CN114482886A - 一种钻探孔内埋钻事故的气动处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钻探孔内埋钻事故的气动处理方法，在钻探孔上设置气动处理装置；气动处理装置包括压力腔体、出浆管、连接套、高压连接管以及空压装置；所述气动处理方法为反循环气动处理方法，采用密封步骤、测试步骤和处理步骤；本发明通过压力腔体的加压管或高压连接管向封闭的钻孔或钻杆内压注空气使钻孔内处于高压状态，再通过安装在压力腔体出浆管上的放气控制阀瞬间放气，由于巨大的压力差，形成一种向外的空气流，在高压的作用下，使三相混合物向外流动从而钻杆达到松动，在气流足够大时，会使这种混合物通过出浆管喷出钻孔外，通过反复操作，使钻杆松动，解决埋钻的事故。
Description
本发明是申请号：2019113145054名称：一种钻探孔内埋钻事故的气动处理装置及方法申请日：2019年12月19日的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种钻探孔内埋钻事故的气动处理方法，属于地质钻探孔技术领域。
背景技术
在地质钻探中，不论是直孔还是定向钻孔，在钻探过程中地质钻孔被岩粉、钻粉及泥浆等固相成分沉淀聚集物等埋陷，使钻杆不能转动，不能钻进和提升；埋钻是地质钻探中经常遇到的一种钻探事故，目前的处理孔内事故方法有十几种，每种方法都有其相对的适应性。目前主要有：打捞、牵拉、窜动、震动、扫孔、冲孔、冲打、顶拔、反丝、爆炸、扩孔、透孔、割断、磨孔、劈裂、偏绕等；有些孔内埋钻事故，如钻孔埋钻深度大、钻具埋死严重、钻孔液不能形成正常循环等，采用以上方法难以处理的情况下，需采用一种新的处理装置及方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单，操作方便，性能稳定的钻探孔内埋钻事故的气动处理方法。
本发明采用如下技术方案：
本发明钻探孔内埋钻事故的气动处理装置包括钻探孔、设置在钻探孔内的钻杆以及安装在钻杆端部的钻头，所述钻探孔为直孔或定向钻孔；在钻探孔孔口设置与孔口内壁密封的压力腔体，所述压力腔体套装在钻杆上，压力腔体顶部与钻杆外壁之间密封；压力腔体一侧设置与其内腔连通的出浆管，在所述出浆管上安装放气控制阀；在钻杆顶部安装连接套，所述连接套上部与高压连接管连接，在所述高压连接管上安装控制阀A；在压力腔体另一侧或高压连接管端部安装空压装置。
本发明装置在出浆管上安装支管A，在支管A上安装控制阀C，所述支管A设置在放气控制阀左侧。
本发明装置所述空压装置包括安装在压力腔体另一侧且与其内腔连通的高压进气管、安装在高压进气管端部的空压机A以及安装在高压进气管上的控制阀B和气压表A；位于控制阀B和气压表A之间安装支管B，在所述支管B上安装控制阀E。
本发明装置在空压机A与高压进气管之间安装空气增压机A。
本发明装置空压装置包括安装在高压连接管端部的空压机B、位于空压机B右侧在高压连接管上安装进气控制阀和气压表B；在所述压力腔体另一侧安装与其内腔连通的支管C，在所述支管C上安装控制阀D。
本发明装置空压机B和高压连接管之间安装空气增压机B。
本发明一种钻探孔内埋钻事故的气动处理方法，包括反循环气动处理方法，所述反循环气动处理方法采用如下步骤：
步骤一、将压力腔体顶部与钻杆外壁之间密封，钻杆顶部、连接套与高压连接管之间密封连接，
步骤二、关闭控制阀E、控制阀A和控制阀C，打开控制阀B和放气控制阀，启动空压机A和空气增压机A，高压压缩空气通过高压进气管和压力腔体进入钻探孔内，检查各管线通气循环情况，当放气控制阀能正常排气后，关闭放气控制阀；
