CN211598581U - 既可清孔捞取砂砾石又可取芯的新型岩芯管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了既可清孔捞取砂砾石又可取芯的新型岩芯管，包括捞砂段、取芯段和岩芯管连接段；捞砂段内设有内腔管壁形成双层结构；捞砂段顶部外形呈弧线形流线；捞砂段靠近上端的外层管壁设有一对进砂口；捞砂段靠近下端设有若干泄水孔；岩芯管连接段的上部设有内腔管壁形成双层结构，下部为单层结构；岩芯管连接段的中部设有环形的隔砂板形成台梯型结构；捞砂段双层结构间的间隙，以及岩芯管连接段上部的双层结构间的间隙与隔砂板围成一个上部开口的储砂室；岩芯管连接段的下端与取芯段连接，取芯段的下端设有钻头。本实用新型除具备钻进取芯功能外，还具备在各种砂砾石以及风化的岩石碎屑层中捞取砂砾石的功能。

Description

既可清孔捞取砂砾石又可取芯的新型岩芯管

技术领域

本实用新型涉及地质钻探技术领域，特别涉及既可清孔捞取砂砾石又可取芯的新型岩芯管。

背景技术

在岩土工程勘察中，时常会遇到中粗砂砾石、含黏性土砂砾石以及风化的岩石碎屑层，在这些土层中泥浆护壁岩芯管回旋钻进清孔过程中，中粗砂砾石、风化的岩石碎屑等粗颗粒成分常常不能随循环泥浆上返至钻孔孔口排出，致使孔内沉渣增多，清孔不干净，岩芯管采取的芯样扰动沉渣居多，致使新鲜芯样的采取往往很少，影响对地层层位的准确划分，也影响这些粗颗粒土层原位测试数据(标准贯入试验和重型动力触探试验)的准确性和可靠性，对于这些土层，原位测试数据(标准贯入试验和重型动力触探试验)对于岩土工程师掌握这些土层的工程力学性质至关重要，这一问题直接影响到这些区域勘察成果质量和岩土设计参数的准确性和可靠性；目前常规勘探工艺和设备往往很难解决这一问题，利用目前已存在的特制捞砂器，须先泥浆护壁回旋钻进进行清孔捞砂后提钻，再下岩芯管钻进取芯，这样增加了一个回次，费时费力，增大了塌孔、卡钻和埋钻的风险，现有实践使用中常常也达不到较理想结果。

现有技术中存在以下几种较常用的捞砂设备用于钻孔清孔的解决方案：

公开号为CN 103573202 A的中国实用新型专利公开了一种钻探捞砂机构和钻具，捞砂机构环设于钻杆外，其包括设于所述钻杆外且沿所述钻杆轴向布置的捞砂筒，所述捞砂筒包括与所述钻杆连接的封闭端以及环设于所述钻杆外，且与所述钻杆之间具有间隙以形成填砂空间的环形侧壁，所述侧壁上端具有连通所述填砂空间的倾斜状开口，所述侧壁上分别设有多个连通所述填砂空间的进砂孔和出水孔，沿所述钻杆自上而下的方向，多个所述进砂孔分别置于多个所述出水孔上方。

公开号为CN 207048709 U的中国实用新型专利公开了一种反循环随钻捞砂器，该反循环随钻捞砂器连接在反循环钻具结构靠近钻头的部分，下部与钻铤或钻头相连，上部与单壁钻具相连接，成为反循环钻具组成的一部分，具有沉砂、捞砂及防堵作用。

公开号为CN 204492724 U的中国实用新型专利公开了一种捞砂装置，包括套铣鞋、钻头、心轴、螺旋叶片和储砂筒，所述套铣鞋与储砂筒连接，钻头固定设置在套铣鞋内，钻头与心轴固定连接，螺旋叶片设置在心轴上，心轴与螺旋叶片组成向储砂筒输送沉砂的螺旋输送机构；解决低压漏失油气井的捞砂问题。

