CN114352203A - 一种地质勘探的深孔综合保障方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水文地质勘测领域，具体公开了一种地质勘探的深孔综合保障方法及设备，包括厚壁套管、钻杆、钻头、辅助牵引模块、清理限制模块和处理模块，所述辅助牵引模块用于在钻头扩孔钻进的过程中牵引厚壁套管同时移动，所述清理限制模块用于在辅助牵引模块带动厚壁套管经过松散的深孔岩壁时将不稳定的岩块刮落，所述处理模块用于将清理限制模块刮落的岩块打碎为岩粉避免岩块堆积在深孔的底部，所述辅助牵引模块包括活动套环和电推杆，所述钻杆位于厚壁套管的内部圆心处。本发明通过设置的辅助牵引模块在扩孔的同时带动厚壁套管进入深孔，能够及时给孔壁提供支护作用，另外在底部提供向下的拉力，能够减少在上方锤击套管的力道。

Description

一种地质勘探的深孔综合保障方法及设备

技术领域

本发明涉地质勘探技术领域，特别涉及一种地质勘探的深孔综合保障方法及设备。

背景技术

对高山峡谷地区进行勘探，该地区的地质存在厚卵砾石层，会有较多的孤石分布，架空明显，结构较松散，地质分层情况复杂，近年来在勘察时常使用套管跟管的方式钻取深孔，套管钻头跟管需使用薄壁套管，但是随着深孔内跟进套管长度的增加，扭矩逐渐增大，极易导致套管断裂，而使用厚壁套管护壁工艺产生的钻探成本相比薄壁套管护壁低很多，且能承受的应力更大，但在套管跟进遇到较大孤石时，由于厚壁套管外接箍直径比钻进钻头外径略大，套管无法跟进，为此需采用扩孔钻头从套管底部开始进行扩孔，将孤石扩出略大于套管外径的环状间隙，在扩孔后，再以锤击的方式将套管向下贯入深孔。

但由于高山峡谷地区的地质架空明显，结构较为松散，扩孔后的深孔可能会出现岩壁上的岩块松动，进而阻挡套管在深孔内向下移动，若继续锤击套管会使套管受到的应力过大，进而发生扭曲，影响对深孔的保障效果，另外岩块松动掉落进深孔底部，若不能对此进行处理，会对深孔继续钻进造成影响，为此，我们提出一种地质勘探的深孔综合保障方法及设备。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种地质勘探的深孔综合保障方法及设备，通过设置的辅助牵引模块在扩孔的同时带动厚壁套管进入深孔，能够及时给孔壁提供支护作用，另外在底部提供向下的拉力，能够减少在上方锤击套管的力道；通过设置的清理限制模块和处理模块，能够避免钻孔的过程中松动的岩块短时间内落入深孔的底部，导致钻头卡死，同时会将清理下来的岩块进行破碎，避免对地质钻孔造成影响，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种地质勘探的深孔综合保障方法，包括以下步骤：

步骤一，将钻机固定在待测地质的上方地面，启动钻机驱动钻杆转动，钻杆带动钻头钻出深孔，钻进一定深度后，通过锤击的方式将厚壁套管贯入深孔进行护壁；

步骤二，在钻进的过程中遇到孤石时，若厚壁套管靠锤击无法通过，通过启动水泵向输送腔内输入高压水流，将切削刀体推出V形空腔，直到钻头两侧的切削刀体展开后的宽度大于厚壁套管的外径，钻头继续转动进行扩孔钻孔，在孤石和厚壁套管之间钻出环状间隙；

步骤三，完成步骤二之后，钻头钻到厚壁套管的下方，通过辅助牵引模块使钻头向下钻进的过程中，能够同时牵引厚壁套管下移，及时给孔壁提供支护作用，避免深孔发生垮塌；

步骤四，在进行步骤三的同时，通过清理限制模块中的刮块将孔壁出现松动的岩块刮落，避免钻孔时产生的振动导致岩块同时堆积在深孔的底部；

步骤五，完成步骤四之后，通过处理模块中的第一碎岩刀体和第二碎岩刀体，在钻孔的同时及时将不稳定的岩块打碎，同时清理限制模块中的伸缩杆通过配合将大岩块进行拦截，避免大岩块随泥浆进入厚壁套管内部对钻杆造成损伤。

