[实用新型]绳索取心加重管孔底加压组合钻具

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种绳索取心加重管孔底加压组合钻具，可用于较大直径地质岩心钻探工程中，亦可用于石油、天然气钻井取心钻探等各类取心钻探中的绳索取心钻探方法。

背景技术：

传统的地质岩心钻探，所采用的绳索取心钻进方法，其钻具一般设计为薄壁形式的钻具，钻杆钻具壁厚为5～7mm，钻杆外径与钻头外径相差6～8mm，其特点是整个钻杆钻具组合是同径到底，由于钻杆内需要打捞内管岩心，钻杆内径较大，钻孔环状间隙小，钻进岩石时，主要靠地表钻机对钻杆施加及调节压力，传递至孔底钻头尅取岩石。其缺点是：其一，在钻探过程中，浅孔时钻头处压力靠地表钻机给整个钻杆柱施加压力，由钻机对钻杆加压，必然引起钻杆柱弯曲，钻杆回转中与钻孔壁摩擦阻力增大，钻杆磨损加剧，钻杆容易折断；其二，在钻探过程中，深孔钻探(超1000m以上深度)时，钻杆柱重量超过钻头所需压力，也是靠钻机地表进行调节，由于钻杆与孔壁的摩擦，难以判断孔底钻头的真实压力，另外钻杆在加压段也会产生弯曲和磨损；其三，在钻探过程中，由于地表钻机加压，钻杆柱回转中稳定性较差，对钻孔孔斜有一定的影响，另外钻具组合是一径式，孔壁间隙相应较小，深孔钻探冲洗液上返阻力较大，影响孔壁稳定性和钻进效果。因此，上述传统的绳索取心钻具组合结构在较大口径钻探中存在诸多不足。

发明内容：

为克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种绳索取心加重管孔底加压组合钻具，它具有孔底自重加压，减少钻杆折断事故，防治孔斜，减小深孔钻杆与孔壁间环状间隙中冲洗液阻力损失，保护孔壁等特点。

本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：

绳索取心加重管孔底加压组合钻具，包括外管总成、内管总成、加重管组合钻具，所述外管总成包括外管、连接于所述外管上下两端的上扩孔器、下扩孔器、所述上扩孔器的上端连接有外管短接，所述下扩孔器的下端连接有钻头；所述内管总成由内管、连接于所述内管下端的卡簧座、连接于内管上端的内管单动岩心打捞装置构成，在所述卡簧座内设有卡簧；所述加重管组合钻具包括连接于所述外管短接上的多根加重管及多根扶正器，并且所述加重管与扶正器呈交替设置，加重管上扶正器连接一根过渡加重管，常规绳索取心钻杆连接于过渡加重管扶正器上。

处于最上端的扶正器的下端连接的是过渡加重管，所述过渡加重管外径小于加重管的外径并且大于常规绳索取心钻杆的外径1～2级，每级级差是10～15mm。

所述钻头的直径比所述外管及加重管的直径大10～12mm，单根所述加重管的长度为9m；所述扩孔器外径与所述钻头外径同径，所述扶正器外径比所述钻头外径小1～2mm。

所述过渡加重管的长度为6～9m，过渡加重管、位于过渡加重管和常规绳索取心钻杆之间的扶正器、以及常规绳索取心钻杆三者之间形成大直径加重管与小直径常规绳索取心钻杆外径级差过渡的塔式组合，该扶正器处也是钻进作业过程中，常规绳索取心钻杆柱向上承受拉力和加重管自重作用向孔底加压的两力中和点。

与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

本实用新型克服了常规绳索取心钻具，在钻进回转过程中，钻头处压力靠地表钻机给钻杆施加压力传递至钻头部位，造成孔内钻杆柱弯曲，与钻孔壁摩擦阻力增大，钻杆柱磨损加剧，钻杆寿命短，且易折断，同时由于钻杆柱孔内回转稳定性差，易造成钻孔孔斜等缺点。本实用新型设计了加重管孔底加压组合钻具结构，其优点是：在不改变常规绳索取心钻具基本功能的基础上，增设了孔底加重管组合钻具，改变了钻具工作时的受力状态。采用增大钻头、扩孔器和外管总成外径(主要是增加外管和加重管壁厚，以增加钻具重量)，上部连接加重管及扶正器，利用孔底钻具以上加重管组合钻具，实现孔底加压之目的。由于孔底加压钻进，减少了孔内钻杆弯曲和钻杆磨损折断事故，同时，减小钻具在钻进过程中的振动和摆动，增强钻具的稳定性，降低钻孔孔斜率；加重组合钻具与常规绳索取心钻杆柱组合，因直径级差较大，上部钻杆与钻孔环状间隙增大，深孔钻进时，冲洗液上返阻力小，有利于孔壁的保护和提高钻进效率。

本实用新型除了能用于较大口径地质岩心钻探外，亦可用于石油、天然气、地下新型能源、水资源勘探及各类取心钻探工程。

附图说明：

图1A、1B为本实用新型结构图(由于版面排布需要，图1A、1B实质是一整体，图1B的左端与图1A右端是相连的)；图2为本实用新型作用原理图(P-向上悬吊力；Q-加重管自重力；W-钻孔壁)。