公开号为CN 205876248 U的中国实用新型专利公开了一种阀瓣式捞砂筒，包负压阀采用阀瓣式，一旦沉砂从捞砂筒身外漏时，阀瓣会随着沉砂外漏而关闭。

通过对以上四种方案的分析可知：公开号为CN 103573202 A的实用新型专利虽主要针对岩土工程勘察和地质勘查，但由于捞砂筒横向斜开口致使捞砂时易埋钻、卡钻，且捞砂筒与捞砂筒之间和捞砂筒与岩芯管之间有间隙，易使大颗粒砾石或岩石碎屑在间隙之间沉积而致使设备卡钻，且更易埋钻，在实际使用中存在很大的局限性和施工风险；公开号为CN 207048709 U的实用新型专利主要用于钻井上沉砂、捞砂及防堵，通过反循环随钻来实现的，而岩土工程勘察中钻进一般都采用的是正循环；公开号为CN 204492724 U的实用新型专利用于油田上漏失油气井的捞砂问题处理，不返浆，不具备钻进成孔作用；公开号为CN205876248 U的实用新型专利是为解决油井清楚井筒沉砂和井下工具砂埋问题，不具备钻进成孔作用。

另外，其它未例举实用新型或实用新型专利基本都是为油田采油井捞砂服务，在岩土工程勘察和地质勘查中不适应或不具备实用性。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型提供既可清孔捞取砂砾石又可取芯的新型岩芯管，实现的目的是除具备常规岩芯管钻进取芯功能外，还具备在中粗砂砾石、含黏性土砂砾石以及风化的岩石碎屑层钻进过程中捞取砂砾石和岩石碎屑，从而起到较彻底的清孔作用，极大的解决了目前常规钻探工艺在中粗砂砾石、含黏性土砂砾石以及风化的岩石碎屑层中钻进造成的粗颗粒的砂砾石和岩石碎屑由于比重大，不能随泥浆循环返出，致使沉渣较厚，致使新鲜芯样很难采集，影响土层界限的准确划分以及原位测试数据的准确、可靠。

为实现上述目的，本实用新型公开了既可清孔捞取砂砾石又可取芯的新型岩芯管，所述岩芯管的上端通过岩芯管接头与钻杆母接头连接，下端与钻头连接；所述钻杆母接头的上端与钻杆连接。

其中，所述岩芯管包括捞砂段、取芯段，以及连接所述捞砂段和所述取芯段的岩芯管连接段；

所述捞砂段内设有内腔管壁形成双层结构；所述内腔管壁的上端与所述岩芯管接头连接；

所述捞砂段靠近上端的外层管壁对称的设有一对沿长度方向延伸的进砂口；所述捞砂段靠近下端的外层管壁设有若干泄水孔；

所述岩芯管连接段的外径与所述捞砂段的外径、所述取芯段的外径相同，上部设有内腔管壁形成双层结构，下部为单层结构；

所述岩芯管连接段的中部设有环形的隔砂板形成台梯型结构；所述隔砂板的外径与所述捞砂段的外层管壁，以及所述岩芯管连接段上部的外层管壁相配；所述隔砂板的内径与所述捞砂段的内腔管壁，以及所述岩芯管连接段上部的内腔管壁相配；

所述捞砂段双层结构间的间隙，以及所述岩芯管连接段上部的双层结构间的间隙与所述隔砂板围成一个上部侧面开口的储砂室；

所述岩芯管连接段的下端与所述取芯段连接，所述取芯段的下端设有所述钻头。

优选的，若干所述泄水孔沿所述捞砂段长度方向设有最少三层，每层的若干所述泄水孔均围绕所述捞砂段的轴线环绕均布设置。

优选的，所述岩芯管连接段的上、下两端均以螺纹连接方式分别与所述捞砂段和所述取芯段连接，所述岩芯管连接段内腔管壁与所述捞砂段内腔管壁以台梯形插接的方式连接，所述岩芯管取芯段下部可与钻头螺纹连接。

更优选的，所述螺纹连接方式为平口螺纹。

优选的，所述岩芯管长4.3m；所述捞砂段长2.0m；所述岩芯管连接段长20cm；所述取芯段长2.0m；每一所述进砂口的尺寸均为30mm*300mm；所述内腔管壁的尺寸为内径20mm，壁厚3mm；所述储砂室为宽36mm、长1.7m的环柱状结构。

