[发明专利]泥浆护壁空气潜孔锤钻具及钻井工艺

权利要求书

1.一种泥浆护壁空气潜孔锤钻具，其特征在于，钻具为同轴式三通道结构，内层钻杆(5)设有中心通道(20)，内层钻杆(5)与中间层钻杆(4)之间构成的内环间隙通道为第二层通道，中间层钻杆(4)与外层钻杆(3)之间构成的外环间隙通道为第三层通道，钻井中三通道钻具在井内与孔壁之间形成了井壁外环间隙通道(21)，在钻井过程中共形成了四个流体通道。

2.按照权利要求1所述的泥浆护壁空气潜孔锤钻具，其特征在于，所述的同轴式三通道钻具，是由外层钻杆上接头(1)通过螺纹与外层钻杆(3)的上端连接，外层钻杆(3)下端通过螺纹与外层钻杆下接头(7)的上端连接，外层钻杆下接头(7)的下端通过螺纹与潜孔锤上接头(8)上端连接,潜孔锤外管(13)上端通过螺纹与其上接头(8)下端连接，潜孔锤外管(13)下端通过螺纹连接花键套(18)；中间层钻杆(4)和内层钻杆(5)分别固定在外层钻杆(3)内，中间层钻杆上接头(2)通过螺纹与中间层钻杆(4)上端连接，中间层钻杆(4)下端通过螺纹与中间层钻杆下接头(6)上端连接，中间层钻杆下接头(6)下端与潜孔锤上接头(8)为插接连接，心管(9)插入内缸上端盖(10)内并固定，钻井中同轴式三通道钻具的连接方式：上面一根三通道钻杆的外层钻杆下接头（7）与下面一根三通道钻杆的外层钻杆上接头（1）以螺纹相连接；上面一根三通道钻杆的中间层钻杆（4）与内层钻杆（5）与下面一根三通道钻杆的中间层钻杆（4）与内层钻杆（5）之间均为插接方式连接，内缸上端盖(10)装在内缸(11)的上端面，内缸(11)、隔套(14)和衬套(16)依次装在外缸(12)的内圆柱面内，活塞(15)装于内缸(11)和衬套(16)内，钻头(19)以花键插入花键套(18)的花键槽内，用半圆卡(17)卡在钻头(19)上部的环槽内，限制钻头沿花键向下滑出，实现钻头(19)的轴向定位。

3.一种泥浆循环护壁空气潜孔锤钻井工艺，其特征在于，包括以下步骤：

a、连接井内的钻具，包括空气潜孔锤及钻头和同轴式三通道钻杆，同轴式三通道钻具构成了相互封闭的三个流体通道，既钻具内层钻杆(5)的内孔中心通道(20)，由中间层钻杆(4)与内层钻杆(5)构成的内环间隙通道，由外层钻杆(3)与中间层钻杆(4)构成的外环间隙通道，外层钻杆(3)与井壁之间构成了井壁外环间隙通道21，共四个流体通道；

b、钻井过程中每二个流体通道构成一种流体由地面至井底进行独立循环的流体通道，因此井内共有二个分别供压缩空气和泥浆二种动力介质独立循环的流体通道，钻井过程中使用二种不同流体的动力循环介质，既由泥浆泵供给的泥浆动力介质和由空气压缩机供给的压缩空气流体动力介质；

c、钻井中由空气压缩机输出的压缩空气经外层钻杆(3)与中间层钻杆(4)构成的外环间隙通道，进入空气潜孔锤内驱动潜孔锤工作，产生的高频高能冲击力，直接作用于钻头，实现对井底岩石的高效碎岩钻进；

d、驱动潜孔锤工作后的废气经由潜孔锤内部通道进入三通道钻具的中间层钻杆(4)与内层钻杆(5)构成的内环间隙通道，将废气排放至大气中，压缩空气在井内的循环与工作完全处于封闭状态，呈独立循环系统，不与井内接触与联通，使压缩空气不受井内流体围压的影响；

e、在空气潜孔锤钻井的同时，由泥浆泵输出的泥浆冲洗液经井内的同轴式三通道钻具的内孔中心通道(20)进入井底，冷却钻头球齿后携带岩粉和岩屑沿着外层钻杆(3)与井壁之间的井壁外环间隙通道(21)排至井口，进入地面泥浆池。