一种浅孔潜孔锤卡钻处理装置的制作方法

本实用新型涉及岩石力学及地质勘探设备领域，特别是涉及一种浅孔潜孔锤卡钻处理装置。

背景技术：

目前常见的孔内浅部卡钻事故形式主要有以下三种：一是坍塌卡钻，主要是由于钻孔遇到断层陷落带等松软破碎地层造成钻孔坍塌；二是缩径卡钻，是由于遇到水敏感性强的地层(如泥岩、页岩等)，遇水膨胀造成钻孔缩径破碎等卡住钻杆；三是沉渣卡钻，是由于钻孔内打孔产生的碎石、粉渣未及时排尽，钻孔内的残渣堆积卡住钻杆。由于产生卡钻现象的原因很多，地层构造情况、操作不当等都可能造成卡钻，因此如何有效的解决卡钻是目前应用浅孔潜孔锤需要解决的问题。

技术实现要素：

基于上述现有技术所存在的问题，本实用新型提供一种浅孔潜孔锤卡钻处理装置，能对卡钻深度在10m以内处理潜孔锤卡钻进行处理，解决在钻进或者扩孔的施工过程中遇到破碎岩体或者破碎地层时由于钻头震动造成钻孔部分区域坍塌、沉渣等卡住潜孔锤钻头的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种浅孔潜孔锤卡钻处理装置，包括：

高压风喷气管和空气压缩机；

所述高压风喷气管由PVC高压塑料管与无缝钢管密封连接而成，所述PVC高压塑料管后端连接所述空气压缩机，所述无缝钢管前端为扁平喷气嘴。

本实用新型的有益效果为：通过采用PVC高压塑料管与无缝钢管密封连接而成的高压风喷气管与空气压缩机连接，并在无缝钢管前端设置扁平喷气嘴，可对钻孔施工过程中孔深在10m以内遇到破碎岩体地层时出现起钻过程中的卡钻事故处理，通过高压风的气流循环流动致使卡钻的碎石、沉渣的位置产生不同方向、位置的位移移动，最后反复上提钻具解除卡钻，该处理装置保证了处理卡钻时钻具的安全性，提高了钻孔效率、降低钻孔成本和提高钻孔作业的整体经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型的具体实施方式提供的卡钻处理装置的结构示意图；

图2为本实用新型的具体实施方式提供的高压风喷气管的喷气嘴示意图；

图3为本实用新型的具体实施方式提供的高压风喷气管布置结构示意图；

图4为本实用新型的具体实施方式提供的碎石清理效果示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种浅孔潜孔锤卡钻处理装置，能对卡钻深度在10m以内处理潜孔锤卡钻进行处理，该处理装置包括：

高压风喷气管1和空气压缩机6；所述高压风喷气管1由PVC高压塑料管2与无缝钢管3密封连接而成，所述PVC高压塑料管2后端连接所述空气压缩机6，所述无缝钢管3前端为扁平喷气嘴4。

上述卡钻处理装置中，无缝钢管3的长度不少于1.5米。

上述卡钻处理装置中，PVC高压塑料管2前端箍紧套设在所述无缝钢管3后端，两者之间连接处5形成密封连接。

本实用新型的卡钻处理装置可以解决在钻孔施工的过程中，由于钻孔的受力情况复杂、孔内地质条件复杂和孔眼的不规则性造成孔壁不稳定、孔内净化效果不佳登造成的卡钻技术难题，可对在钻孔工艺措施、钻具组合等已定的条件下且钻孔深度较浅的钻进过程中卡钻事故的处理。