步骤三、空压机A和空气增压机A向钻探孔内充气使其内充满高压气体，通过气压表A观察钻探孔内压力，在达到所需要的压力后，关闭控制阀B，使钻探孔内空气压力稳定一定时间，此时，连续观察气压表A的压力变化；
步骤四、达到所需压力和时间后，迅速打开放气控制阀，使钻探孔内形成一个向上的气流，带动由气、水和固相的混合物形成一个涡旋流快速上升，从出浆管内瞬间喷出。
本发明一种钻探孔内埋钻事故的气动处理方法，钻探孔内水位偏低时，支管A进水口处外接水管，将控制阀C打开向钻探孔内注水，同时打开控制阀E，便于回气，当钻探孔内注水到一定程度后，关闭控制阀E和控制阀C，进行前述充、排气步骤。
本发明一种钻探孔内埋钻事故的气动处理方法，包括正循环气动处理方法，所述正循环气动处理方法采用如下步骤：
步骤一、将压力腔体顶部与钻杆外壁之间密封，钻杆顶部、连接套与高压连接管之间密封连接；
步骤二、关闭控制阀D和控制阀C，打开进气控制阀、控制阀A和放气控制阀，启动空压机B和空气增压机B，高压压缩空气通过高压连接管和连接套进入钻杆内腔，检查各管线通气循环情况，当放气控制阀能正常排气后，关闭放气控制阀；
步骤三、空压机B和空气增压机B向钻杆内充气，空气穿过钻杆与钻头之间的孔隙进入钻探孔内，使钻杆和钻探孔内充满高压气体，通过气压表B观察钻杆和钻探孔内压力，在达到所需要的压力后，关闭进气控制阀，使钻杆和钻探孔内空气压力稳定一定时间，此时，连续观察气压表B的压力变化；
步骤四、达到所需压力和时间后，迅速打开放气控制阀，使钻探孔内形成一个向上的气流，带动由气、水和固相的混合物形成一个涡旋流快速上升，从出浆管内瞬间喷出。
本发明一种钻探孔内埋钻事故的气动处理方法，当钻探孔内水位偏低时，支管A进水口处外接水管，将控制阀C打开向钻探孔内注水，同时打开控制阀D，便于回气，当钻探孔内注水到一定程度后，关闭控制阀D和控制阀C，进行前述充、排气步骤。
本发明积极效果如下：本发明在钻探孔孔口安装压力腔体，使压力腔体、钻杆和钻探孔形成一个密闭空间，通过压力腔体的加压管或高压连接管向封闭的钻孔或钻杆内压注空气使钻孔内处于高压状态，再通过安装在压力腔体出浆管上的放气控制阀瞬间放气，由于巨大的压力差，形成一种向外的空气流，在高压的作用下，使钻探孔内埋钻处的岩粉、水与空气形成的三相混合物向外流动从而钻杆达到松动，在气流足够大时，会使这种混合物通过出浆管喷出钻孔外，通过反复操作，使钻杆松动，解决埋钻的事故。
附图说明
附图1为本发明直孔反循环气动处理结构示意图；
附图2为本发明定向钻孔反循环气动处理结构示意图；
附图3为本发明直孔正循环气动处理结构示意图；
附图4为本发明定向钻孔正循环气动处理结构示意图。
在附图中：1空压机A、101空压机B、2空气增压机A、201空气增压机B、3控制阀B、301进气控制阀、4气压表A、5控制阀E、6控制阀A、7高压连接管、8连接套、9高压进气管、10放气控制阀、11控制阀C、12出浆管、13压力腔体、14钻杆、15钻探孔、16支管A、17支管B、18钻头、19支管C、20控制阀D。
具体实施方式
如附图1-4所示，本发明钻探孔内埋钻事故的气动处理装置，其包括钻探孔15、设置在钻探孔15内的钻杆14以及安装在钻杆14端部的钻头18，所述钻探孔15为直孔或定向钻孔；在钻探孔15孔口设置与孔口内壁密封的压力腔体13，所述压力腔体13套装在钻杆14上，压力腔体13与钻探孔15孔口的密封为公开号为CN209339897所述的中国专利，在此不再赘述；压力腔体13顶部与钻杆14外壁之间密封；压力腔体13一侧设置与其内腔连通的出浆管12，在所述出浆管12上安装放气控制阀10；在钻杆14顶部安装连接套8，所述连接套8上部与高压连接管7连接，在所述高压连接管7上安装控制阀A6；在压力腔体13另一侧或高压连接管7端部安装空压装置。在出浆管12上安装支管A16，在支管A16上安装控制阀C11，所述支管A16设置在放气控制阀10左侧。