一种地质勘探的深孔综合保障设备，包括厚壁套管、钻杆、钻头、辅助牵引模块、清理限制模块和处理模块，其特征在于：所述辅助牵引模块用于在钻头扩孔钻进的过程中牵引厚壁套管同时移动，所述清理限制模块用于在辅助牵引模块带动厚壁套管经过松散的深孔岩壁时将不稳定的岩块刮落，所述处理模块用于将清理限制模块刮落的岩块打碎为岩粉避免岩块堆积在深孔的底部，所述辅助牵引模块包括活动套环和电推杆，所述钻杆位于厚壁套管的内部圆心处，所述活动套环转动连接在钻杆的外壁，所述电推杆固定安装在活动套环的外侧，且若干个所述电推杆之间的距离相同，所述钻头螺纹固定在钻杆的底端。

本发明进一步的改进在于，所述厚壁套管的底部开设有若干个牵引孔，若干个所述牵引孔之间等距设置，且所述牵引孔的个数与电推杆的个数相同，所述牵引孔的直径大于电推杆的直径，所述牵引孔内壁的上半部分设置有磁性材料，所述电推杆的内部设置有电磁铁。

通过以上结构可实现：钻头钻到厚壁套管的下方后，关闭电机钻杆停止转动，启动电推杆及其内部的电磁铁，由于牵引孔内设有磁性材料，随着电推杆逐渐伸长，电磁铁与磁性材料间的磁性吸力增强，带动活动套环发生转动，使电推杆转向牵引孔并插入，重启电机带动钻杆转动，活动套环通过电推杆与厚壁套管连接，钻杆转动不会带动活动套环转动，钻头向下钻进时通过电推杆牵引厚壁套管同时向下移动，给深孔孔壁实时提供支护，避免松散的地质出现垮塌，磁性材料设置在牵引孔内的上半部分是为了防止牵引时电推杆将磁性材料磨损。

本发明进一步的改进在于，所述处理模块包括内转盘、外转盘、滚珠、第一碎岩刀体和第二碎岩刀体，所述内转盘套设在钻杆的外侧，且所述内转盘的底部与钻头的顶部固定连接，所述外转盘转动连接在内转盘的外侧，所述滚珠设置在内转盘和外转盘之间，所述外转盘的上表面与内转盘的上表面平齐，所述外转盘的高度小于内转盘的高度，所述第一碎岩刀体固定安装在外转盘的靠近厚壁套管的一侧，所述第二碎岩刀体固定安装在内转盘的靠近厚壁套管的一侧，所述第一碎岩刀体位于第二碎岩刀体的上端面，所述第二碎岩刀体的碎岩面与钻头工作时旋转的方向一致，所述第一碎岩刀体的碎岩面设置与钻头工作时旋转的方向相反。

通过以上结构可实现：钻头转动时会通过内转盘带动第二碎岩刀体随之转动，而外转盘在电推杆、伸缩杆和滚珠的配合下不会随着内转盘转动，外转盘上的第一碎岩刀体保持静止，当落到深孔底部的岩块被出水口流出高压水流冲到处理模块处时，岩块会在第一碎岩刀体和第二碎岩刀体的夹击下破碎，钻孔时产生的泥浆和足够细小的岩块会被泥浆泵从深孔内抽出，破碎程度不够的岩块被伸缩杆拦在厚壁套管的下方，只有经过处理模块多次破碎达到要求后，才能从厚壁套管内排出，避免大块碎岩与钻杆碰撞影响深孔钻进。

