一种通孔式单动双管钻具[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 207004457 U(45)授权公告日 2018.02.13

(21)申请号 201721002734.9(22)申请日 2017.08.11

(73)专利权人 无锡锡钻地质装备有限公司

地址 214400 江苏省无锡市江阴市顾山镇

工业集中区东区锡张路122号(72)发明人 徐颂贤　张世文　

(74)专利代理机构 北京方向标知识产权代理事

务所(普通合伙) 11636

代理人 张春合(51)Int.Cl.

E21B 21/00(2006.01)E21B 25/00(2006.01)E21B 17/04(2006.01)E21B 10/46(2006.01)E21B 7/28(2006.01)

权利要求书1页 说明书5页 附图4页

(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利

CN 207004457 U(54)实用新型名称

一种通孔式单动双管钻具(57)摘要

本实用新型公开了一种通孔式单动双管钻具，包括内管和套接在内管外的外管，所述外管底部连接有金刚石钻头，所述外管上端与上驱动接头连接；所述内管底部设有卡簧座，所述卡簧座上设有卡簧；所述内管上端通过连接部件与上驱动接头转动连接，所述连接部件和上驱动接头上设有与内管连通的冲洗通路。通过这样的设计，在连接部件和上驱动接头上设计冲洗通路，钻具到达孔底后（离开孔底100至250毫米）开泵冲孔，水流可直达孔底，由于流速高，压力大，孔底的残渣随水流从孔壁的空隙中被带出地面，孔底就会冲洗干净，这有利于钻进和岩芯的完整性。这样一来钻进的效率和岩芯的完整率（采取率）提高了10%至20%。

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权　利　要　求　书

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1.一种通孔式单动双管钻具，其特征在于：包括内管和套接在内管外的外管，所述外管底部连接有金刚石钻头，所述外管上端与上驱动接头连接；所述内管底部设有卡簧座，所述卡簧座上设有卡簧；所述内管上端通过连接部件与上驱动接头转动连接，所述连接部件和上驱动接头上设有与内管连通的冲洗通路。

2.如权利要求1所述的通孔式单动双管钻具，其特征在于：所述连接部件包括内管接头和主轴，所述内管上端与内管接头连接，所述内管接头上端与主轴连接，所述主轴上端通过推力球轴承与上驱动接头转动连接；所述内管接头上设有与内管连通的下通水孔，所述主轴上设有与下通水孔连通的中通水孔，所述上驱动接头上设有与中通水孔连通的上通水孔；所述上通水孔、中通水孔和下通水孔贯穿连通形成冲洗通路；所述下通水孔上端还设有一个与下通水孔上端口配合使用的堵孔球。

3.如权利要求2所述的通孔式单动双管钻具，其特征在于：所述上通水孔、中通水孔和下通水孔与内管同轴设置；所述冲洗通路内径大于堵孔球外径。

4.如权利要求3所述的通孔式单动双管钻具，其特征在于：所述主轴中部侧壁上还开设有冲洗侧孔，所述冲洗侧孔出水端口与内管和外管之间的缝隙连通。

5.如权利要求4所述的通孔式单动双管钻具，其特征在于：所述内管接头上端通过螺纹与主轴连接，所述主轴上设有内管调节螺母。

6.如权利要求5所述的通孔式单动双管钻具，其特征在于：所述主轴上端设有与推力球轴承配合卡接的挡环，以及将挡环锁紧的锁紧螺母，所述锁紧螺母外部罩有螺罩。

7.如权利要求6所述的通孔式单动双管钻具，其特征在于：所述推力球轴承与冲洗侧孔之间的主轴上设有密封套。

8.如权利要求7所述的通孔式单动双管钻具，其特征在于：所述螺罩上端和密封套下端的主轴上设有油封。

9.如权利要求8所述的通孔式单动双管钻具，其特征在于：所述内管接头上还设有溢水孔，所述溢水孔内端口与内管连通，外端口与内管和外管之间的缝隙连通；所述溢水孔中包含有竖直段，所述竖直段内设有溢水端口，所述溢水端口上设有与其配合的溢水球。

10.如权利要求9所述的通孔式单动双管钻具，其特征在于：所述内管和外端的下部之间设有扶正环，所述外管的下部设有扩孔器。

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一种通孔式单动双管钻具

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技术领域

[0001]本实用新型涉及一种通孔式单动双管钻具。

背景技术

[0002]单动双管钻具由于钻头唇面窄，钻进效果好，在浅表层钻探中还在广泛使用，但缺点是在提钻和再次下钻的过程中会产生掉渣现象，导致孔底不净，需要对孔底进行冲洗，但是现有的单动双管钻具的主轴为实心，冲洗水流只能通过内管和外管之间的缝隙流入，而卡簧座与内管是插接式连接，卡簧座是座在钻头台阶上，阻碍了水流的流出方向，使冲孔效果不很理想，不能将孔底冲洗干净。导致取芯不完整和钻井的空转，减低了钻进效率和岩芯的完整率。现有技术急需一种提高孔底冲洗效果的通孔式单动双管钻具。实用新型内容

