专利名称：冲击回转单管跟管钻具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于地质勘探的冲击回转单管跟管钻具，特别涉及一种用于复杂地层钻掘成孔的冲击回转单管跟管钻具。
背景技术：
地球上每年有无数处的山体、路基发生垮塌，有大量的复杂地层基础工程需要进行勘探，有大量的水库、坝基、复杂地层油气物探、地质矿产勘查等需要钻进方法完成。特别在我国的四川、贵州、云南以及三峡地区，每年都要发生多处的山体滑坡或泥石流地质灾害，为了防止和治理这些地质灾害，需要采用钻、锚加固的方法。每年需要钻进成孔的上述工作量多达几十万米。但由于上述地层破碎、不稳定，钻进成孔非常困难。为了完成上述地层条件下钻进成孔施工任务，人们设计出了各种钻具及施工方法，其中包括边钻边跟进支护套管的方法。但由于已有的各种钻进支护成孔钻具应用程序复杂、施工效率、成本高、可靠性低，根本无法满足大量复杂地层钻进成孔施工市场的需要。
现有的钻进成孔钻具在施工过程中必须配备两套钻管(钻杆和套管)，在随着钻孔的加深需要加接钻管(钻杆和套管)时，必须分两次加接，先加接上套管，然后在套管内再加接钻杆，而且当钻进到预定深度需要提出孔内钻杆时，由于偏心钻头或同心钻头不能收回。其缺点是存在着工作程序繁琐、效率低、劳动强度大、成本高和成孔不可靠的问题。
发明内容
本实用新型克服现有技术中的缺点，提供了一种工作程序简单、效率高、劳动强度小、成本低和成孔可靠的冲击回转单管跟管钻具。
为了解决上述技术的问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的冲击回转单管跟管钻具是由上端带螺纹的弹卡定位接头通过螺纹与弹卡室连接，弹卡室通过螺纹与滑动母接头连接，滑动母接头下端通过公母花键与滑动公接头上端连接，滑动公接头下端通过螺纹与传力短管连接，打捞矛头通过矛头连接销与回收管固定，弹缩定位钳通过弹卡销和张簧固定在弹缩定位支撑架上端中心槽里，回收管罩在弹缩定位钳和弹缩定位支撑架的外部，回收管两端有刻槽，回收管通过滑动销和弹缩定位支撑架连接，其特征在于弹缩定位架下端通过螺纹与孔底冲击机构连接，传力短管通过螺纹与外钻头连接，孔底冲击机构下端通过螺纹与内钻头连接，内钻头通过孔底传扭机构与外钻头连接组成。
本实用新型还可以通过以下技术方案实现上述弹卡定位接头内的过流通道通过环流通道、导流密封、过流孔和冲击机构进气口与孔底冲击机构连接组成。
与现有技术相比，本实用新型的优点是工作程序简单、效率高、劳动强度小、成本低和成孔可靠。
附图是本实用新型的机构示意图；具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细描述冲击回转单管跟管钻具是由上端带螺纹1的弹卡定位接头2通过螺纹7与弹卡室8连接，弹卡室8通过螺纹16与滑动母接头18连接，滑动母接头18下端通过公母花键19与滑动公接头20上端连接，滑动公接头20下端通过螺纹22与传力短管23连接，打捞矛头3通过矛头连接销4与回收管5固定，弹缩定位钳9通过弹卡销10和张簧6固定在弹缩定位支撑架13上端中心槽里，回收管5罩在弹缩定位钳9和弹缩定位支撑架13的外部，回收管5两端有刻槽31，回收管5通过滑动销11和弹缩定位支撑架13连接，其特征在于弹缩定位架13下端通过螺纹15与孔底冲击机构21连接，传力短管23通过螺纹24与外钻头26连接，孔底冲击机构21下端通过螺纹34与内钻头27连接，内钻头27通过孔底传扭机构25与外钻头26连接，弹卡定位接头2内的过流通道29通过环流通道30、32、12、导流密封17、过流孔14、冲击机构进气口33与孔底冲击机构21连接组成。
在钻进施工开始前，内管总成可先在地表或在孔内通过弹卡定位接头2和弹缩定位钳9定位在外管总成内。当内管总成到达外管总成内预定位置时，弹缩定位钳9通过张簧6自动张开，并由弹卡定位接头2限制内管总成上移。而此时滑动母接头18和滑动公接头20也同过公母花键19啮合，孔底传扭机构25的内外键槽也到位啮合。开始钻进时，通过弹卡定位接头2上端的螺纹1连接相适应的内平钻杆。弹卡定位接头2通过螺纹7与弹卡室8连接，弹卡室8通过螺纹16与滑动母接头18连接，滑动母接头18下端通过公母花键19与滑动公接头20上端连接，滑动公接头20下端通过螺纹22与传力短管23连接，传力短管23通过螺纹24与外钻头26连接。弹缩定位支撑架13下端与孔底冲击机构21通过螺纹15连接。孔底冲击机构21是市场上可以买到的外构件，其规格型号可采用DHD340A等气动冲击机构。孔底冲击机构21下端通过螺纹34与内钻头27连接，内钻头27通过孔底传扭机构25的内外键槽与外钻头26啮合。