本发明钻探孔内埋钻事故的气动处理装置，所述空压装置包括安装在压力腔体13另一侧且与其内腔连通的高压进气管9、安装在高压进气管9端部的空压机A1以及安装在高压进气管9上的控制阀B3和气压表A4；位于控制阀B3和气压表A4之间安装支管B17，在所述支管B17上安装控制阀E5。为了加强压力，可在空压机A1与高压进气管9之间安装空气增压机A2。
本发明钻探孔内埋钻事故的气动处理装置，所述高压连接管7呈倒U形，空压装置包括安装在高压连接管7端部的空压机B101、位于空压机B101右侧在高压连接管7上安装进气控制阀301和气压表B401；在所述压力腔体13另一侧安装与其内腔连通的支管C19，在所述支管C19上安装控制阀D20。为了增强压力，在空压机B101和高压连接管7之间安装空气增压机B201。
本发明钻探孔内埋钻事故的气动处理方法，
实施例一：
如附图1、2所示的反循环气动处理方法，其采用如下步骤：
步骤一、将压力腔体13顶部与钻杆14外壁之间密封，钻杆14顶部、连接套8与高压连接管7之间密封连接；
步骤二、关闭控制阀E5、控制阀A6和控制阀C11，打开控制阀B3和放气控制阀10，启动空压机A1和空气增压机A2，高压压缩空气通过高压进气管9和压力腔体13进入钻探孔15内，检查各管线通气循环情况，当放气控制阀10能正常排气后，关闭放气控制阀10；
步骤三、空压机A1和空气增压机A2向钻探孔15内充气使其内充满高压气体，通过气压表A4观察钻探孔15内压力，在达到所需要的高压压力值后，关闭控制阀B3，使钻探孔15内空气压力稳定一定时间，此时，连续观察气压表A4的压力变化；
步骤四、达到所需压力和时间后，迅速打开放气控制阀10，瞬间放气，由于钻探孔15内压力与由于钻探孔15外存在巨大的压力差，在事故钻孔内环状空间会形成高速涡旋气流产生一种巨大的抽吸力类似于“龙卷风”或“井喷”现象，在埋钻处会由空气、水和岩粉等形成一个气、水、固相物组成的混合物，其在巨大涡旋气流作用下产生扰动、搬移，直至通过出浆管12喷出孔外。如此，通过多个循环处理，使埋钻的固相物逐渐松动或排出，从而达到使钻杆松动，完成埋钻事故的处理。
当钻探孔15内水位偏低时，为了增强处理效果，需要钻探孔15内注水，注水时，支管A16进水口处外接水管，将控制阀C11打开向钻探孔15内注水，同时打开控制阀E5，便于回气，当钻探孔15内注水到一定程度后，关闭控制阀E5和控制阀C11，进行前述充、排气步骤。
实施例二：
如附图3、4所示的正循环气动处理方法，其采用如下步骤：
步骤一、将压力腔体13顶部与钻杆14外壁之间密封，钻杆14顶部、连接套8与高压连接管7之间密封连接；
步骤二、关闭控制阀D20和控制阀C11，打开进气控制阀301、控制阀A6和放气控制阀10，启动空压机B101和空气增压机B201，高压压缩空气通过高压连接管7和连接套8进入钻杆14内腔，检查各管线通气循环情况，当放气控制阀10能正常排气后，关闭放气控制阀10；
步骤三、空压机B101和空气增压机B201向钻杆14内充气，空气穿过钻杆14与钻头18之间的孔隙进入钻探孔15内，使钻杆14和钻探孔15内充满高压气体，通过气压表B401观察钻杆14和钻探孔15内压力，在达到所需要的压力后，关闭进气控制阀301，使钻杆14和钻探孔15内空气压力稳定一定时间，此时，连续观察气压表B401的压力变化；
步骤四、达到所需压力和时间后，迅速打开放气控制阀10，使钻探孔15内形成一个向上的气流，带动由气、水和固相的混合物形成一个涡旋流快速上升，从出浆管12内瞬间喷出；使埋钻的固相物逐渐松动、排出，从而使事故钻具松动；