[0003]本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种提高孔底冲洗效果的通孔式单动双管钻具。[0004]为实现上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种通孔式单动双管钻具，包括内管和套接在内管外的外管，所述外管底部连接有金刚石钻头，所述外管上端与上驱动接头连接；所述内管底部设有卡簧座，所述卡簧座上设有卡簧；所述内管上端通过连接部件与上驱动接头转动连接，所述连接部件和上驱动接头上设有与内管连通的冲洗通路。[0005]通过这样的设计，在连接部件和上驱动接头上设计冲洗通路，钻具到达孔底后（离开孔底100至250毫米）开泵冲孔，水流可直达孔底，由于流速高，压力大，孔底的残渣随水流从孔壁的空隙中被带出地面，孔底就会冲洗干净，这有利于钻进和岩芯的完整性。这样一来钻进的效率和岩芯的完整率（采取率）提高了10%至20%。[0006]作为优选的，所述连接部件包括内管接头和主轴，所述内管上端与内管接头连接，所述内管接头上端与主轴连接，所述主轴上端通过推力球轴承与上驱动接头转动连接；所述内管接头上设有与内管连通的下通水孔，所述主轴上设有与下通水孔连通的中通水孔，所述上驱动接头上设有与中通水孔连通的上通水孔；所述上通水孔、中通水孔和下通水孔贯穿连通形成冲洗通路；所述下通水孔上端还设有一个与下通水孔上端口配合使用的堵孔球。

[0007]这样的设计是对冲洗通路的细化和优化，同时，冲孔结束，在开钻时从井口把堵孔球投入钻杆中，堵孔球直达内管接头，把下通水孔上端封住，这时水流就从内管与外管之间的间隙中直达孔底，恢复了原来的流向；内管通过主轴与上驱动接头转动连接，实现了双管单动。

[0008]作为优选的，所述上通水孔、中通水孔和下通水孔与内管同轴设置；所述冲洗通路内径大于堵孔球外径。这样的设计利于水流流动，同时保证了堵孔球能穿过冲洗通路到达下通水孔上端口。

[0009]作为优选的，所述主轴中部侧壁上还开设有冲洗侧孔，所述冲洗侧孔出水端口与

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内管和外管之间的缝隙连通。这样的设计保证在钻进时，水流可以从冲洗侧孔到缝隙再到金刚石钻头进行冷却，在从外管与钻孔的缝隙回流。[0010]作为优选的，所述内管接头上端通过螺纹与主轴连接，所述主轴上设有内管调节螺母。这样的设计可以通过内管调节螺母调节内管接头与主轴的连接深度。[0011]作为优选的，所述主轴上端设有与推力球轴承配合卡接的挡环，以及将挡环锁紧的锁紧螺母，所述锁紧螺母外部罩有螺罩。这样的设计利于主轴和推力球轴承配合连接。[0012]作为优选的，所述推力球轴承与冲洗侧孔之间的主轴上设有密封套。这样的设计将主轴和外管之间密封，防止水流回流。[0013]作为优选的，所述螺罩上端和密封套下端的主轴上设有油封。这样的设计避免润滑油泄露。

[0014]作为优选的，所述内管接头上还设有溢水孔，所述溢水孔内端口与内管连通，外端口与内管和外管之间的缝隙连通；所述溢水孔中包含有竖直段，所述竖直段内设有溢水端口，所述溢水端口上设有与其配合的溢水球。这样的设计，当内管内有回流水时，通过溢水端口向缝隙排出，而溢水球避免缝隙中的水向内管流动，提高取芯的完整性。[0015]作为优选的，所述内管和外端的下部之间设有扶正环，所述外管的下部设有扩孔器。这样的设计，避免内管摆动，提高钻进的效率。[0016]本实用新型的优点和有益效果在于：通过使用现在的技术方案，钻具到达孔底后（离开孔底100至250毫米）开泵冲孔，水流可直达孔底，由于流速高，压力大，孔底的残渣随水流从孔壁的空隙中被带出地面，孔底冲洗干净，这有利于钻进和岩芯的完整性。冲孔结束，在开钻时从井口把堵孔球投入钻杆中，堵孔球直达内管接头，把下通水孔上端口封住，这时水流就从内管与外管之间的间隙中直达孔底，恢复了原来的流向，这样一来钻进的效率和岩芯的完整率（采取率）提高了10%至20%。附图说明

