衝擊迴轉單管跟管鑽具的製作方法

2023-05-30 13:26:11

專利名稱：衝擊迴轉單管跟管鑽具的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於地質勘探的衝擊迴轉單管跟管鑽具，特別涉及一種用於複雜地層鑽掘成孔的衝擊迴轉單管跟管鑽具。
背景技術：
地球上每年有無數處的山體、路基發生垮塌，有大量的複雜地層基礎工程需要進行勘探，有大量的水庫、壩基、複雜地層油氣物探、地質礦產勘查等需要鑽進方法完成。特別在我國的四川、貴州、雲南以及三峽地區，每年都要發生多處的山體滑坡或泥石流地質災害，為了防止和治理這些地質災害，需要採用鑽、錨加固的方法。每年需要鑽進成孔的上述工作量多達幾十萬米。但由於上述地層破碎、不穩定，鑽進成孔非常困難。為了完成上述地層條件下鑽進成孔施工任務，人們設計出了各種鑽具及施工方法，其中包括邊鑽邊跟進支護套管的方法。但由於已有的各種鑽進支護成孔鑽具應用程式複雜、施工效率、成本高、可靠性低，根本無法滿足大量複雜地層鑽進成孔施工市場的需要。
現有的鑽進成孔鑽具在施工過程中必須配備兩套鑽管(鑽杆和套管)，在隨著鑽孔的加深需要加接鑽管(鑽杆和套管)時，必須分兩次加接，先加接上套管，然後在套管內再加接鑽杆，而且當鑽進到預定深度需要提出孔內鑽杆時，由於偏心鑽頭或同心鑽頭不能收回。其缺點是存在著工作程序繁瑣、效率低、勞動強度大、成本高和成孔不可靠的問題。

發明內容
本實用新型克服現有技術中的缺點，提供了一種工作程序簡單、效率高、勞動強度小、成本低和成孔可靠的衝擊迴轉單管跟管鑽具。
為了解決上述技術的問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的衝擊迴轉單管跟管鑽具是由上端帶螺紋的彈卡定位接頭通過螺紋與彈卡室連接，彈卡室通過螺紋與滑動母接頭連接，滑動母接頭下端通過公母花鍵與滑動公接頭上端連接，滑動公接頭下端通過螺紋與傳力短管連接，打撈矛頭通過矛頭連接銷與回收管固定，彈縮定位鉗通過彈卡銷和張簧固定在彈縮定位支撐架上端中心槽裡，回收管罩在彈縮定位鉗和彈縮定位支撐架的外部，回收管兩端有刻槽，回收管通過滑動銷和彈縮定位支撐架連接，其特徵在於彈縮定位架下端通過螺紋與孔底衝擊機構連接，傳力短管通過螺紋與外鑽頭連接，孔底衝擊機構下端通過螺紋與內鑽頭連接，內鑽頭通過孔底傳扭機構與外鑽頭連接組成。
本實用新型還可以通過以下技術方案實現上述彈卡定位接頭內的過流通道通過環流通道、導流密封、過流孔和衝擊機構進氣口與孔底衝擊機構連接組成。
與現有技術相比，本實用新型的優點是工作程序簡單、效率高、勞動強度小、成本低和成孔可靠。


附圖是本實用新型的機構示意圖；具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細描述衝擊迴轉單管跟管鑽具是由上端帶螺紋1的彈卡定位接頭2通過螺紋7與彈卡室8連接，彈卡室8通過螺紋16與滑動母接頭18連接，滑動母接頭18下端通過公母花鍵19與滑動公接頭20上端連接，滑動公接頭20下端通過螺紋22與傳力短管23連接，打撈矛頭3通過矛頭連接銷4與回收管5固定，彈縮定位鉗9