本发明进一步的改进在于，所述清理限制模块包括刮块、转动连接件和伸缩杆，所述刮块固定安装在电推杆的远离活动套环的一端，所述伸缩杆的顶端与电推杆转动连接，所述外转盘的上表面固定安装有转动连接件，所述伸缩杆的底端与转动连接件的顶端固定连接。

通过以上结构可实现：清理限制模块中的刮块被电推杆推到钻出的环形间隙处，并贴紧深孔的孔壁，在辅助牵引模块牵引厚壁套管向下移动的过程中，若孔壁上的岩块松动，刮块经过时会将该岩块及时刮落，以免外界因素导致松动的岩块在短时间内同时落入深孔的底部，易导致钻头卡死，而伸缩杆被电推杆有竖直向倾斜方向拉伸时，绕转动连接件转动，伸缩杆给电推杆提供支撑力，使电推杆固定的更稳定，另外多个伸缩杆进行配合起到拦截的作用，使落到深孔底部的岩块被出水口流出高压水流冲起时，不会进入厚壁套管内部。

本发明进一步的改进在于，所述钻杆的内部开设有输送腔，所述钻头的内部开设有通孔和活动腔，所述通孔位于钻头的顶端，所述输送腔通过通孔与活动腔相连通，所述活动腔的内部滑动安装有活塞，所述活塞的底部固定安装有推动杆，所述推动杆的外侧设置有复位弹簧，所述活动腔的底部固定连接有安装底座，所述复位弹簧的底端与安装底座的上表面固定连接，所述复位弹簧的顶端与活塞的底部固定连接，所述钻头的内部开设有V形空腔，所述V形空腔位于活动腔的下端面。

通过以上结构可实现：钻头的底部遇到孤石，需要对深孔进行扩孔时，启动水泵向输送腔内输入高压水流，利用水泵压力将在活动腔内的活塞向下压，复位弹簧压缩，并带动推动杆向下移动，将切削刀体推出V形空腔，在孤石和厚壁套管之间钻出环状间隙，使厚壁套管在深孔内的移动更加通畅；扩孔完成后，逐步减少水压，复位弹簧将活塞推回原位，带动推动杆向上移动，切削刀体缩回V形空腔。

本发明进一步的改进在于，所述推动杆的底端穿过安装底座至V形空腔内，所述V形空腔内设置有两个切削刀体，两个所述切削刀体的顶端分别位于推动杆底端的前后两侧，所述切削刀体和推动杆的连接处贯穿安装有销轴，两个所述切削刀体通过销轴与推动杆铰接连接，所述钻头的底部开设有出水口，所述出水口与通孔相连通，所述钻头的底端固定安装有金刚石胎体。

通过以上结构可实现：钻头正常钻进时，通过底部的金刚石胎体对岩石进行研磨，此时切削刀体位于V形空腔内，并由出水口流出高压水流，对高速转动的钻头进行降温，且高压水流会将清理限制模块刮落到深孔底部的岩块，向上冲击到处理模块处。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明通过设置的辅助牵引模块在扩孔的同时带动厚壁套管进入深孔，能够及时给孔壁提供支护作用，另外在底部提供向下的拉力，能够减少在上方锤击套管的力道，而且避免了套管底部受到阻挡的情况下，进行锤击导致套管变形，钻头钻到厚壁套管的下方后，关闭电机钻杆停止转动，启动电推杆及其内部的电磁铁，由于牵引孔内设有磁性材料，随着电推杆逐渐伸长，电磁铁与磁性材料间的磁性吸力增强，带动活动套环发生转动，使电推杆转向牵引孔并插入，重启电机带动钻杆转动，活动套环通过电推杆与厚壁套管连接，钻杆转动不会带动活动套环转动，钻头向下钻进时通过电推杆牵引厚壁套管同时向下移动，给深孔孔壁实时提供支护，避免松散的地质出现垮塌，磁性材料设置在牵引孔内的上半部分是为了防止牵引时电推杆将磁性材料磨损。