[0017]图1为现有的单动双管钻具上半部分结构示意图；[0018]图2为现有的单动双管钻具下半部分结构示意图

[0019]图3为本实用新型单动双管钻具上半部分结构示意图；[0020]图4为本实用新型单动双管钻具下半部分结构示意图。[0021]图中：1、内管；2、外管；3、金刚石钻头；4、上驱动接头；5、卡簧座；6、卡簧；7、内管接头；8、主轴；9、推力球轴承；10、下通水孔；11、中通水孔；12、上通水孔；13、堵孔球；14、冲洗侧孔；15、内管调节螺母；16、挡环；17、锁紧螺母；18、螺罩；19、密封套；20、油封；21、溢水孔；22、竖直段；23、溢水球；24、扶正环；25、扩孔器；26、现有内管；27、现有外管；28、现有金刚石钻头；29、现有上驱动接头；30、现有卡簧座；31、现有卡簧；32、现有内管接头；33、现有主轴；34、现有推力球轴承。具体实施方式

[0022]下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

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如图1和图2，现有的单动双管钻具结构，包括现有内管26和套接在现有内管26外

的现有外管27，所述现有外管27底部连接有现有金刚石钻头28，所述现有外管27上端与现有上驱动接头29连接；所述现有内管26底部设有现有卡簧座30，所述现有卡簧座30上设有现有卡簧31；所述现有内管26上端连接有现有内管接头32，所述现有上驱动接头29连接有现有主轴33，所述现有内管接头32与现有主轴33通过现有推力球轴承34转动连接；所述现有主轴33为实心轴；冲洗水流从现有上驱动接头29流入后直接进入现有内管26和现有外管27之间的间隙，无法进入现有内管26冲洗。

[0024]而现有卡簧座30与现有内管26是插接式连接，现有卡簧座30是座在现有钻头台阶上，阻碍了水流的流出方向，使冲孔效果不很理想，不能将孔底冲洗干净。导致取芯不完整和钻井的空转，减低了钻进效率和岩芯的完整率。[0025]如图3和图4所示，一种通孔式单动双管钻具，包括内管1和套接在内管1外的外管2，所述外管2底部连接有金刚石钻头3，所述外管2上端与上驱动接头4连接；所述内管1底部设有卡簧座5，所述卡簧座5上设有卡簧6；所述内管1上端通过连接部件与上驱动接头4转动连接，所述连接部件和上驱动接头4上设有与内管1连通的冲洗通路。[0026]所述连接部件包括内管接头7和主轴8，所述内管1上端与内管接头7连接，所述内管接头7上端与主轴8连接，所述主轴8上端通过推力球轴承9与上驱动接头4转动连接；所述内管接头7上设有与内管1连通的下通水孔10，所述主轴8上设有与下通水孔10连通的中通水孔11，所述上驱动接头4上设有与中通水孔11连通的上通水孔12；所述上通水孔12、中通水孔11和下通水孔10贯穿连通形成冲洗通路；所述下通水孔10上端还设有一个与下通水孔10上端口配合使用的堵孔球13。[0027]所述上通水孔12、中通水孔11和下通水孔10与内管1同轴设置；所述冲洗通路内径大于堵孔球13外径。

[0028]所述主轴8中部侧壁上还开设有冲洗侧孔14，所述冲洗侧孔14出水端口与内管1和外管2之间的缝隙连通。

[0029]所述内管接头7上端通过螺纹与主轴8连接，所述主轴8上设有内管调节螺母15。[0030]所述主轴8上端设有与推力球轴承9配合卡接的挡环16，以及将挡环16锁紧的锁紧螺母17，所述锁紧螺母17外部罩有螺罩18。

[0031]所述推力球轴承9与冲洗侧孔14之间的主轴8上设有密封套19。[0032]所述螺罩18上端和密封套19下端的主轴8上设有油封20。[0033]所述内管接头7上还设有溢水孔21，所述溢水孔21内端口与内管1连通，外端口与内管1和外管2之间的缝隙连通；所述溢水孔21中包含有竖直段22，所述竖直段22内设有溢水端口，所述溢水端口上设有与其配合的溢水球23（钢球）。[0034]所述内管1和外端的下部之间设有扶正环24，所述外管2的下部设有扩孔器25。[0035]实施例1

