[发明专利]能够塞入密封材料的响应式钻杆密封结构及密封方法

权利要求书

1.一种能够塞入密封材料的响应式钻杆密封结构，包括孔口管，孔口管内设置有钻杆，钻杆前端设置有钻头，孔口管上设置有分流口；其特征在于：孔口管内位于分流口上部设有用于封闭钻杆和孔口管之间间隙的密封腔，密封腔的上、下端呈锥环状，钻杆穿过密封腔上、下端的锥环，密封腔设有注入密封材料的注入口，密封腔内充满密封材料。

2.根据权利要求1所述的能够塞入密封材料的响应式钻杆密封结构，其特征在于：密封腔上、下端的锥环内径与钻杆外径相差4mm，小于密封材料的长度或直径，保证钻杆自由转动和串动。

3.根据权利要求1所述的能够塞入密封材料的响应式钻杆密封结构，其特征在于：注入口设置两个，两个注入口沿孔口管径向对称设置。

4.根据权利要求3所述的能够塞入密封材料的响应式钻杆密封结构，其特征在于：采用泥浆泵间断性注入密封材料时，其中一个注入口封闭，另一个注入口通过连接软管与泥浆泵连接，泥浆泵连接泥浆池。

5.一种如权利要求1-4任意一项所述能够塞入密封材料的响应式钻杆密封结构的密封方法，其特征在于，按下述步骤进行：

（1）在岩层钻孔口部将孔口管用水泥固结牢固；

（2）在钻杆固定不动情况下，向密封腔内填充密封材料，密封材料为柔软密封物，柔软密封物选择棉丝、盘根、短麻绳及类似物，长度和直径适宜，方便由注入口手动塞入为宜；密封腔内充满密封材料后将注入口牢固封闭；

（3）钻杆启动，钻头和钻杆钻进并钻透岩层中的水体，在岩层压力作用下，水体会沿孔口管向外喷涌出来，经过分流口后由密封腔下端的环状间隙进入密封腔，密封腔内的密封材料会被推挤到密封腔上端即出口方向的环状间隙处，使该出口方向的环状间隙被密封材料挤压密封，形成响应式自密封状态；

（4）在钻杆转动和串动情况下，保持密封状态的密封材料会逐渐损耗，孔内压力会造成出口方向环状间隙的泄漏；此时，通过补充密封腔内的密封材料，实现响应式自密封状态；或者：

密封材料选择泥浆泵能够顺畅输送的纤维颗粒泥浆，纤维颗粒泥浆是锯沫短纤维碎果壳泥浆；泥浆池内有足够量的纤维颗粒泥浆，通过泥浆泵间断性运转，向密封腔内补充密封材料；泥浆泵停止运转，在孔口管内流体压力推动下，密封腔内的纤维颗粒物会被推挤到出口方向的环状间隙处，实现持续性的响应式动态密封。