔器，换言之，具有打开的翼部的钻头冠部。

在该装置中，冲洗介质流动通道4适于绕过冲击锤5的冲击活塞6。这种配置的优点是使用单独的冲洗回路可以有效地实施对井孔底部B的冲洗，同时由于冲击活塞大的质量和大的气动工作区域使得冲击活塞的钻孔功率很高。根据一种理念，可以注意到已经将DTH锤和RC锤的优点结合了起来。

在图1中示出的实施方式中，冲洗介质流动通道4包括绕过冲击活塞6并且围绕冲击锤的缸体9以圆形方式延伸的部分12。流动通道的所述部分12通过围绕缸体9适配管状壳体10形成。壳体可以由钢或类似物形成。根据图1，适配在缸体9外侧的壳体10可以构成冲击锤5的外表面的一部分，但是这不是强制性的。

使冲洗介质流动通道绕过冲击活塞的部分12在其顶端处连接到钻孔管的适配器14，该适配器将钻孔管2连接到冲击锤5。钻孔管适配器14具有适配器流动通道15，该适配器流动通道15布置成使冲洗介质流动通道4进一步远离该装置的纵向中心轴线，籍此流动通道的所述部分12在流动技术方面有利地连接到钻孔管中的冲洗介质通道。

冲击锤5包括底部构件16，该底部构件16具有至少一个底部构件冲洗介质流动通道17，其适于与绕过冲洗活塞的冲洗介质流动通道的所述部分12流动连接。在一个实施方式中，冲洗介质流动通道17的数量是三个。底部构件冲洗介质流动通道17的任务是将冲洗介质从冲击锤5的结构引导到钻孔设施8。

孔的钻孔设施8包括至少一个钻孔设施冲洗介质流动通道18，其将冲洗介质引导到井孔的底部B。在一个实施方式中，钻孔设施冲洗介质流动通道18的数量是三个。

在图1的实施方式中，流动通道18大致平行于井孔底部B的中心轴线X敞开。这样完成了直接对井孔底部B的有效冲洗。在某个其他实施方式中，流动通道18关于中心轴线以显著不同的角度敞开，籍此可以增强沿孔底部方向上的流动。在第三实施方式中，存在相互指向不同方向的多个流动通道18。

在图中的实施方式中，底部构件的流动通道17包括圆形流动凹槽19，该圆形流动凹槽适配在底部构件16的圆柱形内表面上并且在所述内表面的一平面内环绕(circulate)，该平面至少基本垂直于该装置的纵向中心轴线X。所述圆形流动凹槽19的宽度(即该装置在纵向中心轴线X的方向上的尺寸)设置成足够宽以便于在钻孔工作的整个周期内冲洗介质流动通道4保持敞开，而与钻孔设施8的运动无关。钻孔设施8通过冲击活塞以由箭头M示出的方式在中心轴线X的方向上的冲击来移动，另外，钻孔设施8围绕中心轴线X转动。

在圆形流动凹槽19的两侧上有利地安装密封件20(图2a中示出)，目的是防止冲洗介质从冲洗介质通道漏出。

冲击活塞6由从压缩空气流动通道3供应到冲击锤缸体9的压缩空气操纵。在图1的实施方式中，操纵冲击活塞6的压缩空气通过排气通道21从缸体9移除，该排气通道21包括位于钻孔设施8中的中心开口22。这与在径向上穿过冲击锤底部构件16的至少一个空气通道23流动连接，该通道23又与冲击锤5和套管1之间的空间流动连接。空气在套管1的顶端处从该空间出来。

图2a是第二种用于安装套管的装置的示意性侧剖视图，图2b是其横截面A-A。在该实施方式中，冲洗介质流动通道以与图1的实施方式中相同的方式实施。而压缩空气的移除的布置存在差别。现在，驱动冲击活塞6的压缩空气由排气通道21移除，排气通道21包括至少一个侧部排气通道24，被引导越过钻孔设施8并且与冲击锤的缸体9流动连接。

