[发明专利]一种具有孔壁夯实功能的跟管钻进系统

说明书

本发明公开了一种具有孔壁夯实功能的跟管钻进系统，所述套管上同轴连接有一节连接筒，连接筒上下两端均连接套管，连接筒位于靠近钻杆与冲击器的连接处，连接筒包括上筒部、下筒部以及旋转连接于上筒部与下筒部之间的旋转部，旋转部的外壁沿其周向设有若干球面凸起；球面凸起可径向滑动地安装于旋转部上，旋转部内设有驱使球面凸起向外滑动的弹性件，旋转部与球面凸起之间设有限制球面凸起脱离旋转部的限位结构，旋转部与钻杆之间设有联动结构，联动结构包括铰接于钻杆外壁的连接杆以及沿周向设置于旋转部内壁的转动槽，连接杆与转动槽的周向端壁抵触形成联动配合。本发明具有在跟管钻进过程中夯实孔壁土的功能，使得套管拔除过程中不易发生塌孔。

技术领域

本发明涉及岩土工程钻探技术领域，尤其是涉及一种具有孔壁夯实功能的跟管钻进系统。

背景技术

潜孔冲击跟管钻进技术是针对破碎、漏失、坍塌等复杂地层钻进成孔的高效钻探方法。其利用潜孔锤高效碎岩、利用同步跟入套管保护孔壁，实现钻进、护壁和排渣三个工序同时进行。

现有技术中授权公告号为CN 200940443Y的中国专利文件公开了一种潜孔跟管钻进系统，包括导正器，与导正器连接的冲击器和管靴，与管靴连接的套管，导正器前端有偏心轴与偏心扩孔钻头和中心导向钻头连接。导正器上面与冲击器配合，下面与管靴配合，管靴与套管螺纹连接，管靴与导正器通过凸台连接。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：跟管钻进技术采用套管进行护壁可以针对复杂地质情况钻探使用，在一些建筑工程施工中，套管有作为建筑永久性构件使用的，但多数都需要回收利用，用跟管钻进技术虽然保障了钻孔过程中的顺利进行，但针对松散地质情况使用时，拔除套管的过程中，孔壁存在松塌的可能。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有孔壁夯实功能的跟管钻进系统，具有在跟管钻进过程中夯实孔壁土的功能，使得套管拔除过程中不易发生塌孔。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种具有孔壁夯实功能的跟管钻进系统，包括导正器，与导正器连接的冲击器和管靴，与冲击器连接的钻杆，与管靴连接的套管，导正器前端连接有钻头组，所述套管上同轴连接有一节连接筒，所述连接筒上下两端均连接套管，所述连接筒位于靠近钻杆与冲击器的连接处，所述连接筒包括上筒部、下筒部以及旋转连接于上筒部与下筒部之间的旋转部，所述旋转部的外壁沿其周向设有若干球面凸起；所述球面凸起的球面朝外可径向滑动地安装于旋转部上，所述旋转部内设有驱使球面凸起向外滑动的弹性件，旋转部与球面凸起之间设有限制球面凸起脱离旋转部的限位结构，所述旋转部与钻杆之间设有联动结构，所述联动结构包括铰接于钻杆外壁的连接杆以及沿周向设置于旋转部内壁的转动槽，所述连接杆与转动槽的周向端壁抵触形成联动配合。

通过采用上述技术方案，在套管上连接有连接筒，且连接筒上包括有与钻杆联动的旋转部，当钻杆转动且套管跟进时，连接筒会伴随套管跟进向孔内滑动，由于钻杆转动时会带动旋转部旋转，因此旋转部可带动球面凸起周向转动。在弹性件的作用下，球面凸起是凸出连接筒外壁的，因此球面凸起伴随旋转部转动过程中可以对孔壁进行挤压夯实。由于球面凸起为可径向滑动地安装于旋转部上，当遇到孔壁坚硬物质的挤压时，球面凸起可径向向旋转部内滑动，从而保持较为顺畅地转动。而球面凸起，外侧球面的设计，在转动的过程中可以实现逐渐相对柔和地对周围土进行挤压，使得孔壁不易出现塌陷。联动结构采用铰接于钻杆的连接杆与转动槽配合的方式，可以实现钻杆的正常提杆，在钻孔结束后，将钻头提出套管的过程中，连接杆可以通过向钻头组所在侧转动，从而离开转动槽。在插入钻杆时，先向远离钻头组一侧转动连接杆，使得连接杆进入套管内，向下插入钻杆至指定位置时，连接杆伴随自重转动至转动槽内，当钻杆转动时，连接杆伴随钻杆转动至转动槽周向端壁处，并在钻杆继续转动时推动旋转部旋转。采用本技术方案，可以对孔壁进行夯实，使得套管拔除过程中不易发生塌孔。