带有跟进式护壁套管的钻杆组件的制作方法

本实用新型涉及钻探技术领域，特别适合在破碎岩土体内的钻孔。

背景技术：

近些年我国经济快速发展，形成了巨量大角度人工高边坡，岩体在自然作用和人工活动作用下不断破碎风化，形成厚层松散破碎体覆盖在发生滑动的边坡表面，对这类边坡进行锚索加固施工时，需要进行钻孔作业，但在松散破碎体内钻进作业容易塌孔，造成卡钻、埋钻事故，施工效率较低，严重影响着施工质量和施工进度，威胁施工人员安全，给施工工艺带来了挑战。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供带有跟进式护壁套管的钻杆组件，以解决现有技术中存在的在松散破碎体内尤其在松散破碎岩石内钻进作业容易塌孔，造成卡钻、埋钻事故，施工效率较低等技术问题，本实用新型钻杆由于带有跟进护壁套管，故具有在松散破碎体内钻进作业不容易塌孔，造成卡钻、埋钻事故，施工质量和效率高，使用安全、方便等特点。可广泛适用于松散易破碎体如破碎岩土体等结构的钻孔。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：带有跟进式护壁套管的钻杆组件，包括钻杆、钻头，其特征在于：还包括护壁套管限位器和护壁套管，护壁套管限位器通过固定组件固定在钻杆上，护壁套管限位器的前端设有台肩，所述护壁套管套装在该台肩上，并与台肩转动配合；护壁套管的内径大于钻杆的外径，护壁套管的悬端位于钻头的后面附近，钻头的钻孔直径大于等于所述护壁套管的外径；护壁套管限位器内部周围轴向设有多道通透的排渣孔，以方便将钻渣排出。

优选的，所述护壁套管限位器是一个管式套，固定杆上设有盲孔，管式套通过螺杆锁紧在钻杆上。

优选的，所述螺杆和盲孔有若干个。

优选的，护壁套管有若干个，其间可螺纹续接或焊接。

优选的，所述钻头为在松散破碎岩体内套管跟进时能退出套管的偏心钻头(该种偏心钻头为现有技术)，穿越过松散破碎带后更换为普通钻头。

优选的，所述护壁套管限位器包括2个小半圆式卡盘、多瓣式护壁套管限位块和固定组件，多瓣式护壁套管限位块分别固定在2个小半圆式卡盘上；2个小半圆式卡盘包在钻杆上，在钻杆上、在2个小半圆式卡盘的合缝处组成的卡槽处设有防转动限位凸起，在钻杆上、在2个小半圆式卡盘的尾端设有防止2个小半圆式卡盘滑动的轴向限位凸起，2个小半圆式卡盘通过固定组件锁紧在钻杆上。

优选的，所述固定组件包括2套，每套包括2个固定杆，2个螺杆和螺母通过固定杆上的螺孔将2个小半圆式卡盘锁固。

优选的，所述2个固定杆分别与2个小半圆式卡盘焊接。

优选的，所述防转动限位凸起和轴向限位凸起构成为一组限位结构，钻杆上布置设有2组以上限位结构。

本实用新型的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型解决现有技术中存在的在松散破碎体内尤其在松散破碎岩石内钻进作业容易塌孔，造成卡钻、埋钻事故，施工效率较低等技术问题，本实用新型钻杆由于带有跟进护壁套管，故具有在松散破碎体内钻进作业不容易塌孔，减少卡钻、埋钻事故，施工质量和效率较高，以及安全、方便等特点。可广泛适用于松散易破碎体如破碎岩土体等结构的钻孔。

本实用新型使用时，可先将防转动限位块、滑动限位块焊接在钻杆的预定位置，将固定杆和卡盘焊接组合，安装护壁套管限位器，使用螺杆、螺母通过固定杆两个半圆卡盘固定在钻杆上，上紧螺丝，增大摩擦力。钻机运行时，卡盘依靠与钻杆间的摩擦和滑动限位块的作用将钻机的推力通过多瓣式护壁套管限位块传递给护壁套管。同时，滑动限位块和防转动限位块分别作用于卡盘的尾部和侧壁，防止卡盘与钻杆发生相对滑动和转动，提高护壁套管跟进效率。均匀分布的多瓣式护壁套管限位块组成的台肩起到双重作用，一方面向护壁套管传递推力，另一方面保证护壁套管中心线和钻杆中心线重合，防止护壁套管的晃动。均匀分布的多瓣式护壁套管限位块间的空隙组成排渣孔，保证顺利排出钻渣。偏心钻头在护壁套管前方钻出直径略大于护壁套管直径的钻孔，护壁套管在台肩传递推力作用下紧随偏心钻头跟进，进行钻孔护壁，防止围岩坍塌。本装置制作、组装简单，可有效提升钻进效率，提高钻孔的质量，防止埋钻、卡钻事故的发生，具有节能、减耗、质量好、成本低、效率高、保证施工安全等特点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的立面剖视图。