2、本发明通过设置的清理限制模块和处理模块，能够避免钻孔的过程中松动的岩块短时间内落入深孔的底部，导致钻头卡死，同时会将清理下来的岩块进行破碎，避免对地质钻孔造成影响，清理限制模块中的刮块被电推杆推到钻出的环形间隙处，并贴紧深孔的孔壁，在辅助牵引模块牵引厚壁套管向下移动的过程中，若孔壁上的岩块松动，刮块经过时会将该岩块及时刮落，以免外界因素导致松动的岩块在短时间内同时落入深孔的底部，易导致钻头卡死，而伸缩杆被电推杆有竖直向倾斜方向拉伸时，绕转动连接件转动，伸缩杆给电推杆提供支撑力，使电推杆固定的更稳定，钻孔时出水口会喷出高压水流，对高速转动的钻头进行降温，且高压水流会将清理限制模块刮落到深孔底部的岩块向上冲击到处理模块处，而多个伸缩杆配合能起到拦截的作用，避免未处理的岩块进入厚壁套管内部，岩块会在第一碎岩刀体和第二碎岩刀体的夹击下破碎，钻孔时产生的泥浆和足够细小的岩块会被泥浆泵从深孔内抽出，破碎程度不够的岩块被伸缩杆拦在厚壁套管的下方，只有经过处理模块多次破碎达到要求后，才能从厚壁套管内排出，避免大块碎岩与钻杆碰撞影响深孔钻进。

附图说明

图1为本发明一种地质勘探的深孔综合保障设备的整体结构示意图。

图2为本发明一种地质勘探的深孔综合保障设备的未遇到孤石时整体结构剖视示意图。

图3为本发明一种地质勘探的深孔综合保障设备的遇到孤石时整体结构剖视示意图。

图中：1、厚壁套管；2、钻杆；3、钻头；4、V形空腔；5、金刚石胎体；6、牵引孔；7、输送腔；8、活动套环；9、电推杆；10、刮块；11、内转盘；12、外转盘；13、滚珠；14、转动连接件；15、伸缩杆；16、第一碎岩刀体；17、第二碎岩刀体；18、活塞；19、推动杆；20、复位弹簧；21、销轴；22、切削刀体；23、通孔；24、活动腔。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制，为了更好地说明本发明的具体实施方式，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的，基于本发明中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他具体实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-3所示，一种地质勘探的深孔综合保障方法，包括以下步骤：

步骤一，将钻机固定在待测地质的上方地面，启动钻机驱动钻杆2转动，钻杆2带动钻头3钻出深孔，钻进一定深度后，通过锤击的方式将厚壁套管1贯入深孔进行护壁；

步骤二，在钻进的过程中遇到孤石时，若厚壁套管1靠锤击无法通过，通过启动水泵向输送腔7内输入高压水流，将切削刀体22推出V形空腔4，直到钻头3两侧的切削刀体22展开后的宽度大于厚壁套管1的外径，钻头3继续转动进行扩孔钻孔，在孤石和厚壁套管1之间钻出环状间隙；

步骤三，完成步骤二之后，钻头3钻到厚壁套管1的下方，通过辅助牵引模块使钻头3向下钻进的过程中，能够同时牵引厚壁套管1下移，及时给孔壁提供支护作用，避免深孔发生垮塌；

步骤四，在进行步骤三的同时，通过清理限制模块中的刮块10将孔壁出现松动的岩块刮落，避免钻孔时产生的振动导致岩块同时堆积在深孔的底部；

步骤五，完成步骤四之后，通过处理模块中的第一碎岩刀体16和第二碎岩刀体17，在钻孔的同时及时将不稳定的岩块打碎，同时清理限制模块中的伸缩杆15通过配合将大岩块进行拦截，避免大岩块随泥浆进入厚壁套管1内部对钻杆2造成损伤。