优点是不需要在钻孔设施8中钻出或者以其他方式加工出会降低其坚固度的用于排气的通道。

图2b示出了一个实施方式，其中侧部排气通道24形成在花键28之间，花键28将转动运动传递到钻孔设施8。

排气通道21还包括适配在底部构件16内表面上的圆形空气流动通道25。该圆形空气流动通道25在至少基本垂直于该装置纵向中心轴线X的平面内环绕所述内表面。

所述圆形流动凹槽25的宽度(即该装置在纵向中心轴线X的方向上的尺寸)足够大以便于在钻孔工作的整个周期内流动通道21保持敞开而与钻孔设施8的运动无关。

圆形空气流动通道25与所述至少一个空气排放通道24和穿过冲击锤底部构件16的至少一个空气通道23流动连通，该通道23又与冲击锤5与套管1之间的空间流动连通。空气以已经解释的方式从所述空间出来。

图3a是第二种用于安装套管的装置的示意性侧剖视图，图3b是其从侧面剖开的细节的视图。根据一种理念，冲洗介质流动通道的部分12(所述部分绕过冲击活塞6)通过使用适配在冲击锤缸体9外侧的管13形成。在图3a的实施方式中，存在一个管13，但是明显可以存在更多个管。

优点是冲洗介质流动通道4可以以非常简单的方式实施。

在其他方面中，冲洗介质流动通道4正如图1的实施方式中那样实施。

排气通道21包括形成在钻孔设施8中的空气通道23，以及从钻孔设施通到底部构件16并进一步穿过底部构件的通道。

图4a是用于安装套管的装置的示意性侧剖视图，图4b是其从侧面剖开的细节。在该实施方式中，冲洗介质流动通道4可以通过如图3a中的流动通道的部分12实施，该部分优选地是管13或软管。在图3a中，管13通过其顶端连接到钻孔管的适配器14，籍此其与钻孔管2一起转动。在图4a和4b的实施方式中，管13可以通过其底端连接到至少一个箍圈30，该箍圈优选地是圆形的，籍此管13不能与钻孔管2一起转动。箍圈13可以通过至少一个诸如套筒之类的锁定部件32连接或紧固到套管1或者与套管1连接的钻靴31。箍圈30的紧固或锁定还可以通过对称设置的锁定部件32实施。锁定部件32可以由橡胶或另一种合适的柔性材料形成。管13可以以固定且非转动的方式紧固到套管1，籍此其不会与钻孔管2一起转动。通过锁定部件32，箍圈30可以锁定并密封到套管1，籍此其可以将所有的冲洗介质引导到井孔的底部B。该装置100还可以包括一个或多个密封件38以防止水接触到其他结构。

通过使用其中由非转动管13将冲洗介质引导越过冲击活塞6的技术方案显著节省了成本，因为可以使用标准的冲击锤5和钻孔管2，而不需要因此而制造新的冲击锤和钻孔管。此外，冲洗介质可以通过通常的管13和泵来供应。钻孔完成之后，管13还可以用于将水泥浆注入到钻好的孔的底部B以对钻好的孔进行加强。

在根据图4a和4b的实施方式中，压缩空气的移除可以像图2a中示出的实施方式中那样布置。冲击活塞6由从压缩空气流动通道3供应到冲击锤缸体9的压缩空气操纵。驱动冲击活塞6的压缩空气通过排气通道21移除，排气通道21包括至少一个侧部排气通道24，其被引导越过钻孔设施8并与冲击锤的缸体9流动连接。排气通道21包括适配在底部构件16内表面上的圆形空气流动通道25。圆形空气流动通道25与所述至少一个侧部排气通道24和穿过冲击锤底部构件16的至少一个空气通道23流动连接，该通道23又与冲击锤5和套管1之间的空间流动连接，空气从该空间在管的顶端处出来。

在根据图4a和4b的实施方式中，压缩空气的移除还可以设置成使得侧部排气通道24形成在花键28之间，花键28将转动运动传递到钻孔设施8，正如在图2b的实施方式中描述的那样。