图3为图1的俯视剖视图。

图4为图1中的a-a'剖面图。

图5为图1中的b-b'剖面图。

图6为图1中的c-c'剖面图。

图中：1-钻杆、2-卡盘、3-固定杆、4-多瓣式护壁套管限位块、5-防转动限位凸起、6-轴向限位凸起、7-防转动限位凸起卡槽、8-螺杆、9-螺母、10-螺丝、11-台肩、12-排渣孔、13-钻头、14-护壁套管、15-围岩。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1及图2，现对本实用新型进行说明。作为本实用新型提供的一种具体实施方式，包括钻杆1、钻头，其特征在于：还包括护壁套管限位器和护壁套管14，护壁套管限位器通过固定组件固定在钻杆1上，护壁套管限位器的前端设有台肩，所述护壁套管14套装在该台肩上，并与台肩转动配合；护壁套管14的内径大于钻杆1的外径，护壁套管14的悬端位于钻头的后面附近，钻头的钻孔直径大于等于所述护壁套管14的外径；护壁套管限位器内部周围轴向设有多道通透的排渣孔12，以方便将钻渣排出。

作为本实用新型提供的一种具体实施方式，优选的，所述护壁套管限位器是一个管式套，固定杆3上设有盲孔，管式套通过螺杆8锁紧在钻杆1上。

优作为本实用新型提供的一种具体实施方式，优选的，所述螺杆和盲孔有若干个。

作为本实用新型提供的一种具体实施方式，优选的，护壁套管14有若干个，其间可螺纹续接或焊接。

作为本实用新型提供的一种具体实施方式，优选的，所述钻头13在松散破碎岩体内套管跟进时为能退出套管的偏心钻头(该种偏心钻头的结构为现有技术)，穿越过松散破碎带后更换为普通钻头。

作为本实用新型提供的一种具体实施方式，优选的，所述护壁套管限位器包括2个小半圆式卡盘2、多瓣式护壁套管限位块4和固定组件，多瓣式护壁套管限位块4分别固定在2个小半圆式卡盘2上；2个小半圆式卡盘2包在钻杆1上，在钻杆1上、在2个小半圆式卡盘2的合缝处组成的卡槽7处设有防转动限位凸起5，在钻杆1上、在2个小半圆式卡盘2的尾端设有防止2个小半圆式卡盘2滑动的轴向限位凸起6，2个小半圆式卡盘2通过固定组件锁紧在钻杆1上。

作为本实用新型提供的一种具体实施方式，优选的，所述固定组件包括2套，每套包括2个固定杆3，2个螺杆8和螺母9通过固定杆3上的螺孔将2个小半圆式卡盘2锁固。

作为本实用新型提供的一种具体实施方式，优选的，所述2个固定杆3分别与2个小半圆式卡盘2焊接。

作为本实用新型提供的一种具体实施方式，优选的，所述防转动限位凸起5和轴向限位凸起6构成为一组限位结构，钻杆1上布置设有2组以上限位结构；护壁套管14有若干个，其间可螺纹续或焊接,以便打长孔。

作为本实用新型提供的一种具体实施方式，以下进行详述。

本实用新型适用于破碎岩体内钻孔时护壁套管的跟进，防止围岩坍塌，减少埋钻、卡钻的事故，包括但不限于地质钻孔、岩土工程钻孔、水文井钻进时护壁套管的跟进。

参阅图1-5，本实用新型提供一种带有跟进式护壁套管的钻杆组件，包括钻杆1、卡盘2、固定杆3和多瓣式护壁套管限位块4，小半圆式卡盘2与两个固定杆3焊接，使用螺杆8、螺母9通过固定杆3上的螺孔将两块相对的小半圆式卡盘2固定在钻杆1上，多瓣式护壁套管限位块4通过螺丝10安装在卡盘前端。