孔底传扭机构25是一对内外键槽，它将来自地表钻机的扭矩和来自孔底冲击机构21的冲击力传给内钻头27和外钻头26。打捞矛头3通过矛头连接销4与回收管5固定，起到提拉回收管和内管总成的作用。弹缩定位钳9通过弹卡销10固定在弹缩定位支撑架13的上端中心槽里，弹缩定位钳9可以绕着弹卡销10收缩和张开。回收管5罩在弹缩定位钳9和弹缩定位支撑架13的外部，回收管5两端有刻槽31，弹缩定位钳9可以借助于张簧6在刻槽31里和弹卡架中心槽向外张开，并定位在弹卡室内和弹卡定位接头的下端。回收管5和弹缩定位支撑架13通过滑动销11连接和固定，回收管可以在弹缩定位支撑架13上滑动，滑动销11起到限制回收管5在弹缩定位支撑架13上滑动的距离和提起孔底冲击机构21和内钻头27的作用。开始钻进时，钻机通过钻杆、弹卡定位接头2、弹卡室8、滑动母接头18、滑动公接头20、传力短管23、孔底传扭机构25将钻机的拉、扭、压力传给外钻头26和内钻头27。与此同时，由空压机从地表向孔内输送空气，通过所配用的钻杆内径、过流通道29、环流通道30、32、12、导流密封8及过流孔14、冲击机构进气口33输送到孔底冲击机构21的内部，并使孔底冲击机构21开始冲击工作，由于孔底冲击机构21通过螺纹与内钻头27连接，所以冲击力就直接施加到内钻头27上，内钻头27又通过孔底传扭机构25将部分冲击力传给外钻头26。这就使得内、外钻头在回转的同时向地层施加冲击破碎力，进一步提高岩石的破碎效率和钻进速度。在钻进到一定深度需要加接钻杆时，只需在孔口直接加接单根钻杆即可继续钻进。当钻进到预定深度时，在孔口利用绳索绞车通过钻杆内部先将打捞机构下入孔内，打捞机构在到达孔底时可自动抓住打捞矛头2，随着打捞机构的上提，回收管4的刻槽31迫使弹缩定位钳9收缩，当使其收缩到小于弹卡定位接头2内径时，随着打捞机构的继续提升，内管总成部分将全部被提出孔外，而外管总成被留在孔内，即完成钻进成孔目的。此时可通过钻杆内部、弹卡定位接头2内、弹卡室8内部及传力短管23内部及外钻头26的内径下入所需的锚具、炸药或其他物品。最后将孔内钻杆及外管总成提出，即完成整个施工过程。
由于该实用新型采用可同时起到钻杆和套管的作用向单套钻管结构，钻机施加的扭矩和压力直接传递到内、外钻头上，大大提高了冲击回转钻进效率。内管总成和外管总成采用弹卡定位，回收可靠。加接钻杆和提出钻杆的工序分别比已有的技术减少50％，所以操作工序和辅助时间减少，劳动强度明显降低，效率大大提高。
权利要求1.一种用于地质勘探的冲击回转单管跟管钻具，包括上端带螺纹(1)的弹卡定位接头(2)通过螺纹(7)与弹卡室(8)连接，弹卡室(8)通过螺纹(16)与滑动母接头(18)连接，滑动母接头(18)下端通过公母花键(19)与滑动公接头(20)上端连接，滑动公接头(20)下端通过螺纹(22)与传力短管(23)连接，打捞矛头(3)通过矛头连接销(4)与回收管(5)固定，弹缩定位钳(9)通过弹卡销(10)和张簧(6)固定在弹缩定位支撑架(13)上端中心槽里，回收管(5)罩在弹缩定位钳(9)和弹缩定位支撑架(13)的外部，回收管(5)两端有刻槽(31)，回收管(5)通过滑动销(11)和弹缩定位支撑架(13)连接，其特征在于弹缩定位架(13)下端通过螺纹(15)与孔底冲击机构(21)连接，传力短管(23)通过螺纹(24)与外钻头(26)连接，孔底冲击机构(21)下端通过螺纹(34)与内钻头(27)连接，内钻头(27)通过孔底传扭机构(25)与外钻头(26)连接组成。
2.如权利要求1所述的冲击回转单管跟管钻具，其特征在于弹卡定位接头(2)内的过流通道(29)通过环流通道(30、32、12)、导流密封(17)、过流孔(14)和冲击机构进气口(33)与孔底冲击机构(21)连接组成。
专利摘要本实用新型涉及一种冲击回转单管跟管钻具。属于地质勘探的技术领域。其用于解决现有钻具存在的工作程序繁琐、效率低、劳动强度大、成本高和成孔不可靠的问题。其是由弹卡定位接头、弹卡室、滑动母接头、花键、滑动公接头、传力短管、打捞矛头、矛头连接销、回收管、弹缩定位钳、弹卡销、张簧、弹缩定位支撑架、刻槽、滑动销组成，其特别是弹缩定位架下端与孔底冲击机构连接，传力短管与外钻头连接，孔底冲击机构与内钻头连接，内钻头通过孔底传扭机构与外钻头连接，弹卡定位接头内的过流通道通过环流通道、导流密封、过流孔、冲击机构进气口与孔底冲击机构连接组成。这种冲击回转单管跟管钻具可广泛地应用于坍塌破碎及不稳定地层钻进成孔。
文档编号E21B6/00GK2761803SQ200520023419
公开日2006年3月1日 申请日期2005年1月25日 优先权日2005年1月25日
发明者张永勤, 孙建华, 黎毅力 申请人:中国地质科学院勘探技术研究所