图5a到5c是图4a和4b的装置的箍圈30的替代性细节的侧剖视图。为了清楚起见，图5a到5c没有示出排气通道21，该排气通道21可以是根据图4a和4b中示出的细节。在图5a的实施方式中，箍圈30可以包括锁定部件32。箍圈30和锁定部件30可以是圆形的并且在套管1的内表面上环绕。箍圈30连接到套管1或者与套管连接的套管靴31。锁定部件32可以抵靠套管1位于箍圈30的外表面上，从而紧固并密封箍圈30并防止其随着引导冠26转动。至少一个锁定部件32可以适于通过增压的冲洗介质将至少一个箍圈30锁定到套管1或套管靴31。锁定部件32可以包括敞开的内部部件35，如图5a中所示，或者该内部部件可以是实心的。敞开的内部部件35允许冲洗介质能够接触锁定部件32的内部。制造具有敞开的内部部件35的锁定部件32更容易且更经济。通过限压阀34，可以将冲洗介质的压力升高到适当程度并以非转动方式将箍圈30锁定到套管1。压力优选4巴。如图5a中所示，可以将增压的冲洗介质从管13引导到锁定部件30，在那里使锁定部件32抵靠套管增压。根据一个实施方式，压缩空气的移除可以通过传递转动运动的花键28设置。冲洗介质的流动由箭头F示出，压缩空气的移除由箭头R示出。

根据图5b中示出的实施方式，箍圈30的锁定和密封可以通过锁定部件32执行，其中可以在锁定部件的单独的压力管线33上实施增压。根据箭头S携带增压物质穿过压力管线33以将箍圈30相对于套管1锁定和密封。通过密封件20，可以密封箍圈30与引导冠26之间的泄漏间隙，防止水进入套管内部。在图5b中的实施方式中，锁定部件32包括封闭的内部部件。图5c示出了根据图5b的装置，其中锁定部件32包括敞开的内部部件35。

图6是装置的细节的示意性侧剖视图。为了使图形简化，没有示出套管1或套管靴31。根据图4a和4b，沿着管13将冲洗介质带到箍圈30，箍圈30不可转动地锁定到套管1或套管靴31。在该装置中，冲击锤5包括具有底阀36或没有底阀的引导冠26。可以使增压的排气R穿过布置成穿过引导冠26的中心开口22，并且通过至少一个空气通道23移除到冲击锤5与套管1之间的空间。

图8是装置的箍圈30的细节的侧视图。图8描述了与图5a到5b中的装置类似的装置，但是箍圈30的锁定是以一种替代方式设置的。管13可以通过其底端连接到至少一个箍圈30。箍圈30可以通过至少一个锁定部件32b连接或紧固到套管1或与套管1连接的套管靴31。锁定部件32b可以包括套管靴31与箍圈30之间的机械锁定，比如图8的装置(gearing)。根据一个实施方式，锁定部件32b可以包括例如在套管1或套管靴30的内表面上的通过焊接固定的至少一个肋、突出部或者销。类似地，可以在箍圈30的外表面上形成至少一个凹槽以便以非转动的方式将箍圈30锁定到套管1或套管靴31的肋、突出部或销。箍圈30的紧固或锁定还可以通过对称设置的锁定部件32b实施。

图7a是用于安装套管的装置的示意性侧剖视图。图7b是图7a的装置的细节的示意性侧剖视图。不同于图1到图6，井孔的底部B可以由冲洗介质冲洗，该冲洗介质沿着中心开口22中的冲洗介质管39被引导穿过冲击活塞6到达钻孔设施8并沿着钻孔设施的冲洗介质流动通道18被进一步引导到井孔的底部B。在根据图7a和7b的实施方式中，压缩空气的移除可以通过根据图2a的侧部排气通道24设置。在一个实施方式中，侧部排气通道24形成在花键28之间，花键28将转动运动传递到钻孔设施8，正如在图2b、4a、4b、5a到5b的实施方式中描述的那样。

可以根据例如下面的方法使用装置100：

-在套管1内部转动钻孔管2，

-由压缩空气驱动冲击锤5，以及

-通过由被从钻孔管2引导越过冲击锤的冲击活塞6到达钻孔设施8并进一步到达井孔底部B的冲洗介质对井孔底部B的冲洗；或者通过由被引导穿过冲击活塞6到达钻孔设施8并进一步到达井孔底部B的冲洗介质对井孔底部B的冲洗，来将释放的材料移除，并且该装置中的钻孔设施8还包括传递转动运动的花键28，由此驱动冲击活塞6的压缩空气被引导穿过这些花键28。