通過彈卡銷10和張簧6固定在彈縮定位支撐架13上端中心槽裡，回收管5罩在彈縮定位鉗9和彈縮定位支撐架13的外部，回收管5兩端有刻槽31，回收管5通過滑動銷11和彈縮定位支撐架13連接，其特徵在於彈縮定位架13下端通過螺紋15與孔底衝擊機構21連接，傳力短管23通過螺紋24與外鑽頭26連接，孔底衝擊機構21下端通過螺紋34與內鑽頭27連接，內鑽頭27通過孔底傳扭機構25與外鑽頭26連接，彈卡定位接頭2內的過流通道29通過環流通道30、32、12、導流密封17、過流孔14、衝擊機構進氣口33與孔底衝擊機構21連接組成。
在鑽進施工開始前，內管總成可先在地表或在孔內通過彈卡定位接頭2和彈縮定位鉗9定位在外管總成內。當內管總成到達外管總成內預定位置時，彈縮定位鉗9通過張簧6自動張開，並由彈卡定位接頭2限制內管總成上移。而此時滑動母接頭18和滑動公接頭20也同過公母花鍵19嚙合，孔底傳扭機構25的內外鍵槽也到位嚙合。開始鑽進時，通過彈卡定位接頭2上端的螺紋1連接相適應的內平鑽杆。彈卡定位接頭2通過螺紋7與彈卡室8連接，彈卡室8通過螺紋16與滑動母接頭18連接，滑動母接頭18下端通過公母花鍵19與滑動公接頭20上端連接，滑動公接頭20下端通過螺紋22與傳力短管23連接，傳力短管23通過螺紋24與外鑽頭26連接。彈縮定位支撐架13下端與孔底衝擊機構21通過螺紋15連接。孔底衝擊機構21是市場上可以買到的外構件，其規格型號可採用DHD340A等氣動衝擊機構。孔底衝擊機構21下端通過螺紋34與內鑽頭27連接，內鑽頭27通過孔底傳扭機構25的內外鍵槽與外鑽頭26嚙合。孔底傳扭機構25是一對內外鍵槽，它將來自地表鑽機的扭矩和來自孔底衝擊機構21的衝擊力傳給內鑽頭27和外鑽頭26。打撈矛頭3通過矛頭連接銷4與回收管5固定，起到提拉回收管和內管總成的作用。彈縮定位鉗9通過彈卡銷10固定在彈縮定位支撐架13的上端中心槽裡，彈縮定位鉗9可以繞著彈卡銷10收縮和張開。回收管5罩在彈縮定位鉗9和彈縮定位支撐架13的外部，回收管5兩端有刻槽31，彈縮定位鉗9可以藉助於張簧6在刻槽31裡和彈卡架中心槽向外張開，並定位在彈卡室內和彈卡定位接頭的下端。回收管5和彈縮定位支撐架13通過滑動銷11連接和固定，回收管可以在彈縮定位支撐架13上滑動，滑動銷11起到限制回收管5在彈縮定位支撐架13上滑動的距離和提起孔底衝擊機構21和內鑽頭27的作用。開始鑽進時，鑽機通過鑽杆、彈卡定位接頭2、彈卡室8、滑動母接頭18、滑動公接頭20、傳力短管23、孔底傳扭機構25將鑽機的拉、扭、壓力傳給外鑽頭26和內鑽頭27。與此同時，由空壓機從地表向孔內輸送空氣，通過所配用的鑽杆內徑、過流通道29、環流通道30、32、12、導流密封8及過流孔14、衝擊機構進氣口33輸送到孔底衝擊機構21的內部，並使孔底衝擊機構21開始衝擊工作，由於孔底衝擊機構21通過螺紋與內鑽頭27連接，所以衝擊力就直接施加到內鑽頭27上，內鑽頭27又通過孔底傳扭機構25將部分衝擊力傳給外鑽頭26。這就使得內、外鑽頭在迴轉的同時向地層施加衝擊破碎力，進一步提高巖石的破碎效率和鑽進速度。在鑽進到一定深度需要加接鑽杆時，只需在孔口直接加接單根鑽杆即可繼續鑽進。