一种钻孔内自动回收的托盘式PVC护壁套管下管装置的制作方法

本技术涉及钻探工程施工，尤其涉及一种钻孔内自动回收的托盘式pvc护壁套管下管装置。

背景技术：

1、在深水井施工和钻探工程钻孔施工过程中，地表地层一般比较松软，为防止孔壁坍塌，在钻开地表地层后，必须进行专门的加固处理才能继续向深部钻进，这种加固处理一般是在孔内下入护壁套管进行井孔护壁。护壁套管大多为钢制套管、水泥井管或pvc护壁套管，其中，pvc护壁套管使用最为广泛，具有成本低、重量轻、物理力学性能好、管壁润滑阻力小、不腐蚀结垢、运用寿命长、成井速度快、不污染水质、无有害有毒物质溶解分出等特色，在水井、浅层地热能开发、地质钻探等工程中能够达到“以塑代钢”的意图。

2、护壁套管井段钻孔施工时，钻进深度适当，太浅则松软地层未加固好影响后续钻进，太深则增加成本造成浪费，一般在二十米到二百米左右。当大尺寸钻头到达硬质地层或硬质岩层后，即可下入pvc护壁套管阻挡孔壁表层的松软土壤和岩层，待固井水泥凝固后再继续钻进。护壁套管加固孔壁后，钻头只能从护壁套管内下入，因此，pvc护壁套管的井段钻孔必须使用尺寸比钻井设计导孔尺寸更大的钻头，pvc护壁套管的内壁管径尺寸大于钻井下段的导孔孔径，pvc护壁套管的外壁管径尺寸小于钻井上段的钻孔，钻井上段的钻孔与钻井下段的导孔变径处形成一个台阶面，台阶面用于支撑pvc护壁套管；或使用台阶钻头钻孔也可以形成一个变径的台阶面。

3、在下入井管的工序中，随着钻孔加深到一定的深度，接长的pvc护壁套管因自重产生的拉力超过pvc护壁套管丝扣的连接强度而时常发生脱扣、断管事故，特别是在地层破碎、井壁不规整的井段，pvc护壁套管在下管时还会因井管壁受挤压、井管底部碰到孔壁凸出等原因而发生断管事故。断管事故处理难度大、成本高，特别是当钻孔较深、孔内pvc护壁套管较长、pvc护壁套管出现多个部位脱扣时，甚至因为多个部位的断管事故导致孔内情况复杂无法处理，致使钻孔施工需进行偏斜绕障处理、严重的导致钻孔报废，造成较大经济损失和工期延误。长期以来未能找到有效处理方法，现有的处理方法仅限于改用带接箍的钢管护壁，成本高、自重大、下管工序复杂。

4、pdc切削片中的pdc中文全称为聚晶金刚石复合片，代号为pdc，属于新型功能材料，是采用金刚石微粉与硬质合金衬底在超高压高温条件下烧结而成，既具有金刚石的高硬度、高耐磨性与导热性，又具有硬质合金的强度与抗冲击韧性，是制造切削刀具、钻井钻头及其他耐磨工具的理想材料。聚晶金刚石复合片兼有金刚石聚晶的极高耐磨性和硬质合金的高抗冲击，并且金刚石层能始终保持锐利的切削刃，因而在石油和地质钻探中的软至中硬地层使用，效果非常好。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种能承载下降pvc护壁套管，pvc护壁套管下降完成后能自动回收的托盘式pvc护壁套管下管装置。

