[发明专利]套管起拔装置及套管起拔方法

说明书

本发明涉及套管起拔装置及套管起拔方法以解决现有技术中起拔套管串困难的技术问题。本发明的套管起拔装置在使用时，将母头串设在套管串的下端或中下端，并将母头随套管串下入钻孔中。再通过钻具下放公头使公头上的扁形轴段插入到母头上扁形孔段的下方，转动公头使扁形轴段的长度朝向与扁形孔段的宽度朝向一致，此时扁形轴段的上端轴肩会被扁形轴段的下端孔口沿所挡止，再上提钻具即可将套管串拉松。与水文地质钻孔常规起拔套管方式相比，从套管串下部设计位置起拔套管，套管串受力位置由套管串头部移至套管串的任意位置，确保套管串上拉时不易被拉断，套管提拔成功和全部起出的概率大幅提高。

技术领域

本发明涉及套管起拔装置及套管起拔方法。

背景技术

水文地质钻孔施工至目的层位后，需要下入抽水套管，进行抽水试验，掌握目的层位的水文地质数据，对矿山设计和开采的水文地质条件进行评价。有些水文钻孔特别是一些矿井井口检查钻孔，在施工过程中，需要完成多个目的层段的抽水工作，需要起下抽水套管多次。为实现水文钻孔单孔多层次抽水和降低钻孔的施工成本，在对目的层位进行抽水试验结束后，需要从钻孔内起出下入孔内的抽水套管。由于套管下入孔内后，目的层位上部抽水套管与孔壁的设计位置进行了封闭止水、抽水套管与钻孔孔壁之间充斥泥浆，在15天左右的抽水试验周期中，孔内泥浆失水、沉渣、掉块和CO2洗井等会影响抽水套管的安全起出。

目前，国内起拔抽水套管的方法如下：从套管串的位于地面位置的头部向上拉松套管串后，再依次起出相互之间通过丝扣连接的套管。由于套管串在孔内受以上因素的影响，加之套管自身管壁薄、套管两端加工用于连接的丝扣后套管丝扣连接部位的强度大幅下降，套管提拔拉力受到很大的限制。在上拉套管串遇阻时，套管将难以从孔内起出，若加大拉力，很可能会将套管串中间某一部位拉断，只能起出部分套管，不仅会造成材料浪费、还会造成无法继续施工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种套管起拔装置以解决现有技术中起拔套管串困难的技术问题；本发明的目的还在于提供使用上述套管起拔装置起拔套管的方法。

为实现上述目的，本发明的套管起拔装置采用以下技术方案：

套管起拔装置，包括公头和母头，公头和母头的轴线均沿上下方向延伸，所述母头上设置有用于与相邻套管连接成套管串的套管连接结构，母头的中部设置有通孔，通孔包括中部的扁形孔段及位于扁形孔段两侧的扩孔段，公头的一端设置有用于与钻具连接的钻具连接结构，公头包括扁形轴段，扁形轴段的尺寸大于公头上其他轴段的尺寸而形成尺寸扩大段，所述扁形轴段的尺寸小于扁形孔段的尺寸以使扁形轴段能通过所述扁形孔段进入其下端的扩孔段内，所述扁形轴段横截面的长度大于扁形孔段横截面的宽度。

所述扁形孔段与扩孔段之间加工有过渡内锥面，扁形轴段的上端轴肩与其上方的轴段之间加工有与所述过渡内锥面形状吻合适配的过渡外锥面。

所述扁形孔段的上、下端孔口沿均设置有所述过渡内锥面。

所述公头还包括位于扁形轴段下端的导向轴段，所述导向轴段的直径小于或等于扁形轴段横截面的宽度。

所述扁形轴段的形状与扁形孔段的形状吻合适配。

所述扁形轴段与扁形孔段的长度方向两端均为弧形而使其横截面形状呈键形。

本发明的套管起拔方法采用以下技术方案：

套管起拔方法，包括以下步骤：第一步，将母头串接在套管串中；第二步，套管串下入钻孔并进行抽水试验；第三步，将公头连接在钻具下方，下放钻具至公头上的扁形轴段穿过母头上的扁形孔段；第四步，转动公头至扁形轴段的长度与扁形孔段的宽度一致；第五步，上提钻具向上拉松套管串；第六步，转动公头使扁形轴段的长宽分别与扁形孔段的长宽一致，上提钻具使公头和母头分离。

在所述第六步之后，还包括以下步骤，从套管串头部上拉套管串并由上向下起出各套管及母头。