离，距离适中，保证钻头转动不受影响；钻头4由合金钻头401、连接柄402、外连接螺纹403、中心进水孔404、胎体405组成;钻头4通过外连接螺纹403与内层空芯钻杆3前端内连接螺纹302通过丝扣连接；内层空芯钻杆3、护杆隔渣管2和外层抗压螺旋叶片排渣管I在尾端三者由内至外通过尾端双层连接轴承7连接，其中尾端双层连接轴承7包括内层内圈701、内层保持器702、内层滚珠703、内层外圈704、内层密封档板705;外层内圈706、外层保持器707、外层滚珠708、外层外圈709、外层密封档板710、外层支撑架711、外层导煤大孔712。其中内层空芯钻杆3长度(m/节)>护杆隔渣管2长度(m/节)>外层抗压螺旋叶片排渣管l(m/节)。钻头直径略大于外层抗压螺旋叶片排渣管直径。随钻进深度的增加，内层空芯钻杆3通过尾端外连接螺纹303与下一根空芯钻杆的前端内连接螺纹302丝扣连接;护杆隔渣管2通过尾端内连接螺纹202与下一根输送管的前端外连接螺纹203丝扣连接;外层外层抗压螺旋叶片排渣管I通过尾端外连接螺纹103与下一根排渣管的前端内连接螺纹104丝扣连接。
[0018]用于软煤层钻进的多动力源组合钻具及其使用方法，包括以下步骤:
1、根据图1一图7，外层抗压螺旋叶片排渣管1，护杆隔渣管2，内层空芯钻杆3，钻头4，前端外层连接轴承5，前端中间轴承6，尾端双层连接轴承7，钻机8，水栗9，送进机10的连接。由于外层抗压螺旋叶片排渣管I，护杆隔渣管2，内层空芯钻杆3的单节长度不同，钻机工作以及钻具的接长不受影响。
2、启动钻机，水栗，空芯钻杆在钻机8的带动下带动钻头转动，水流经钻杆中心流入钻头前端，冲洗钻渣，钻渣流动至外层抗压螺旋叶片排渣管。外层抗压螺旋叶片排渣管在钻机9的带动下转动，内壁高螺旋叶片带动钻渣顺利返出，外壁低螺旋叶片可以保证外层抗压螺旋叶片排渣管在煤层中顺利钻进和退钻。
3、在钻进过程中，护杆隔渣管2只在送进机10的作用下送进，不发生转动，可有效的将钻渣转移至外层抗压螺旋叶片排渣管。
[0019]下面介绍该实施方式高效钻进的原理:
该实施方式通过护杆隔渣管的设计可顺利将钻渣转移至外层抗压螺旋叶片排渣管，夕卜层抗压螺旋叶片排渣管在外动力源的带动下转动，且外层抗压螺旋叶片排渣管内壁嵌有高螺叶片，钻渣在内壁螺旋排渣叶片摩擦力和部分水流的作用下顺利排出。整个过程，护杆隔渣管不发生转动，可有效的将钻杆钻渣间的阻力转移至外层，并通过外动力源消除该部分阻力，减轻了钻杆的负荷，提高了钻进的效率。因此，该方法可以通过多动力源实现钻进的1?效化O
【主权项】
1.用于软煤层钻进的多动力源组合钻具及其使用方法，包括外层抗压螺旋叶片排渣管，护杆隔渣管，内层空芯钻杆，钻头，前端外层连接轴承，前端中间轴承，尾端双层连接轴承，钻机，水栗，送进机，其特征在于所述的护杆隔渣管与外层抗压排渣旋转管轴承连接，内层空芯钻杆与护杆隔渣管轴承连接，钻头安装在实芯钻杆前端，钻头直径略大于外层抗压螺旋叶片排渣管直径，另外内层空芯钻杆长度(m/节)>护杆隔渣管长度(m/节)>外层抗压螺旋叶片排渣管(m/节)。2.根据权利要求1所述的用于软煤层钻进的多动力源组合钻具及其使用方法，其特征在于:所述的外层抗压螺旋叶片排渣管具有一定的壁厚，且内壁嵌有高螺旋叶片，外壁嵌有低螺旋叶片，外层抗压螺旋叶片排渣管的前端设计为外连接螺纹，尾端设计为内连接螺纹，且第一级管的前端不设计螺纹。