本实用新型的有益效果：

本实用新型不但可以泥浆护壁回旋清孔钻进，新型的岩芯管捞砂段顶部弧线形流线，在捞取砂砾石或风化岩石碎屑时，有效的避免了碰撞孔壁时卡钻或埋钻的事故发生，又可以在清孔干净后不送冲洗液回旋钻进采取芯样。

本实用新型的岩芯管上部的捞砂段在储满砾石或岩石碎屑后，若卡住或堵塞，只需要吊起新型岩芯管上部的捞砂段，通过轻轻地抖动、榔头轻击即可方便的将捞取粗粒沉渣倒出，达到了清孔干净、彻底、方便的目的，同时岩芯管下部的取芯段又直接采取了芯样，提高了勘探效率，为原位测试数据的准确可靠奠定了坚实基础；在岩土工程勘察和地质勘查中将具有广阔的前景。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1示出本实用新型一实施例的结构示意图。

图2示出本实用新型图1中AA处剖面结构示意图。

图3示出本实用新型图1中BB处剖面结构示意图。

图4示出本实用新型图1中CC处隔砂板剖面结构示意图。

图5示出本实用新型一实施例中捞砂段下部与岩芯管连接段部分放大结构示意图。

图6示出本实用新型一实施例设置于钻孔内的结构示意图。

具体实施方式

实施例

如图1至图6所示，设置于钻孔11内的既可清孔捞取砂砾石又可取芯的新型岩芯管，岩芯管的外径小于钻孔11，形成间隙12.

岩芯管的上端通过岩芯管接头3与钻杆母接头2连接，下端与钻头10连接；钻杆母接头2的上端与钻杆1连接。

其中，岩芯管包括捞砂段4、取芯段9，以及连接捞砂段4和取芯段9的岩芯管连接段8；

捞砂段4内设有内腔管壁形成双层结构；内腔管壁的上端与岩芯管接头3连接；

捞砂段4靠近上端的外层管壁对称的设有一对沿长度方向延伸的进砂口5；捞砂段4靠近下端的外层管壁设有若干泄水孔7；

岩芯管连接段8的外径与捞砂段4及取芯段9的外径相同，上部设有内腔管壁形成双层结构，下部为单层结构；

岩芯管连接段8的中部设有环形的隔砂板形成台梯型结构；隔砂板的外径与捞砂段4的外层管壁，以及岩芯管连接段8上部的外层管壁相配；隔砂板的内径与捞砂段4的内腔管壁，以及岩芯管连接段8上部的内腔管壁相配；

捞砂段4双层结构间的间隙，以及岩芯管连接段8上部的双层结构间的间隙与隔砂板围成一个上部侧面开口的储砂室6；

岩芯管连接段8的下端与取芯段9连接，取芯段9的下端设有钻头10。

本实用新型的原理在于：

岩芯管连接段8无缝的连接岩芯管的捞砂段4、取芯段9，且使岩芯管上部捞砂段形成一个封闭储砂室6，储砂室6的冲洗液通过若干泄水孔7排出。

取芯段9与常规岩芯管类似，通过岩芯管连接段8与捞砂段4无缝连接。

本实用新型即可清孔捞取砂砾石又可取芯，如图6所示，在钻进期间通过泥浆护壁回旋钻进过程中，携带悬浮砂砾石或风化的岩石碎屑冲洗液在钻孔11与岩芯管的间隙12上返过程中通过捞砂段4的进砂口5进入出储砂室6，冲洗液顺泄水孔7排出，达到清孔捞砂的目的；下部无缝连接的岩芯管可以达到直接采取芯样的目的。

岩芯管从钻孔11内提出后，先把芯样通过水压推出或抖动、轻锤从岩芯管取出并摆放在岩芯盒后，再通过链钳方便拆卸捞砂段4、取芯段9以及岩芯管连接段8，吊起捞砂段4，则捞取的砂砾石、风化的岩石碎屑等会自由的落下，若有堵塞，则通过轻轻地抖动、榔头轻击可方便的将捞取粗粒沉渣倒出。

