[发明专利]一种双壁钻杆驱动全地质导向钻头的导向转向方法

说明书

本发明公开了一种双壁钻杆驱动全地质导向钻头的导向转向方法，其中广谱型岩石穿越导向钻头包括：第一芯轴、第一芯轴外壳、第二芯轴、传动外壳、转向机构和钻具部分，本发明采用超越离合器加转向弯头导向机构，替代泥浆马达导向，减少泥浆用量，提高了导向钻进扭矩，给穿越施工节省了大量资金投入，还大大缩短了钻导向孔时间，为非开挖穿越施工提高了工作效率，降低了施工风险。

技术领域

本发明适用于地下定向穿越工程中岩石及泥土层全地质导向孔钻进作业，具体涉及一种双壁钻杆驱动全地质导向钻头的导向转向方法。

背景技术

定向穿越工程施工遇到岩石或砂石混合地层时一般只能采取螺杆马达带动钻头转进，其工作原理是：钻杆与螺杆马达同时旋转时，导向钻头直线钻进；钻杆不转，螺杆马达旋转时，通过转向弯头实现变向，这时导向钻头按设计轨迹的方向前进。螺杆马达转进需要消耗大量泥浆，增加钻孔费用，带来环境污染。并且螺杆马达寿命较短，扭矩较小，造成钻孔效率低下，螺杆马达经常更换检修给施工造成很大不便。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种双壁钻杆驱动全地质导向钻头的导向转向方法，包括以下步骤：

步骤一：双壁钻杆的内钻杆插头和外钻杆插头分别插接至内钻杆接头和外钻杆接头内，然后双壁钻杆的内钻杆和外钻杆分别驱动第一芯轴与第一芯轴外壳同时顺时针旋转，此时，钻具部分在岩石中直线前进；

步骤二：需要变向时，根据设计轨迹调整转向弯头方向，使之对应相应钟表盘面的位置；

步骤三：双壁钻杆的外钻杆停止旋转，内钻杆继续驱动第一芯轴与顺时针旋转，此时第一芯轴和第二芯轴单独旋转驱动牙轮钻头转动，第一芯轴外壳和传动外壳在没有旋转扭矩的情况下不旋转，只是被第一芯轴和第二芯轴推动做直线前进，牙轮钻头在沿转向弯头偏向的方向上钻进，实现在岩石中变向；

步骤四：恢复到直线钻进时，双壁钻杆的外钻杆重新启动旋转，此时双壁钻杆的内钻杆和外钻杆再次分别驱动第一芯轴与第一芯轴外壳同时顺时针旋转，钻具部分就可以继续直线前进了；及

步骤五：如此循环反复以上步骤以实现钻具部分的变向控制。

根据上述一种双壁钻杆驱动全地质导向钻头的导向转向方法，包括：

第一芯轴、钻具部分和第二芯轴依次连接，第一芯轴的第一端外部设有内钻杆接头，第二芯轴的第一端设有带有牙轮钻头的导向钻头接头，这样内钻杆的旋转推进依次通过内钻杆接头、第一芯轴、钻具部分、第二芯轴和导向钻头接头传动至牙轮钻头；

第一芯轴外壳、转向机构和传动外壳依次连接及套在第一芯轴、钻具部分和第二芯轴外，第一芯轴外壳的第一端连接有外钻杆接头，传动外壳第一端与导向钻头接头通过第二连接构件连接在一起，这样外钻杆的旋转推进依次通过外钻杆接头、第一芯轴外壳、转向机构、传动外壳、第二连接构件和导向钻头接头传动至牙轮钻头；

内钻杆接头和外钻杆接头分别设有内钻杆接入腔和外钻杆接入腔，内钻杆接头套在外钻杆接头的内部，及内钻杆接入腔的外端与外钻杆接入腔的内端接触，这样外钻杆与外钻杆接入腔旋合时内钻杆自动插接至外钻杆接入腔。

根据上述一种双壁钻杆驱动全地质导向钻头的导向转向方法，其中，转向机构包括本体接头和与本体接头连接的转向弯头，转向弯头与本体接头之间具有一个偏向角度，本体接头的另一端与第一芯轴外壳连接，转向弯头的另一端与传动外壳连接，这样所述转向机构的转向弯头根据设计轨迹调整方向从而使牙轮钻头调整钻进方向。