3.根据权利要求1所述的用于软煤层钻进的多动力源组合钻具及其使用方法，其特征在于:所述的护杆隔渣管具有一定的壁厚，内外壁光滑，前端面与前端中间轴承端面平齐，护杆隔渣管的前端设计为外连接螺纹，尾端设计为内连接螺纹，第一级管的前端不设计螺纹。4.根据权利要求1所述的用于软煤层钻进的多动力源组合钻具及其使用方法，其特征在于:所述的内层空芯钻杆为空芯，水流可经钻杆中心流至钻头中心孔中，内层空芯钻杆前端设计为内连接螺纹，尾端设计为外连接螺纹。5.根据权利要求1所述的用于软煤层钻进的多动力源组合钻具及其使用方法，其特征在于:所述的钻头中心有导流孔，采用合金钻头，另外钻头的连接柄设计为外连接螺纹。6.根据权利要求1所述的用于软煤层钻进的多动力源组合钻具及其使用方法，其特征在于:所述的外层抗压螺旋叶片排渣管与护杆隔渣管在钻具前端通过前端外层连接轴承连接，其中前端外层连接轴承包括外圈，内圈，滚珠、密封档板、导煤大孔、稳定架、保持器组成。7.根据权利要求1所述的用于软煤层钻进的多动力源组合钻具及其使用方法，其特征在于:所述的护杆隔渣管和内层空芯钻杆在钻具前端通过前端中间轴承相连接，其中前端中间轴承由内圈、保持器、滚珠、密封档板、外圈组成。8.根据权利要求1所述的用于软煤层钻进的多动力源组合钻具及其使用方法，其特征在于:所述的钻头通过外连接螺纹与钻杆前端内连接螺纹进行丝扣连接。9.根据权利要求1所述的用于软煤层钻进的多动力源组合钻具及其使用方法，其特征在于:所述的内层空芯钻杆、护杆隔渣管和外层抗压螺旋叶片排渣管在尾端三者由内至外通过尾端双层连接轴承连接，其中尾端双层连接轴承包括内层内圈、内层保持器、内层滚珠、内层外圈、内层密封档板，外层内圈、外层保持器、外层滚珠、外层外圈、外层密封档板、外层支撑架、外层导煤大孔组成。10.根据权利要求1所述的用于软煤层钻进的多动力源组合钻具及其使用方法，其特征在于:所述的增加钻具时，内层空芯钻杆通过尾端外连接螺纹与下一根钻杆的前端内连接螺纹丝扣连接，护杆隔渣管通过尾端内连接螺纹与下一根输送管的前端外连接螺纹丝扣连接，外层外层抗压螺旋叶片排渣管通过尾端外连接螺纹与下一根排渣管的前端内连接螺纹丝扣连接。
【专利摘要】本发明公开了一种用于提高软煤层钻进效率的多动力源组合钻具及其使用方法，包括外层抗压螺旋叶片排渣管，护杆隔渣管，内层空芯钻杆，钻头，前端外层连接轴承，前端中间轴承，尾端双层连接轴承，钻机，水泵，送进机。本发明主要用于钻孔易坍塌，易失稳，难钻进软煤层的高效钻进。本发明设计独特，通过将钻杆和钻渣之间的阻力有效的转移至外层抗压螺旋叶片排渣管，彻底隔离钻杆钻渣的接触。另给动力源解决掉转移阻力，有效的减轻了钻杆的负荷，提高了钻杆钻进的效率。外层抗压螺旋叶片排渣管外壁低螺旋叶片可保证钻具的顺利钻进以及退钻，同时可有效抑制钻孔收缩，坍塌，失稳等问题。
【IPC分类】E21B17/22, E21B17/10, E21B7/00, E21B21/00
【公开号】CN105604481
【申请号】CN201610141111
【发明人】蒋一峰, 刘昂, 周爱桃
【申请人】中国矿业大学(北京)
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年3月14日