[发明专利]打捞钻孔内细碎落物的孔底组合钻具及其打捞方法

说明书

技术领域

本发明涉及钻探的技术领域，尤其涉及一种打捞钻孔内细碎落物的孔底组合钻具及其打捞方法。

背景技术

大直径钻孔(≥Ф450mm)硬岩段施工一般采用“小钻打、大钻扩”即一次或多次扩孔的方法，主要以牙轮钻头、泥浆正循环工艺(或气举反循环工艺)来完成。为了降低施工成本，采用的大直径扩孔牙轮钻头大多是由石油钻探行业回收的二手牙轮钻头(在石油钻探中只使用了其寿命的1/3)经切割、修复后按照一定规律重新拼装组合而成，在扩孔钻进施工过程中，比较常见的孔内事故是扩孔牙轮钻头的牙掌脱落。还有因钻场工人不慎会将一些刮刀片、钳牙、卡瓦牙、小型工具等不规则的细碎物件掉入孔内。经过钻探行业对孔内落物事故处理经验的不断积累，目前处理此类细碎物件孔内落物事故的方法和工具也有很多，比如：一把抓、随钻打捞杯、磁力打捞器、孔底局部反循环打捞蓝、动磁式反循环打捞蓝、反循环一把抓打捞蓝、喷射吸入式反循环打捞蓝、静水压力落物打捞器、引爆式强力气举打捞器、取心打捞器、反循环井底清洁器、双筒钢丝捞筒、液力打捞器等等。

对比分析上述打捞方法与工具，很多方法是采用反循环的原理进行打捞，其中，引爆式强力气举打捞方法可建立瞬间的全孔反循环通道，实践证明该方法在巨大的压差作用下打捞效率很高，但是只适用于套管内或比较干净的裸眼内使用；其它反循环打捞方法是通过特殊的打捞筒结构建立孔底局部反循环实施打捞作业。以上所述反循环打捞方法都不能实现连续打捞，即孔内有较厚淤泥和岩屑等沉淀物时需首先下钻冲洗孔底，然后再下钻实施打捞作业。

气举反循环钻进工艺是原地矿部“七五”至“九五”科技成果推广项目，气举反循环基本原理是：将压缩空气通过供气管路送至气水混合器，使空气与钻杆内的水混合，从而形成比重小于管外液体的气液混合液注。基于此原理的气举反循环钻进工艺可建立全孔的反循环通道，并在孔底形成强烈的抽吸作用，减少孔内岩屑的重复破碎，提高钻进效率。经实践表明：在同样地层条件下，气举反循环钻进比常规泥浆回转钻进效率高2～3倍。随着近些年大直径钻孔工程项目的增多，气举反循环钻进工艺逐步在大直径钻孔施工中推广开来，目前很多施工单位已经配备了大规格(≥Ф140/80mm)双壁钻杆以增强本单位的市场竞争力。因此，利用该工艺所配备的大规格双壁钻杆进行孔内细碎物件的打捞具有良好的物质基础。

为此，本发明的设计者有鉴于上述打捞方法的缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种基于气举反循环原理利用大规格双壁钻具进行打捞钻孔内细碎落物的孔底组合钻具及其打捞方法，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种打捞钻孔内细碎落物的孔底组合钻具及其打捞方法，其基于气举反循环原理而设计，可实现细碎物件的连续打捞，提高打捞效率，从而节约时间成本和经济成本。

为解决上述问题，本发明公开了一种打捞钻孔内细碎落物的孔底组合钻具，至少包含双壁钻具、气水混合器、单壁钻具和打捞筒，其特征在于：

所述双壁钻具的外壁下端连接所述气水混合器，内壁下端连接所述单壁钻具，所述单壁钻具的下端设有所述打捞筒；

所述打捞筒包括接头、筒体、钢丝绳和切削齿，所述筒体的上端通过接头连接钻具，其下端边缘设有多个切削齿，所述筒体内设有至少一层由多根钢丝绳组成的打捞网。

其中：各层打捞网通过多根钢丝绳按照一定角度间隔从筒体下部预打孔以筒体的直径方向穿入后，以钎焊方式将钢丝绳与筒体焊接固定，从而形成径向网状结构。

其中：所述切削齿为柱状合金，均匀分布在筒体下端外边缘。

其中：所述筒体的外侧表面设有耐磨带。

其中：所述耐磨带设置为绕筒体侧面螺旋状上升。

其中：所述双壁钻具的上端连接一气盒子或通过双壁方钻杆连接双壁气水龙头。

还公开了打捞钻孔内细碎落物的孔底组合钻具的打捞方法，包含如下步骤：

a.将孔底组合钻具下放至距细碎落物上方1m～2m的位置；

b.将孔底组合钻具与地面注气管线、排渣管线等地面管汇连接，并将注水管线与孔口管连接；

c.建立气举反循环通道；

d.采用低转速，继续缓慢下放孔底组合钻具，在细碎落物处进行气举反循环强力打捞，在环空流体不断地向打捞桶内部的高速流动带动下，清理掉沉积在细碎落物上方的淤泥和岩屑等沉淀物，并将沉淀物沿双壁钻具内管通道携带至地面；