一种地质勘探的深孔综合保障设备，包括厚壁套管1、钻杆2、钻头3、辅助牵引模块、清理限制模块和处理模块，辅助牵引模块用于在钻头3扩孔钻进的过程中牵引厚壁套管1同时移动，清理限制模块用于在辅助牵引模块带动厚壁套管1经过松散的深孔岩壁时将不稳定的岩块刮落，处理模块用于将清理限制模块刮落的岩块打碎为岩粉避免岩块堆积在深孔的底部，辅助牵引模块包括活动套环8和电推杆9，钻杆2位于厚壁套管1的内部圆心处，活动套环8转动连接在钻杆2的外壁，电推杆9固定安装在活动套环8的外侧，且若干个电推杆9之间的距离相同，钻头3螺纹固定在钻杆2的底端。

厚壁套管1的底部开设有若干个牵引孔6，若干个牵引孔6之间等距设置，且牵引孔6的个数与电推杆9的个数相同，牵引孔6的直径大于电推杆9的直径，牵引孔6内壁的上半部分设置有磁性材料，电推杆9的内部设置有电磁铁。

钻杆2的内部开设有输送腔7，钻头3的内部开设有通孔23和活动腔24，通孔23位于钻头3的顶端，输送腔7通过通孔23与活动腔24相连通，活动腔24的内部滑动安装有活塞18，活塞18的底部固定安装有推动杆19，推动杆19的外侧设置有复位弹簧20，活动腔24的底部固定连接有安装底座，复位弹簧20的底端与安装底座的上表面固定连接，复位弹簧20的顶端与活塞18的底部固定连接，钻头3的内部开设有V形空腔4，V形空腔4位于活动腔24的下端面。

推动杆19的底端穿过安装底座至V形空腔4内，V形空腔4内设置有两个切削刀体22，两个切削刀体22的顶端分别位于推动杆19底端的前后两侧，切削刀体22和推动杆19的连接处贯穿安装有销轴21，两个切削刀体22通过销轴21与推动杆19铰接连接，钻头3的底部开设有出水口，出水口与通孔23相连通，钻头3的底端固定安装有金刚石胎体5。

通过采用上述技术方案：通过设置的辅助牵引模块在扩孔的同时带动厚壁套管1进入深孔，能够及时给深孔孔壁提供支护作用，另外辅助牵引模块在底部提供向下的拉力，能够减少在上方锤击套管的力道，而且不会出现套管底部受到阻挡情况时，进行锤击动作从而导致套管变形，钻头3钻到厚壁套管1的下方后，关闭电机钻杆2停止转动，启动电推杆9及其内部的电磁铁，由于牵引孔6内设有磁性材料，随着电推杆9逐渐伸长，电磁铁与磁性材料间的磁性吸力增强，带动活动套环8发生转动，使电推杆9转向牵引孔6并插入，重启电机带动钻杆2转动，活动套环8通过电推杆9与厚壁套管1连接，钻杆2转动不会带动活动套环8转动，钻头3向下钻进时通过电推杆9牵引厚壁套管1同时向下移动，给深孔孔壁实时提供支护，避免松散的地质出现垮塌，磁性材料设置在牵引孔6内的上半部分是为了防止牵引时电推杆9将磁性材料磨损。

实施例2

如图1-3所示，一种地质勘探的深孔综合保障方法包括以下步骤：

步骤一，将钻机固定在待测地质的上方地面，启动钻机驱动钻杆2转动，钻杆2带动钻头3钻出深孔，钻进一定深度后，通过锤击的方式将厚壁套管1贯入深孔进行护壁；

步骤二，在钻进的过程中遇到孤石时，若厚壁套管1靠锤击无法通过，通过启动水泵向输送腔7内输入高压水流，将切削刀体22推出V形空腔4，直到钻头3两侧的切削刀体22展开后的宽度大于厚壁套管1的外径，钻头3继续转动进行扩孔钻孔，在孤石和厚壁套管1之间钻出环状间隙；

步骤三，完成步骤二之后，钻头3钻到厚壁套管1的下方，通过辅助牵引模块使钻头3向下钻进的过程中，能够同时牵引厚壁套管1下移，及时给孔壁提供支护作用，避免深孔发生垮塌；

