[发明专利]一种扩孔用闭气循环贯通式泥浆护壁集束式潜孔锤及方法

说明书

本发明公开了一种扩孔用闭气循环贯通式泥浆护壁集束式潜孔锤及方法，包括外管、中间管、内管依次套设构成的同轴三通道结构，内管为第一排渣通道，内管与中间管之间为第一排气通道，中间管与外管之间为第一进气通道，外管与配气室连接，配气室与固定盘之间设多个贯通式潜孔锤，压缩空气通过第一进气通道进入配气室驱动该潜孔锤工作，废气通过导气管进入第一排气通道，泥浆从孔口环空注入携带孔底岩屑沿着贯通式潜孔锤中心通道、导渣弯管、第一排渣通道上返至地表，过程中压缩空气闭式循环只用于驱动该潜孔锤工作，不受孔内涌水、深孔的限制，同时实现泥浆反循环排渣，有利于孔壁稳定、冷却钻头、保护环境，地层适应性强。

技术领域

本发明属于钻探设备技术领域，具体涉及一种扩孔用闭气循环贯通式泥浆护壁集束式潜孔锤及方法。

背景技术

随着油气资源勘探与开发、大型建筑桥梁桩基钻探施工、地热钻井、矿山救援井等领域的不断发展，钻井工程正逐渐向中大口径过度，采用常规钻井方法钻遇较硬岩层时，钻进效率与钻具寿命显著降低，施工成本与钻井周期明显升高，已成为国内学者专家公认的技术难题。

气动潜孔锤作为目前高效碎岩的主要工具之一，在钻探技术领域得到了良好的发展与广泛的推广，而集束式气动潜孔锤作为其中的一种类型在中、大口径钻井施工中起到至关重要的作用。由于我国地质条件复杂且含水地层相对较多，而且目前大多数钻孔施工采用空气潜孔锤正循环钻井工艺，当井深增加、涌水严重时，孔内背压升高，导致压缩空气的风压增高而使其被压缩，从而影响气动潜孔锤的正常工作，需要通过多台空压机并联并配合增压机来提高压缩空气的风量与风压，致使设备群庞大、投资高、污染环境。尤其当钻遇孔壁稳定性较差地层的时候，无法对孔壁采取有效的保护措施，一定程度上限制了空气集束潜孔锤钻井工艺技术的应用与推广。而针对目前的扩孔反循环集束式潜孔锤，采用常规单体潜孔锤捆扎并配合中心通道实现空气反循环钻进，确实在一定程度上解决了大口径钻孔排渣困难的问题，但是无法解决深孔施工、孔内涌水、孔壁失稳带来的一系列问题，仍然具有其局限性。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供了一种扩孔用闭气循环贯通式泥浆护壁集束式潜孔锤及方法，克服现有技术无法解决深孔施工、孔内涌水、孔壁失稳带来的一系列问题的缺陷。

为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：

一种扩孔用闭气循环贯通式泥浆护壁集束式潜孔锤，包括从内到外依次套设的内管、中间管和外管；且内管、中间管和外管的下端连接同轴的导向接头；

还包括沿外管周向布设的多个导渣弯管，导渣弯管一端穿过外管和中间管并与内管密封连通，另一端连接有与外管平行的导渣接头；所述导渣接头由外到内依次为导渣外管和导渣内管，导渣外管与中间管之间通过导气管密封连通；

紧贴所述外管一周设有与外管密封连通的配气室，配气室下方开设与多个导渣接头对应且同轴的配气室开口；所述导渣接头贯穿配气室并伸出配气室开口；

所述配气室开口和导渣接头下端连接有下接头；所述下接头包括从外到内依次同轴套设的下接头外管、下接头中间管和下接头内管，下接头外管连通配气室开口，下接头中间管连通导渣外管，下接头内管连通导渣内管；下接头下方连通有贯通式潜孔锤。

本发明还包括如下技术特征：

具体的，所述内管为第一返渣通道，中间管和内管之间的通道为第一排气通道，外管与中间管之间的通道为第一进气通道；

所述下接头内管为第二返渣通道，下接头中间管和下接头内管之间的通道为第二排气通道，下接头外管与下接头中间管之间的通道为第二进气通道；

所述导渣内管和导渣弯管密封连通且为第三返渣通道，导渣外管与导渣内管之间的通道为第三排气通道；

所述第一返渣通道、第二返渣通道和第三返渣通道连通；