[发明专利]一种用于黄土层无液相钻井系统及其使用方法

权利要求书

1.一种用于黄土层无液相钻井系统，至少包括井管，其特征是：还包括用于钻井的钻井装置(1)、用于吊装井管的垂吊系统及用于封固井管与井内壁之间缝隙的封固装置(2)。

2.根据权利要求1所述的一种用于黄土层无液相钻井系统，其特征是：所述的钻井装置包括洛阳铲(11)、卷扬机组(12)、钢丝绳(13)和三脚支架(14)，三脚支架(14)位于待钻井位置的正上方，位于待钻井位置正上方的三脚支架(14)上还连接有滑轮(141)，钢丝绳(13)一端穿过滑轮(141)与用于钻井的洛阳铲(11)连接，钢丝绳(13)另一端卷扬机组(12)连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于黄土层无液相钻井系统，其特征是：所述的垂吊系统包括垂吊装置、井字形支架、夹管夹和紧绳器，垂吊装置的吊绳上连接夹管夹和紧绳器，井字形支架中心形成的矩形方孔尺寸大于井口直径，井字形支架水平设置于井口正上方，井字形支架中心形成的矩形方孔正对井口，吊绳上连接的夹管夹夹紧井管，并再通过绳上连接的紧绳器将井管逐步垂直向井下垂吊。

4.根据权利要求3所述的一种用于黄土层无液相钻井系统，其特征是：所述的垂吊装置为钻机塔架、扒杆或起重机。

5.根据权利要求1所述的一种用于黄土层无液相钻井系统，其特征是：所述的封固装置(2)包括液体混合头(21)、两组活塞泵(22)和一组空压气泵(23)，两组活塞泵(22)的入口分别通过管线与两种发泡原料连接，空压气泵(23)的出口和两组活塞泵22的出口通过管线延伸至液体混合头(21)内。

6.根据权利要求2所述的一种用于黄土层无液相钻井系统，其特征是：所述的洛阳铲(11)包括通过两个铲头(111)和至少4根加装钢管(112)形成的钢管架，两个铲头(111)相对设置形成圆形，加装钢管(112)形成的钢管架一端均匀分布于两个铲头(111)上方圆周上，加装钢管(112)形成的钢管架另一端用于与钢丝绳(13)一端连接。

7.一种用于黄土层无液相钻井系统的使用方法包括权利要求1-6任意一项所述的一种用于黄土层无液相钻井系统，其特征是：包括以下步骤

步骤一：先将钻井装置(1)中的三脚支架(14)安装在待钻井的井孔正上方，然后调整洛阳铲(11)的位置使洛阳铲(11)的中心位置与待钻井的井孔中心位置相对应，最后启动卷扬机组(12)带动钢丝绳(13)所连接的洛阳铲(11)进行钻井施工；

步骤二：在步骤一的基础上，当待钻井的井孔施工完毕后，启动垂吊系统中的垂吊装置将井管吊入施工完毕后的井孔内，在井管吊入前先将井字形支架设置在施工完毕后的井孔上方，井字形支架中心形成的矩形方孔正对井孔中心位置，然后通过垂吊装置上的吊绳所连接的夹管夹和紧绳器将井管锁紧，然后将井管吊入施工完毕后的井孔内；

步骤三：在步骤二的基础上，启动封固装置(2)进行井管外壁与井孔内壁之间的封固，先通过两组活塞泵(22)及空压气泵(23)将两种不同的原料按照输送流量比例通过管线输送到液体混合头(21)内进行混合成发泡剂，然后将液体混合头(21)出液口的一端伸入井管外壁与井孔内壁之间的缝隙内，最后由下向上吊起液体混合头(21)进行封固填充。

8.根据权利要求7所述的一种用于黄土层无液相钻井系统的使用方法，其特征是：所述的步骤二中下方井管时井管底部与井底之间优选留有300mm～500mm空隙。

9.根据权利要求7所述的一种用于黄土层无液相钻井系统的使用方法，其特征是：所述的步骤三中发泡剂的两种不同的原料为聚醚多元醇和异氰酸酯，聚醚多元醇和异氰酸酯的输送流量比例为5:1。

10.根据权利要求7所述的一种用于黄土层无液相钻井系统的使用方法，其特征是：所述的井管为PE400波纹排水管或直径≥377mm的金属管。