步骤四，在进行步骤三的同时，通过清理限制模块中的刮块10将孔壁上出现松动的岩块刮落，避免钻孔时产生的振动导致岩块同时堆积在深孔的底部；

步骤五，完成步骤四之后，通过处理模块中的第一碎岩刀体16和第二碎岩刀体17，在钻孔的同时及时将不稳定的岩块打碎，同时清理限制模块中的伸缩杆15通过配合将大岩块进行拦截，避免大岩块随泥浆进入厚壁套管1内部对钻杆2造成损伤。

一种地质勘探的深孔综合保障设备，包括厚壁套管1、钻杆2、钻头3、辅助牵引模块、清理限制模块和处理模块，辅助牵引模块用于在钻头3扩孔钻进的过程中牵引厚壁套管1同时移动，清理限制模块用于在辅助牵引模块带动厚壁套管1经过松散的深孔岩壁时将不稳定的岩块刮落，处理模块用于将清理限制模块刮落的岩块打碎为岩粉避免岩块堆积在深孔的底部，辅助牵引模块包括活动套环8和电推杆9，钻杆2位于厚壁套管1的内部圆心处，活动套环8转动连接在钻杆2的外壁，电推杆9固定安装在活动套环8的外侧，且若干个电推杆9之间的距离相同，钻头3螺纹固定在钻杆2的底端。

厚壁套管1的底部开设有若干个牵引孔6，若干个牵引孔6之间等距设置，且牵引孔6的个数与电推杆9的个数相同，牵引孔6的直径大于电推杆9的直径，牵引孔6内壁的上半部分设置有磁性材料，电推杆9的内部设置有电磁铁。

处理模块包括内转盘11、外转盘12、滚珠13、第一碎岩刀体16和第二碎岩刀体17，内转盘11套设在钻杆2的外侧，且内转盘11的底部与钻头3的顶部固定连接，外转盘12转动连接在内转盘11的外侧，滚珠13设置在内转盘11和外转盘12之间，外转盘12的上表面与内转盘11的上表面平齐，外转盘12的高度小于内转盘11的高度，第一碎岩刀体16固定安装在外转盘12的靠近厚壁套管1的一侧，第二碎岩刀体17固定安装在内转盘11的靠近厚壁套管1的一侧，第一碎岩刀体16位于第二碎岩刀体17的上端面，第二碎岩刀体17的碎岩面与钻头3工作时旋转的方向一致，第一碎岩刀体16的碎岩面设置与钻头3工作时旋转的方向相反。

清理限制模块包括刮块10、转动连接件14和伸缩杆15，刮块10固定安装在电推杆9的远离活动套环8的一端，伸缩杆15的顶端与电推杆9转动连接，外转盘12的上表面固定安装有转动连接件14，伸缩杆15的底端与转动连接件14的顶端固定连接。

钻杆2的内部开设有输送腔7，钻头3的内部开设有通孔23和活动腔24，通孔23位于钻头3的顶端，输送腔7通过通孔23与活动腔24相连通，活动腔24的内部滑动安装有活塞18，活塞18的底部固定安装有推动杆19，推动杆19的外侧设置有复位弹簧20，活动腔24的底部固定连接有安装底座，复位弹簧20的底端与安装底座的上表面固定连接，复位弹簧20的顶端与活塞18的底部固定连接，钻头3的内部开设有V形空腔4，V形空腔4位于活动腔24的下端面。

推动杆19的底端穿过安装底座至V形空腔4内，V形空腔4内设置有两个切削刀体22，两个切削刀体22的顶端分别位于推动杆19底端的前后两侧，切削刀体22和推动杆19的连接处贯穿安装有销轴21，两个切削刀体22通过销轴21与推动杆19铰接连接，钻头3的底部开设有出水口，出水口与通孔23相连通，钻头3的底端固定安装有金刚石胎体5。