在一些情况下，同样可以使用本申请中披露的特征，而与其他特征无关。另一方面，在必要时，本申请中披露的特征可以进行结合以便于提供不同的组合。

附图以及相关的披露内容仅旨在说明创造性原理。对于本领域技术人员显而易见的是，本发明并不局限于其中通过一些示例对本发明进行披露的上述实施方式，而是在所附权利要求中限定的创造性原理内本发明的各种修改和不同应用是可行的。

附图标记：

1 套管

2 钻孔管

3 压缩空气流动通道

4 冲洗介质流动通道

5 冲击锤

6 冲击活塞

8 钻孔设施

9 冲击锤缸体

10 壳体

11 缸体壁

12 流动通道的部分

13 管

14 钻孔管适配器

15 适配器流动通道

16 冲击锤的底部构件

17 底部构件的冲洗介质流动通道

18 钻孔设施的冲洗介质流动通道

19 圆形流动凹槽

20 密封件

21 排气通道

22 中心开口

23 空气通道

24 侧部排气通道

25 圆形空气流动通道

26 引导冠

27 扩孔器

28 花键

30 箍圈

31 套管靴

32、32b 锁定部件

33 压力管线

34 限压阀

35 敞开的内部部件

36 分配阀

37 阻尼器

38 密封件

39 冲洗介质管

100 装置

B 井孔底部

F 冲洗介质

P 压缩空气

R 排气

X 装置的纵向中心轴线

Claims (20)

1.一种用于在井孔中安装套管的装置，所述装置(100)包括：

-套管(1)，

-适配在所述套管(1)内的钻孔管(2)，所述钻孔管(2)包括压缩空气流动通道(3)，

-冲洗介质流动通道(4)，所述冲洗介质流动通道布置在所述套管(1)内并且布置成将冲洗介质引导到井孔底部(B)，

-冲击锤(5)，所述冲击锤包括适配在所述冲击锤的缸体(9)内的压缩空气操纵的冲击活塞(6)，以及

用于为所述套管(1)钻出孔的钻孔设施(8)，

所述冲洗介质流动通道(4)适于绕过所述冲击活塞(6)，或者

在所述装置中，所述钻孔设施(8)还包括传递转动运动的花键(28)，所述花键适于引导所述冲击活塞(6)使用的压缩空气穿过所述花键，并且在所述装置中，所述冲洗介质流动通道(4)适于穿过所述冲击活塞(6)。

2.根据权利要求1所述的装置，其中在所述冲击锤的缸体(9)的外侧上适配有壳体(10)，所述壳体与所述缸体的壁(11)一起形成所述冲洗介质流动通道的绕过所述冲击活塞(6)的部分(12)。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述冲洗介质流动通道的绕过所述冲击活塞(6)的所述部分(12)围绕所述冲击锤的所述缸体(9)圆形地延伸。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其中适配在所述缸体(9)外侧上的所述壳体(10)形成了所述冲击锤(5)的外表面的一部分。

5.根据权利要求1所述的装置，其中在所述冲击锤的所述缸体(9)的外侧上适配有一个或多个管(13)，所述管形成了所述冲洗介质流动通道的绕过所述冲击活塞(6)的部分(12)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述冲洗介质流动通道的绕过所述冲击活塞的所述部分(12)在其顶端处连接到所述钻孔管的适配器(14)，所述适配器具有适配器流动通道(15)，所述适配器流动通道布置成使所述冲洗介质流动通道(4)进一步远离所述装置的所述纵向中心轴线(X)。

7.根据权利要求5所述的装置，其中所述装置还包括连接到所述套管(1)或连接到固定至所述套管(1)的套管靴(31)的至少一个箍圈(30)，其中所述冲洗介质流动通道的绕过所述冲击活塞(6)的所述部分(12)通过其底端连接到所述至少一个箍圈(30)。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述至少一个箍圈(30)还包括用于将所述至少一个箍圈(30)锁定到所述套管(1)或所述套管靴(31)的至少一个锁定构件(32，32b)。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述至少一个锁定部件(32)适于通过增压的冲洗介质将所述至少一个箍圈(30)锁定到所述套管(1)或所述套管靴(31)。

