一种紊流扰动钻进卸压钻杆的制作方法

本发明主要涉及一种紊流扰动钻进卸压钻杆，其主要用于有断层的岩石地层钻进、裂隙发育较为明显的地层钻进及多样性煤岩地层钻进。

背景技术：

在普通的煤层或稳定岩层钻进时，钻渣的运动速度随着钻机的转速是一定的，钻杆中的钻液通过大流量注入后在钻孔通道内形成反向冲洗带动钻渣排出，稳定的钻进地层是成型钻孔施工的理想状态，也是必要的工艺施工条件，但是目前良好的钻进地层屈指可数，多数地层岩石节理裂隙较为突出或存在不同构造下的断层面，在煤岩体的交错地带多由于两者关系造成压力较大，针对上述地层的钻孔是比较困难的，用传统的钻具施工会频繁的出现钻孔事故，最常见的如卡钻，则是由于钻孔内地层出现断层造成的，若是遇有压钻，是因为在钻孔时钻具根据岩石节理裂隙或煤层硬度做钻进角度偏移，在一定程度上造成钻渣排出不畅，在钻孔内形成堵塞段，堵塞段内的钻渣按照钻机转动方向进行同方向力控制，然后将力传递至钻具对钻具产生集束形外力，使钻具负载瞬间增大数倍，造成钻具损伤，目前尚未能有钻具有明显功能可以将钻孔过程中出现的钻孔事故形成的外力进行消除从而保证钻具的完整性。

技术实现要素：

本发明内容是提供一种紊流扰动钻进卸压钻杆，其主要特征在于在钻杆表面设置有若干个长方体或梯形体的组合结构，每个相邻的长方体或梯形体的组合结构形成了若干个长方体或梯形体的空隙，形成的长方体或梯形体的空隙在径向及横向结构上均匀布置，当受到外力挤压时，钻渣积聚吸附对钻杆造成外力集束形变，通过设置多个长方体或梯形体的空隙可以减少外力对钻杆表壁的影响，通过横向布置的长方体或梯形体的空隙将力沿钻杆的轴向进行力的释放，从而避免了钻杆的压钻、卡钻现象，防止因钻杆负载过大对钻机造成损坏。

所述的钻杆表面设置有均匀的长方体或梯形体的凸起，在钻杆杆体表面按照一定距离均匀的阵列，所述的长方体或梯形体的凸起高度大于1mm小于5mm，其长方体结构的顶部为弧面结构，所述的梯形体的形状为四个立面为有一定斜度的结构面并相互两个面的夹角为直角，其顶部为弧面结构，通过设置的长方体或梯形体的凸起在钻进时会对钻渣进行扰动，在此过程中可以将钻渣的运动作为流体运动，在不同的转速下所产生的钻渣流动规律也会有一定区别：在低速钻进时，通过长方体或梯形体形成的凸起对钻渣产生的扰动及利用钻液带动钻渣排出，通过扰动会造成层流状态下的低速排渣过程；在逐级提速至高速钻进时，通过长方体或梯形体形成的凸起产生高速搅拌作用并缩小相互摩擦系数，使钻渣在孔内形成多个不规则的小湍流，并且具有无序性、扩散性的特点，从而通过使钻渣无法进行大面积的积聚，不易形成压钻的现象，由此在钻孔内形成了紊流的流体钻进特征。

所述的钻杆表面每个相邻的长方体或梯形体的凸起之间为矩形或梯形空隙结构，所述的梯形的斜度不大于45度，通过设置若干个矩形或梯形空隙可以减少钻杆表面的摩擦面积，将钻杆钻进过程产生的热量进行扩散，保护钻杆的机械性能强度并降低孔内安全事故发生几率。

所述的一种紊流扰动钻进卸压钻杆在其杆体表面两端分别设置有可供相互连接的螺纹结构，一端为外螺纹结构设置，并在外螺纹结构内部设置有可供钻液通过的出水孔；另一端设置有内螺纹结构，当大于一根的连接后通过螺纹旋合钻杆上的长方体或梯形体的凸起可以对接在一起。

附图说明：

图1是一种紊流扰动钻进卸压钻杆的梯形体凸起的主视图

图2是一种紊流扰动钻进卸压钻杆的长方体凸起的主视图

图3是一种紊流扰动钻进卸压钻杆的梯形体凸起的剖视图

图4是一种紊流扰动钻进卸压钻杆的梯形体凸起的左视图

图5是一种紊流扰动钻进卸压钻杆的长方体凸起的左视图

其中1—外螺纹结构，2—梯形体凸起，3—径向梯形体空隙，4—轴向梯形体空隙，5—内螺纹结构，6—出水孔，7—中空内壁，8—长方体凸起，9—径向长方体空隙，10—轴向长方体空隙。

具体实施方式

参照附图中所涵盖的图形并具体实用说明如下：

依照图中所示，一种紊流扰动钻进卸压钻杆在其一端设置有外螺纹结构1，在外螺纹结构内部设置有出水孔6，在另一侧设置有内螺纹结构5，并在内螺纹结构5一侧设置有出水孔6，钻杆的内部设置有中空内壁7，以保证钻液可以沿出水孔6经中空内壁7进行输送，钻杆的表面设置有两种结构形式：一种是在钻杆外壁加工共有若干个梯形体凸起2，在径向方向上两个相邻的梯形体凸起2之间设置有径向梯形体空隙3

，在轴向方向上两个相邻的梯形体凸起2之间设置有轴向梯形体空隙4,；另一种是在钻杆外壁加工有若干个长方体凸起8，在径向方向上两个相邻的长方体凸起8之间设置有径向长方体空隙9，在轴向方向上两个相邻的长方体凸起8之间设置有轴向长方体空隙10。

任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

技术特征：

技术总结
本发明内容主要提供了一种紊流扰动钻进卸压钻杆，通过在钻杆表面设置的长方体凸起和梯形体凸起对孔内的钻渣进行扰动，在低速钻进时使钻杆可以以层流状态进行运动，当高速运动时钻渣在孔内形成若干个湍流从而将地层所产生的压力扩散并放置大量钻渣积聚，通过设置的长方体空隙和梯形体空隙对钻杆表面散热并将钻渣形成的压力沿钻杆轴向进行释放，可以有效的防止钻杆卡钻、压钻，并且避免了因钻杆负载过大对钻机造成损坏。

技术研发人员：王海峰;王海瑞;王刚
受保护的技术使用者：山东益矿钻采科技有限公司
技术研发日：2019.05.15
技术公布日：2019.07.12