当钻探孔15内水位偏低时为了增强处理效果，需要钻探孔15内注水，注水时，支管A16进水口处外接水管，将控制阀C11打开向钻探孔15内注水，同时打开控制阀D20，便于回气，当钻探孔15内注水到一定程度后，关闭控制阀D20和控制阀C11，进行前述充、排气步骤。
当钻孔内封堵严重，钻井液不能流动即不能够形成循环时，采用反循环气动处理方法；当钻孔内封堵不严重，钻井液能流动即能够形成循环时，采用反循环气动处理方法或者正、反循环气动处理方法，反复操作，使钻机松动。
最后说明的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种钻探孔内埋钻事故的气动处理方法，其特征在于所述钻探孔(15)为直孔或定向钻孔，在钻探孔(15)内设置钻杆(14)，在钻杆(14)的端部安装钻头(18)；在钻探孔(15)上设置气动处理装置；所述气动处理方法为反循环气动处理方法；
所述气动处理装置包括压力腔体(13)、出浆管(12)、连接套(8)、高压连接管(7)以及空压装置；所述压力腔体(13)设置在钻探孔(15)孔口且与孔口内壁密封，所述压力腔体(13)套装在钻杆(14)上，压力腔体(13)顶部与钻杆(14)外壁之间密封；所述出浆管(12)设置在压力腔体(13)一侧且与其内腔连通，在所述出浆管(12)上安装放气控制阀(10)；在出浆管(12)上安装支管A(16)，在支管A(16)上安装控制阀C(11)，所述支管A(16)设置在放气控制阀(10)左侧；所述连接套(8)安装在钻杆(14)顶部，所述高压连接管(7)安装在连接套(8)上部，在所述高压连接管(7)上安装控制阀A(6)；
所述空压装置安装在压力腔体(13)另一侧。
2.根据权利要求1所述的一种钻探孔内埋钻事故的气动处理方法，其特征在于所述空压装置包括安装在压力腔体(13)另一侧且与其内腔连通的高压进气管(9)、安装在高压进气管(9)端部的空压机A(1)以及安装在高压进气管(9)上的控制阀B(3)和气压表A(4)；
位于控制阀B(3)和气压表A(4)之间安装支管B(17)，在所述支管B(17)上安装控制阀E(5)；在空压机A(1)与高压进气管(9)之间安装空气增压机A(2)。
3.根据权利要求2所述的一种钻探孔内埋钻事故的气动处理方法，其特征在于所述反循环气动处理方法采用如下步骤：
步骤一、将压力腔体(13)顶部与钻杆(14)外壁之间密封，钻杆(14)顶部、连接套(8)与高压连接管(7)之间密封连接，
步骤二、关闭控制阀E(5)、控制阀A(6)和控制阀C(11)，打开控制阀B(3)和放气控制阀(10)，启动空压机A(1)和空气增压机A(2)，高压压缩空气通过高压进气管(9)和压力腔体(13)进入钻探孔(15)内，检查各管线通气循环情况，当放气控制阀(10)能正常排气后，关闭放气控制阀(10)；
步骤三、空压机A(1)和空气增压机A(2)向钻探孔(15)内充气使其内充满高压气体，通过气压表A(4)观察钻探孔(15)内压力，在达到所需要的压力后，关闭控制阀B(3)，使钻探孔(15)内空气压力稳定一定时间，此时，连续观察气压表A(4)的压力变化；
步骤四、达到所需压力和时间后，迅速打开放气控制阀(10)，使钻探孔(15)内形成一个向上的气流，带动由气、水和固相的混合物形成一个涡旋流快速上升，从出浆管(12)内瞬间喷出；
钻探孔(15)内水位偏低时，支管A(16)进水口处外接水管，将控制阀C(11)打开向钻探孔(15)内注水，同时打开控制阀E(5)，便于回气，当钻探孔(15)内注水到一定程度后，关闭控制阀E(5)和控制阀C(11)，进行前述充、排气步骤。
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