作为本实用新型的优选方式，所述钻杆1沿钻进方向均匀安装多组防转动限位凸起5和轴向限位凸起6，防转动限位凸起5沿钻杆1钻进方向布设，轴向限位凸起6沿钻杆1转动方向布设。

所述小半圆式卡盘2由两块小于180度圆弧卡盘组成与固定杆3以焊接方式连接，使用螺杆8、螺母9通过固定杆3将小半圆式卡盘2固定在钻杆1上，小半圆式卡盘2拼合后形成防转动限位凸起卡槽7。

作为本实用新型的优选方法，所述防转动限位凸起5作用在小半圆式卡盘2侧壁防止小半圆式卡盘2与钻杆1发生相对转动；轴向限位凸起6作用在小半圆式卡盘2尾部，防止小半圆式卡盘2相对钻杆1的滑移和增大护壁套管限位器台肩4向护壁套管14传递推力的效果。

所述多瓣式护壁套管限位块4通过螺丝10安装在小半圆式卡盘2头部，每个小半圆式卡盘2上均匀布设3个多瓣式护壁套管限位块4，多瓣式护壁套管限位块4组成台肩11，起到向护壁套管14传递推力和限制护壁套管晃动双重作用，确保护壁套管14中心线与钻杆1中心线重合，提高钻孔质量。

所述多瓣式护壁套管限位块4间的空隙组成钻进时的排渣孔12。

使用时，先将防转动限位凸起5、轴向限位凸起6焊接在钻杆1的预定位置，将固定杆3和小半圆式卡盘2焊接组合，通过螺丝10将多瓣式护壁套管限位块4安装在小半圆式卡盘2头部，使用螺杆8、螺母9将两个小半圆式卡盘2通过固定杆3紧固在钻杆1上。钻机运行时，小半圆式卡盘2依靠与钻杆1间的摩擦和轴向限位凸起6的作用将钻机的推力通过多瓣式护壁套管限位块4组成的台肩11传递给护壁套管14。同时，轴向限位凸起6和防转动限位凸起5分别作用于小半圆式卡盘2的尾部和侧壁，防止小半圆式卡盘2与钻杆1发生相对滑动和转动，提高护壁套管14跟进效率。均匀分布的多瓣式护壁套管限位块4组成的台肩11起到双重作用，一方面向护壁套管传递推力，另一方面保证护壁套管14中心线和钻杆1中心线重合，防止护壁套管的晃动。均匀分布的多瓣式护壁套管限位块4间的空隙组成排渣孔12，保证顺利排出钻渣。偏心钻头13在护壁套管14前方钻出直径略大于护壁套管14外径的钻孔，护壁套管14在台肩11传递推力作用下紧随偏心钻头13跟进，进行钻孔护壁，防止围岩15坍塌。本装置制作、组装简单，可有效提升钻进效率，提高钻孔的质量，防止埋钻、卡钻事故的发生，保证施工安全。

护壁套管跟进至孔口时，提升钻杆，接续护壁套管，继续进行护壁套管跟进钻进，直至稳定岩层，跟换普通钻头。

采用该装置，在破碎岩体中开孔时，通过小半圆式卡盘及多瓣式护壁套管限位块将钻机推力传递给护壁套管，使护壁套管紧随开孔钻头进行跟进，防止孔壁破碎岩体的坍塌，有效避免了卡钻、埋钻事故的发生，提升了工作效率，提高了钻孔质量。

该装置可使用以下步骤的钻孔方法：

步骤001：钻机就位，安装带有跟进式护壁套管的钻杆组件；

步骤002：在破碎岩体中开孔的同时，护壁套管在孔口处由台肩顶推跟进，并进行钻孔护壁；

步骤003：当护壁套管跟进至孔口时，提升钻杆及钻头至孔外，并接续护壁套管和钻杆长度；

步骤004：继续开孔，护壁套管继续跟进护壁，直至钻透破碎岩体，钻至完整岩体；

步骤005：提升钻杆，拆除带有跟进式护壁套管的钻杆组件和偏心钻头，并更换为普通钻头，继续深钻进至要求深度。

以上本实用新型技术方案未提及部分，本领域技术人员均可实施。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包括在本实用新型的保护范围之内。