采用本实用新型的卡钻处理装置，对目前钻孔深度在10m以内通过破碎岩体或地层时出现卡钻事故处理时，按照钻孔施工工艺、钻具组合等条件，结合现场收集的地质条件信息，制作该卡钻处理装置，可先制作满足钻孔和施工要求的高压风喷气管，该高压风喷气 管采用PVC高压塑料管材和无缝钢管连接制成，空气压缩机与该高压风喷气管连接形成卡钻处理装置，使用时，将高压风喷气管放置在钻具卡点位置处，开启与该高压风喷气管连接的空气压缩机，同时也要开启与钻具相连的空压机，通过高压风喷气管吹出的高压风和钻头前端的出风口吹出的高压风相互作用，在钻具外周形成一个气流的循环体，高压风的循环流动致使卡钻的碎石、沉渣的位置产生不同方向、位置的位移移动，最后反复上提钻具解除卡钻，可多次重复上述操作步骤解除卡钻。

在具体处理卡钻事故中，卡钻处理装置的高压风喷气管可以分多次放置在钻具卡点位置，逐步解除卡钻问题，高风压产生的巨大冲击力和极强的震击力作用于钻具卡点的碎石、沉渣结构上，会产生一定的塑性变形，有助于钻具的上提，与此同时该高压风喷气管具有安全、高效、可靠，且处理过程简单、迅速、钻具不会产生严重的破坏等优点。

下面结合具体实施例对本实用新型卡钻处理装置作进一步说明。

在实际的钻进施工过程中，在钻孔深度较浅时遇到的卡钻事故，现有的技术中解决卡钻问题效果差，而且事故处理时间长，本实用新型实例提供了一种浅孔条件下潜孔锤卡钻的处理方法，主要包括：

(1)根据工程实际情况，测量确定卡钻的位置和深度，具体方法包括以下两点：①用钻杆和钻具的长度估算卡钻的位置；②根据钻孔的地质结构特点，判断钻孔中稳定性最差的位置，得出容易发生钻孔孔壁坍塌的位置。结合上述估算的深度来复合卡钻位置，从而得到较为准确的卡钻事故发生的位置信息。本实施例中钻孔卡钻深度为8.5m。

(2)本实施例中，卡钻事故发生原因是体积较大的掉块、垮塌体和沉屑等掉入钻孔壁与钻具之间的空隙中，添实空隙形成堆积体，造成钻具被卡，通过增加扭矩、增大上提或者下压的冲击力都无法正常移动钻具。

(3)基于卡钻事故位置确定的条件下，制作由3mm厚PVC高压塑料管材和5mm厚的无缝钢管，二者密封连接成高压风喷气管。将高压风喷气管中PVC塑料管一端与空气压缩机相连，无缝钢管的端头制作成扁平状用以加大风压的冲击力。高压风喷气管如图1所示。PVC塑料管的长度须满足连接空气压缩机的要求；无缝钢管的长度根据钻孔卡钻深度确定，不应少于1.5m，易于无缝钢管插入堆积体内部。本实例中PVC塑料管的长度为10m，无缝钢管的长度为2m。

(4)将高压风喷气管插入卡钻位置。在高压风喷气管下放到卡钻位置过程中，要不断尝试，确定高压风喷气管插入卡钻位置的堆积体。最终效果如图3所示，图3中各标号为：21为钻杆，22为孔壁，23为碎石沉屑堆积体，24为钻具，25为钻具出风孔，1为本 实用新型的卡钻处理装置的高压风喷气管。

(5)在高压风喷气管放置到合适位置后，开启空气压缩机，同时使高压风喷气管和孔底钻具端吹出高压风，高压风要分次、多次施加，以便于冲击力能够不断的有效的传到堆积体区域内，使堆积体内的碎石位置产生移动变化(效果如图4所示，图4中各标号为：21为钻杆，22为孔壁，23为碎石沉屑堆积体，24为钻具，25为钻具出风孔，1为本实用新型的卡钻处理装置的高压风喷气管。)，通过减少钻具后碎石沉屑的数量，降低钻具上提的阻力。在堆积体成功发生变化后，缓慢的上提钻具，将钻具提出孔口。在上提过程中，要控制上提的速度并注意上提时的受力变化，使钻缓慢抽出。

(6)在钻具上提到一定位置后又出现卡钻，继续将高压风喷气管放置到卡钻位置，通过高压风使堆积体内的碎石沉屑发生位置移动变化，然后继续控制速度上提钻具，直至钻具完全提出。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。