[实用新型]反循环钻探法设备

说明书

技术领域

本实用新型属于地质钻探技术领域，具体涉及反循环钻探法用设备。

背景技术

反循环钻探技术是伴随着正循环钻探技术的发展而相应发展起来的一种新型的钻探方法，由于在某种条件下，反循环具有比正循环钻探方法更多的优点，能够取得较优的经济效果，因此，近年来得到了很大发展，应用面逐步扩大。

反循环钻探技术是钻探冲洗液自孔口经钻杆与孔壁间或双壁钻杆的内外管之间的环状空间向下行，到达孔底后又从钻杆或双壁钻杆内管上返到地表的一种相反方向循环方式的钻探和取样技术。冲洗液介质可以是水、泥浆或空气。

20世纪40～50年代，反循环钻探技术开始在荷兰、德国兴起，很快推广到世界各地，并相继出现了多种形式的反循环钻探技术。初期的反循环钻探只能采取岩矿屑。近年来在地质钻探中应用反循探环钻技术已能成功地连续采取岩（矿）心。反循环钻探时，由于冲洗介质在钻杆中心孔内以高速度上升,故排出钻屑的能力强,钻屑粒径大，钻屑在孔底的重复破碎少，能大幅度提高钻探效率，特别是在大口径钻探中效果明显。

反循环钻探技术主要有以下几种：

泵吸反循环：

主要工作机械是一台砂石泵, 当砂石泵工作时吸入口压力低于大气压力，其最大值称为砂石泵的真空度。孔内循环介质在大气压作用下产生循环方式。其驱动冲洗介质流动的压力称为驱动压力，该压力等于泵的真空度，因此要求所用砂石泵要有较高的真空度。砂石泵启动时要用真空泵或灌注泵先排出砂石泵及管路内的空气才能启动工作。

射流反循环：

工作时由工作泵输来的高压液体经过射流泵的喷嘴形成高速射流，使射流泵的吸入口形成低于大气压的低压区，孔内冲洗液在大气压力作用下被抽吸入射流泵。其循环方式和原理与泵吸反循环相似。对于泵吸反循环和射流反循环，当砂石泵和射流泵位于地表时,其驱动压力相当于泵的真空度，不可能大于1个大气压，故只适用于浅孔反循环钻探。这两种反循环设施均能设计成正反循两用，以便用来排除管道堵塞及适应不同地层钻探工艺的需要。

气举反循环：

压缩空气经输气通道进入混合室与钻孔冲洗液混合，在混合室上部钻杆内产生比重较小的气水混合流，而混合室以上钻杆外冲洗液由于没有掺入空气，因此比重较大，这样内外水柱由于比重不同而产生压力差,在此压力差作用下冲洗液按图2箭头所示方式循环。其驱动压力随混合室沉没深度增加而增加，沉没深度不大时，排出岩屑效率不高，沉没深度小于15米时工作不正常，故气举反循环常与其他循环方式组合使用。当采用高压空气压缩机时可使沉没深度增加，从而使驱动压力增大，因此可以钻较深的孔。

贯通式气动潜孔锤反循环钻探法：

贯通式气动潜孔锤配备双壁钻杆，压缩空气在钻头底部排气口的负压区排出气流速度高，接近亚音速，对岩心、岩屑能产生强大抽吸力与推动力，解决了长期以来砾石层松散地层不能取得足够岩心岩样的难题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种反循环钻探法设备，能够实现排出岩屑样的现场随钻分离，地面能取得实时样品，对地质人员判断地层非常有利。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种反循环钻探法设备，其为贯通式气动潜孔锤反循环连续取样钻进系统，包括钻具、压缩空气发生装置以及排出岩屑样的随钻分离装置，钻具包括从下到上依次设置的反循环钻头、贯通式潜孔锤、双壁钻杆以及双通道水龙头，双通道水龙头连接高压胶管和鹅颈弯管，压缩空气发生装置连接高压胶管，排出岩屑样的随钻分离装置连接排渣管，鹅颈弯管连接排渣管，排出岩屑样的随钻分离装置包括旋流器和岩屑样分离装置，排渣管连接旋流器的进料口，岩屑样分离装置包括立管和斜管，立管的顶端连接旋流器的底流口，斜管与立管的夹角为105°-125°，斜管顶端与立管下端连接，斜管的管底至少部分采用滤网构成。

上述反循环钻探法设备，斜管的下端口为斜口，斜管下端的下侧边向上翻边，斜管下端的上侧边较斜管下端的下侧边更加靠近斜管上端。

上述反循环钻探法设备，滤网的正下方为池。

上述反循环钻探法设备，压缩空气发生装置包括空气压缩机、单向阀、第一气罐、冷却器、油水分离器和第二气罐，空气压缩机采用电动机驱动，空气压缩机、单向阀、第一气罐、冷却器、油水分离器和第二气罐通过管道顺次连接，高压胶管连接第二气罐，排水器固定于第一气罐罐底。