[0036]一种通孔式单动双管钻具，包括内管1和套接在内管1外的外管2，所述外管2底部连接有金刚石钻头3，所述外管2上端与上驱动接头4连接；所述内管1底部设有卡簧座5，所述卡簧座5上设有卡簧6；所述内管1上端通过连接部件与上驱动接头4转动连接，所述连接部件和上驱动接头4上设有与内管1连通的冲洗通路。[0037]所述连接部件包括内管接头7和主轴8，所述内管1上端与内管接头7连接，所述内

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管接头7上端与主轴8连接，所述主轴8上端通过推力球轴承9与上驱动接头4转动连接；所述内管接头7上设有与内管1连通的下通水孔10，所述主轴8上设有与下通水孔10连通的中通水孔11，所述上驱动接头4上设有与中通水孔11连通的上通水孔12；所述上通水孔12、中通水孔11和下通水孔10贯穿连通形成冲洗通路；所述下通水孔10上端还设有一个与下通水孔10上端口配合使用的堵孔球13。[0038]所述上通水孔12、中通水孔11和下通水孔10与内管1同轴设置；所述冲洗通路内径大于堵孔球13外径。

[0039]所述主轴8中部侧壁上还开设有冲洗侧孔14，所述冲洗侧孔14出水端口与内管1和外管2之间的缝隙连通。[0040]在使用时，钻进过程中，上驱动接头4带动外管2转动，外管2底部在金刚石钻头3的转进过程中，逐步下行，内管1上端与内管接头7连接，所述内管接头7上端与主轴8连接，所述主轴8上端通过推力球轴承9与上驱动接头4转动连接，在钻进过程中，内管1不随着外管2一起转动，但随着外管2一起下行，将岩芯吃进内管1，当达到预定的深度之后，上驱动接头4与外管2分离，并带内管1一起上行，内管1底部卡簧6将岩芯锁紧，将岩芯提起，在提起过程中以及再次将内管1放下过程中，内管1和外管2会有部分碎渣掉在钻孔内，这些碎渣如不去除，会产生两个不利后果，第一，聚集在钻孔底部，在下次钻进时，会导致金刚石钻头3空转，在碎渣上浪费钻进时间，而不能与岩体实现真真的钻进，降低了钻进效率；第二，在下次岩芯抱起时，最上端的部分为碎渣部分，不是所需的岩芯，降低了岩芯的完整率。[0041]所以本方案的上通水孔12、中通水孔11和下通水孔10贯穿连通形成冲洗通路，钻具到达孔底后（离开孔底100至250毫米）开泵冲孔，水流可通过冲洗通路直达钻孔底部，由于流速高，压力大，孔底的残渣随水流从孔壁的空隙中被带出地面，孔底冲洗干净。然后再进行下一次的钻进，这样就提高了钻进的效率和岩芯提取的完整性。冲孔结束，在开钻时从冲洗通路把堵孔球13（钢球）投入上驱动接头4中，堵孔球13直达内管接头7，把下通水孔10上端口封住，这时水流就从内管1与外管2之间的间隙中直达孔底，再到金刚石钻头3进行冷却，在从外管2与钻孔的缝隙回流，这样一来钻进的效率和岩芯的完整率（采取率）提高了10%至20%。

[0042]实施例2

[0043]作为对实施例1的一种优化，所述内管接头7上端通过螺纹与主轴8连接，所述主轴8上设有内管调节螺母15。

[0044]所述主轴8上端设有与推力球轴承9配合卡接的挡环16，以及将挡环16锁紧的锁紧螺母17，所述锁紧螺母17外部罩有螺罩18。

[0045]所述推力球轴承9与冲洗侧孔14之间的主轴8上设有密封套19。[0046]所述螺罩18上端和密封套19下端的主轴8上设有油封20。[0047]所述内管接头7上还设有溢水孔21，所述溢水孔21内端口与内管1连通，外端口与内管1和外管2之间的缝隙连通；所述溢水孔21中包含有竖直段22，所述竖直段22内设有溢水端口，所述溢水端口上设有与其配合的溢水球23。[0048]所述内管1和外端的下部之间设有扶正环24，所述外管2的下部设有扩孔器25。[0049]在钻进的过程中，冲洗水流从从内管1与外管2之间的间隙中直达孔底，再到金刚石钻头3进行冷却，在从外管2与钻孔的缝隙回流，但是也有少量水流从卡簧座5与内管1的

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间隙流入内管1中，并淤积在内管1的上端；或者是在对钻孔冲洗时，留在内管1内的水体，可以通过溢水端口排到内管1与外管2之间的间隙中，保证岩芯的完整性。[0050]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为实用新型的保护范围。

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图2

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