10.根据权利要求8所述的装置，其中所述至少一个锁定部件(32)包括适于将所述至少一个箍圈(30)锁定到所述套管(1)或所述套管靴(31)的压力管线(33)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述冲击锤(5)包括底部构件(16)，所述底部构件具有至少一个底部构件冲洗介质流动通道(17)，所述底部构件冲洗介质流动通道适于与所述冲洗介质流动通道的绕过所述冲击活塞的所述部分(12)流动连接，并且其中：

所述钻孔设施(8)包括至少一个钻孔设施冲洗介质流动通道(18)，所述钻孔设施冲洗介质流动通道适于与所述底部构件冲洗介质流动通道(17)流动连接并将冲洗介质引导到井孔底部(b)。

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述底部构件冲洗介质流动通道(17)包括适配在所述底部构件(16)的内表面上的圆形流动凹槽(19)，所述圆形流动凹槽在所述内表面的至少基本垂直于所述装置的所述纵向中心轴线(X)的平面内环绕。

13.根据权利要求12所述的装置，其中在所述圆形流动凹槽(19)的两侧上均适配有密封件(20)。

14.根据权利要求1所述的装置，其中所述钻孔设施(8)包括至少一个钻孔设施冲洗介质流动通道(18)，所述钻孔设施冲洗介质流动通道适于将冲洗介质从所述冲洗介质流动通道(4)引导到井孔底部(B)，并且在所述装置中，所述冲洗介质流动通道(4)适于穿过所述冲击活塞(6)。

15.根据前述权利要求1-13中任一项所述的装置，其中通过排气通道(21)将所述冲击活塞(6)使用的压缩空气移除，所述排气通道包括在所述钻孔设施(8)中的中心开口(22)，所述中心开口流动连接到所述冲击锤的所述缸体(9)，并且所述排气通道包括至少一个空气通道(23)，所述空气通道从所述中心开口(22)径向地穿过所述冲击锤的所述底部构件(16)，所述空气通道与所述冲击锤(5)和所述套管(1)之间的空间流动连接。

16.根据前述权利要求1到14中任一项所述的装置，其中所述钻孔设施(8)还包括传递转动运动的花键(28)，所述花键适于引导所述冲击活塞(6)使用的压缩空气穿过所述花键(28)。

17.根据权利要求1到14中任一项或权利要求16所述的装置，其中通过排气通道(21)将驱动所述冲击活塞(6)的压缩空气移除，所述排气通道包括：

-被引导越过所述钻孔设施(8)的至少一个侧部排气通道(24)，所述侧部排气通道与所述冲击锤的所述缸体(9)流动连接，以及

-与所述至少一个侧部排气通道(24)流动连接的空气流动通道(25)，以及

至少一个空气通道(23)，所述空气通道从所述空气流动通道(25)径向地穿过所述冲击锤的所述底部构件(16)，所述空气通道与所述冲击锤(5)和所述套管(1)之间的空间流动连接。

18.根据权利要求17所述的装置，在所述装置中，所述侧部排气通道(24)形成在花键(28)之间。

19.根据权利要求17或18所述的装置，其中圆形的所述空气流动通道(25)：

-适配在所述底部构件(16)的内表面上，

-适配成紧靠所述钻孔设施(8)，以及

-环绕所述钻孔设施的、在至少基本垂直于所述装置的所述纵向中心轴线X的平面内的部分。

20.一种用于安装套管的方法，所述方法使用包括套管(1)和钻孔管(2)、冲击锤(5)以及钻孔设施(8)的装置，在该方法中，

-使所述钻孔管(2)在所述套管(1)内转动，

-由压缩空气驱动所述冲击锤(5)，以及

-通过被从所述钻孔管(2)引导越过所述冲击锤的冲击活塞(6)到达所述钻孔设施(8)并进一步到达井孔底部(B)的冲洗介质，对所述井孔底部进行冲洗，或者

通过被引导穿过所述冲击活塞(6)到达所述钻孔设施(8)并进一步到达井孔底部(B)的冲洗介质，对所述井孔底部(B)进行冲洗，在所述装置中，所述钻孔设施(8)还包括传递转动运动的花键(28)，借此将驱动所述冲击活塞(6)的压缩空气引导穿过所述花键28。

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