通过采用上述技术方案：通过设置的清理限制模块和处理模块，能够避免钻孔的过程中松动的岩块短时间内落入深孔的底部，导致钻头3卡死，同时会将清理下来的岩块进行破碎，避免对地质钻孔造成影响，清理限制模块中的刮块10被电推杆9推到钻出的环形间隙处，并贴紧深孔的孔壁，在辅助牵引模块牵引厚壁套管1向下移动的过程中，若孔壁上的岩块松动，刮块10经过时会将该岩块及时刮落，以免外界因素导致松动的岩块在短时间内同时落入深孔的底部，易导致钻头3卡死，而伸缩杆15被电推杆9有竖直向倾斜方向拉伸时，绕转动连接件14转动，伸缩杆15给电推杆9提供支撑力，使电推杆9固定的更稳定，提高牵引时电推杆9能够承受的拉力，钻孔时出水口会喷出高压水流，对高速转动的钻头3进行降温，且高压水流会将清理限制模块刮落到深孔底部的岩块向上冲击到处理模块处，而多个伸缩杆15配合能起到拦截的作用，避免未处理的岩块进入厚壁套管1内部，岩块会在第一碎岩刀体16和第二碎岩刀体17的夹击下破碎，钻孔时产生的泥浆和足够细小的岩块会被泥浆泵从深孔内抽出，破碎程度不够的岩块被伸缩杆15拦在厚壁套管1的下方，只有经过处理模块多次破碎达到要求后，才能从厚壁套管1内排出，避免大块碎岩与钻杆2碰撞影响深孔钻进。

需要说明的是，本发明为一种地质勘探的深孔综合保障方法，在使用时，首先，将钻机固定在待测地质的上方地面，启动钻机驱动钻杆2转动，钻杆2带动钻头3钻出深孔，钻进一定深度后，通过锤击的方式将厚壁套管1贯入深孔进行护壁，其次，在钻进的过程中遇到孤石时，若厚壁套管1靠锤击无法通过，通过启动水泵向输送腔7内输入高压水流，将切削刀体22推出V形空腔4，直到钻头3两侧的切削刀体22展开后的宽度大于厚壁套管1的外径，钻头3继续转动进行扩孔钻孔，在孤石和厚壁套管1之间钻出环状间隙，再者，钻头3钻到厚壁套管1的下方，通过辅助牵引模块使钻头3向下钻进的过程中，能够同时牵引厚壁套管1下移，及时给孔壁提供支护作用，避免深孔发生垮塌，接下来，通过清理限制模块中的刮块10将孔壁出现松动的岩块刮落，避免钻孔时产生的振动导致岩块同时堆积在深孔的底部，最后，通过处理模块中的第一碎岩刀体16和第二碎岩刀体17，在钻孔的同时及时将不稳定的岩块打碎，同时清理限制模块中的伸缩杆15通过配合将大岩块进行拦截，避免大岩块随泥浆进入厚壁套管1内部对钻杆2造成损伤。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种地质勘探的深孔综合保障方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一，将钻机固定在待测地质的上方地面，启动钻机驱动钻杆转动，钻杆带动钻头钻出深孔，钻进一定深度后，通过锤击的方式将厚壁套管贯入深孔进行护壁；

步骤二，在钻进的过程中遇到孤石时，若厚壁套管靠锤击无法通过，通过启动水泵向输送腔内输入高压水流，将切削刀体推出V形空腔，直到钻头两侧的切削刀体展开后的宽度大于厚壁套管的外径，钻头继续转动进行扩孔钻孔，在孤石和厚壁套管之间钻出环状间隙；

步骤三，完成步骤二之后，钻头钻到厚壁套管的下方，通过辅助牵引模块使钻头向下钻进的过程中，能够同时牵引厚壁套管下移，及时给孔壁提供支护作用，避免深孔发生垮塌；

步骤四，在进行步骤三的同时，通过清理限制模块中的刮块将孔壁出现松动的岩块刮落，避免钻孔时产生的振动导致岩块同时堆积在深孔的底部；

步骤五，完成步骤四之后，通过处理模块中的第一碎岩刀体和第二碎岩刀体，在钻孔的同时及时将不稳定的岩块打碎，同时清理限制模块中的伸缩杆通过配合将大岩块进行拦截，避免大岩块随泥浆进入厚壁套管内部对钻杆造成损伤。