在某些实施例中，若干泄水孔7沿捞砂段4长度方向设有最少三层，每层的若干泄水孔7均围绕捞砂段4的轴线环绕均布设置。

在某些实施例中，岩芯管连接段8的上、下两端均以螺纹连接方式分别与捞砂段4和取芯段9连接，岩芯管连接段8的内腔管壁与捞砂段4的内腔管壁以台梯形插接的方式连接，岩芯管取芯段9下部可与钻头10螺纹连接。

在某些实施例中，螺纹连接方式为平口螺纹。

在某些实施例中，岩芯管长4.3m；捞砂段4长2.0m；岩芯管连接段8长20cm；取芯段9长2.0m；每一进砂口5的尺寸均为30mm*300mm；内腔管壁的尺寸为内径20mm壁厚3mm；储砂室6为宽36mm、长1.7m的环柱状结构。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.既可清孔捞取砂砾石又可取芯的新型岩芯管，所述岩芯管的上端通过岩芯管接头(3)与钻杆母接头(2)连接，下端与钻头(10)连接；所述钻杆母接头(2)的上端与钻杆(1)连接；其特征在于：

所述岩芯管包括捞砂段(4)、取芯段(9)，以及连接所述捞砂段(4)和所述取芯段(9)的岩芯管连接段(8)；

所述捞砂段(4)内设有内腔管壁形成双层结构；所述内腔管壁的上端与所述岩芯管接头(3)连接；所述捞砂段(4)顶部外形呈弧线形流线；

所述捞砂段(4)靠近上端的外层管壁对称的设有一对沿长度方向延伸的进砂口(5)；所述捞砂段(4)靠近下端的外层管壁设有若干泄水孔(7)；

所述岩芯管连接段(8)的外径与所述捞砂段(4)的外径、所述取芯段(9)的外径相同，上部设有内腔管壁形成双层结构，下部为单层结构；

所述岩芯管连接段(8)的中部设有环形的隔砂板形成台梯型结构；所述隔砂板的外径与所述捞砂段(4)的外层管壁，以及所述岩芯管连接段(8)上部的外层管壁相配；所述隔砂板的内径与所述捞砂段(4)的内腔管壁，以及所述岩芯管连接段(8)上部的内腔管壁相配；

所述捞砂段(4)双层结构间的间隙，以及所述岩芯管连接段(8)上部的双层结构间的间隙与所述隔砂板围成一个上部侧面开口的储砂室(6)；

所述岩芯管连接段(8)的下端与所述取芯段(9)连接，所述取芯段(9)的下端设有所述钻头(10)。

2.根据权利要求1所述的既可清孔捞取砂砾石又可取芯的新型岩芯管，其特征在于，若干所述泄水孔(7)沿所述捞砂段(4)长度方向设有最少三层，每层的若干所述泄水孔(7)均围绕所述捞砂段(4)的轴线环绕均布设置。

3.根据权利要求1所述的既可清孔捞取砂砾石又可取芯的新型岩芯管，其特征在于，所述岩芯管连接段(8)的上、下两端均以螺纹连接方式分别与所述捞砂段(4)和所述取芯段(9)连接，所述岩芯管连接段(8)的内腔管壁与所述捞砂段(4)的内腔管壁以台梯形插接的方式连接，所述岩芯管取芯段(9)下部可与钻头(10)螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的既可清孔捞取砂砾石又可取芯的新型岩芯管，其特征在于，所述螺纹连接方式为平口螺纹。

5.根据权利要求1所述的既可清孔捞取砂砾石又可取芯的新型岩芯管，其特征在于，所述岩芯管长4.3m；所述捞砂段(4)长2.0m；所述岩芯管连接段(8)长20cm；所述取芯段(9)长2.0m；每一所述进砂口(5)的尺寸均为30mm*300mm；所述内腔管壁的尺寸为内径20mm壁厚3mm；所述储砂室(6)为宽36mm、长1.7m的环柱状结构。

Images