當鑽進到預定深度時，在孔口利用繩索絞車通過鑽杆內部先將打撈機構下入孔內，打撈機構在到達孔底時可自動抓住打撈矛頭2，隨著打撈機構的上提，回收管4的刻槽31迫使彈縮定位鉗9收縮，當使其收縮到小於彈卡定位接頭2內徑時，隨著打撈機構的繼續提升，內管總成部分將全部被提出孔外，而外管總成被留在孔內，即完成鑽進成孔目的。此時可通過鑽杆內部、彈卡定位接頭2內、彈卡室8內部及傳力短管23內部及外鑽頭26的內徑下入所需的錨具、炸藥或其他物品。最後將孔內鑽杆及外管總成提出，即完成整個施工過程。
由於該實用新型採用可同時起到鑽杆和套管的作用向單套鑽管結構，鑽機施加的扭矩和壓力直接傳遞到內、外鑽頭上，大大提高了衝擊迴轉鑽進效率。內管總成和外管總成採用彈卡定位，回收可靠。加接鑽杆和提出鑽杆的工序分別比已有的技術減少50％，所以操作工序和輔助時間減少，勞動強度明顯降低，效率大大提高。
權利要求1.一種用於地質勘探的衝擊迴轉單管跟管鑽具，包括上端帶螺紋(1)的彈卡定位接頭(2)通過螺紋(7)與彈卡室(8)連接，彈卡室(8)通過螺紋(16)與滑動母接頭(18)連接，滑動母接頭(18)下端通過公母花鍵(19)與滑動公接頭(20)上端連接，滑動公接頭(20)下端通過螺紋(22)與傳力短管(23)連接，打撈矛頭(3)通過矛頭連接銷(4)與回收管(5)固定，彈縮定位鉗(9)通過彈卡銷(10)和張簧(6)固定在彈縮定位支撐架(13)上端中心槽裡，回收管(5)罩在彈縮定位鉗(9)和彈縮定位支撐架(13)的外部，回收管(5)兩端有刻槽(31)，回收管(5)通過滑動銷(11)和彈縮定位支撐架(13)連接，其特徵在於彈縮定位架(13)下端通過螺紋(15)與孔底衝擊機構(21)連接，傳力短管(23)通過螺紋(24)與外鑽頭(26)連接，孔底衝擊機構(21)下端通過螺紋(34)與內鑽頭(27)連接，內鑽頭(27)通過孔底傳扭機構(25)與外鑽頭(26)連接組成。
2.如權利要求1所述的衝擊迴轉單管跟管鑽具，其特徵在於彈卡定位接頭(2)內的過流通道(29)通過環流通道(30、32、12)、導流密封(17)、過流孔(14)和衝擊機構進氣口(33)與孔底衝擊機構(21)連接組成。
專利摘要本實用新型涉及一種衝擊迴轉單管跟管鑽具。屬於地質勘探的技術領域。其用於解決現有鑽具存在的工作程序繁瑣、效率低、勞動強度大、成本高和成孔不可靠的問題。其是由彈卡定位接頭、彈卡室、滑動母接頭、花鍵、滑動公接頭、傳力短管、打撈矛頭、矛頭連接銷、回收管、彈縮定位鉗、彈卡銷、張簧、彈縮定位支撐架、刻槽、滑動銷組成，其特別是彈縮定位架下端與孔底衝擊機構連接，傳力短管與外鑽頭連接，孔底衝擊機構與內鑽頭連接，內鑽頭通過孔底傳扭機構與外鑽頭連接，彈卡定位接頭內的過流通道通過環流通道、導流密封、過流孔、衝擊機構進氣口與孔底衝擊機構連接組成。這種衝擊迴轉單管跟管鑽具可廣泛地應用於坍塌破碎及不穩定地層鑽進成孔。
文檔編號E21B6/00GK2761803SQ200520023419
公開日2006年3月1日 申請日期2005年1月25日 優先權日2005年1月25日
發明者張永勤, 孫建華, 黎毅力 申請人:中國地質科學院勘探技術研究所