2.一种地质勘探的深孔综合保障设备，其特征在于：包括厚壁套管、钻杆、钻头、辅助牵引模块、清理限制模块和处理模块，其特征在于：所述辅助牵引模块用于在钻头扩孔钻进的过程中牵引厚壁套管同时移动，所述清理限制模块用于在辅助牵引模块带动厚壁套管经过松散的深孔岩壁时将不稳定的岩块刮落，所述处理模块用于将清理限制模块刮落的岩块打碎为岩粉避免岩块堆积在深孔的底部，所述辅助牵引模块包括活动套环和电推杆，所述钻杆位于厚壁套管的内部圆心处，所述活动套环转动连接在钻杆的外壁，所述电推杆固定安装在活动套环的外侧，且若干个所述电推杆之间的距离相同，所述钻头螺纹固定在钻杆的底端。

3.根据权利要求2所述的一种地质勘探的深孔综合保障设备，其特征在于：所述厚壁套管的底部开设有若干个牵引孔，若干个所述牵引孔之间等距设置，且所述牵引孔的个数与电推杆的个数相同，所述牵引孔的直径大于电推杆的直径，所述牵引孔内壁的上半部分设置有磁性材料，所述电推杆的内部设置有电磁铁。

4.根据权利要求2所述的一种地质勘探的深孔综合保障设备，其特征在于：所述处理模块包括内转盘、外转盘、滚珠、第一碎岩刀体和第二碎岩刀体，所述内转盘套设在钻杆的外侧，且所述内转盘的底部与钻头的顶部固定连接，所述外转盘转动连接在内转盘的外侧，所述滚珠设置在内转盘和外转盘之间，所述外转盘的上表面与内转盘的上表面平齐，所述外转盘的高度小于内转盘的高度，所述第一碎岩刀体固定安装在外转盘的靠近厚壁套管的一侧，所述第二碎岩刀体固定安装在内转盘的靠近厚壁套管的一侧，所述第一碎岩刀体位于第二碎岩刀体的上端面，所述第二碎岩刀体的碎岩面与钻头工作时旋转的方向一致，所述第一碎岩刀体的碎岩面设置与钻头工作时旋转的方向相反。

5.根据权利要求2或4所述的一种地质勘探的深孔综合保障设备，其特征在于：所述清理限制模块包括刮块、转动连接件和伸缩杆，所述刮块固定安装在电推杆的远离活动套环的一端，所述伸缩杆的顶端与电推杆转动连接，所述外转盘的上表面固定安装有转动连接件，所述伸缩杆的底端与转动连接件的顶端固定连接。

6.根据权利要求2所述的一种地质勘探的深孔综合保障设备，其特征在于：所述钻杆的内部开设有输送腔，所述钻头的内部开设有通孔和活动腔，所述通孔位于钻头的顶端，所述输送腔通过通孔与活动腔相连通，所述活动腔的内部滑动安装有活塞，所述活塞的底部固定安装有推动杆，所述推动杆的外侧设置有复位弹簧，所述活动腔的底部固定连接有安装底座，所述复位弹簧的底端与安装底座的上表面固定连接，所述复位弹簧的顶端与活塞的底部固定连接，所述钻头的内部开设有V形空腔，所述V形空腔位于活动腔的下端面。

7.根据权利要求6所述的一种地质勘探的深孔综合保障设备，其特征在于：所述推动杆的底端穿过安装底座至V形空腔内，所述V形空腔内设置有两个切削刀体，两个所述切削刀体的顶端分别位于推动杆底端的前后两侧，所述切削刀体和推动杆的连接处贯穿安装有销轴，两个所述切削刀体通过销轴与推动杆铰接连接，所述钻头的底部开设有出水口，所述出水口与通孔相连通，所述钻头的底端固定安装有金刚石胎体。

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