2、本实用新型通过以下技术方案实现：

3、一种钻孔内自动回收的托盘式pvc护壁套管下管装置，包括设置于地面的钻井机(6)和设置在钻井机(6)上的数根钻杆(61)，还包括：

4、托盘(1)，呈圆形结构，用于承载数个自动回收托架(2)；

5、数个自动回收托架(2)，数个自动回收托架(2)圆周设置在托盘(1)上表面，用于承载pvc护壁套管(5)；

6、异径接头(3)，设置于托盘(1)上方正中，用于将托盘(1)连接在钻井机(6)最下方一根钻杆(61)的下端。

7、更进一步的方案是，所述的自动回收托架(2)包括：

8、托撑支架座(21)，设置于托盘(1)上表面；

9、托撑块(22)，一端铰接在托撑支架座(21)上，另一端伸向托盘(1)外侧；

10、弹簧(23)，一端连接在托撑块(22)中部，另一端连接在托撑块(22)正下方的托盘(1)上。

11、更进一步的方案是，所述的托撑块(22)伸向托盘(1)外侧的一端正上方设置有限位块(24)。

12、更进一步的方案是，所述的托盘(1)底部圆周排列设置有若干个pdc切削片(4)，若干个pdc切削片(4)呈十字形排列。

13、更进一步的方案是，所述的托盘(1)上方正中设置有内螺纹管(11)，所述异径接头(3)下端与设置有与内螺纹管(11)相适配的接头外螺纹(31)，异径接头(3)上端设置有与钻杆(61)下端螺纹相适配的接头内螺纹(32)。

14、更进一步的方案是，所述自动回收托架(2)上的数个托撑块(22)展开后的外侧直径小于井孔上段钻孔(7)的直径，所述自动回收托架(2)上的数个托撑块(22)自动回收后的外侧直径小于pvc护壁套管(5)的内侧直径。

15、更进一步的方案是，所述托盘(1)的直径小于井孔下段导孔(8)的直径。

16、更进一步的方案是，所述的pvc护壁套管(5)最下端设置有数个卡槽(51)，卡槽(51)的数量和位置与托撑块(22)的数量和位置相适配；

17、所述卡槽(51)的深度大于托撑块(22)的厚度，卡槽(51)的宽度大于托撑块(22)的宽度。

18、本实用新型的工作原理：

19、本实用新型通过异径接头(3)将托盘(1)连接在钻井机(6)安装的第一根钻杆(61)的底部，在钻孔(7)井口将第一根pvc护壁套管(5)穿入第一根钻杆(61)外部，并将第一根pvc护壁套管(5)放置于托撑块(22)上，第一根pvc护壁套管(5)底端(或下端)设置有数个卡槽(51)卡入适配的托撑块(22)内，在pvc护壁套管(5)的自身重量压力作用下，四个托撑块(22)张开呈水平状态并托住第一根pvc护壁套管(5)底部，同时安装在四个托撑块(22)底部的弹簧(23)被压成收缩状态。

20、四个托撑块(22)外边缘凸起的限位块(24)从四个方向限位住pvc护壁套管(5)底部，利用钻井机(6)钻杆(61)的下降方式，逐根接长钻杆(61)，每接长一根钻杆(61)的同时，在新接长的钻杆(61)上套入pvc护壁套管(5)，并通过钻井机(6)控制钻杆(61)和pvc护壁套管(5)向钻孔(7)内下降到设计深度部位；在本装置托撑着pvc护壁套管(5)向下行进的过程中，钻井机(6)通过钻杆(61)带动托盘(1)底部的pdc切削片(4)旋转，对孔内进行清扫排障；

21、pvc护壁套管(5)底部下降到钻孔(7)和导孔(8)的变径台阶面(9)上后，pvc护壁套管(5)下降到位并停留在变径台阶面(9)上；然后本装置继续下降，托盘(1)进入导孔(8)，托盘(1)上方的托撑块(22)离开pvc护壁套管(5)底部，支撑弹簧(23)卸压复位推动托撑块(22)向上旋转收拢，此时托盘(1)上的四个托撑块(22)的圆周外径小于pvc护壁套管(5)的内径；工作人员在地面通过钻井机(6)上的提升卷扬机测力器显示的重力确定托盘(1)已脱离pvc护壁套管(5)底部，然后操作钻井机(6)向上提升钻杆(61)，本装置经导孔(8)从pvc护壁套管(5)内部向上提升至井口，完成钻孔内下入pvc护壁套管(5)的操作。

22、本实用新型相比现有技术的有益效果：

23、本实用新型装置通过自动回收托架(2)上的托撑块(22)支撑并托送pvc护壁套管(5)，防止pvc护壁套管(5)因自重产生的拉力超过pvc护壁套管(5)丝扣的连接强度而发生脱扣或断管事故；并利用钻井机(6)和钻杆(61)下降pvc护壁套管(5)，下降方式与钻杆(61)类似，操作方便；

24、本实用新型装置通过焊接在托盘(1)底部的pdc切削片(4)进行超前清孔，确保在下降pvc护壁套管(5)的过程中钻孔(7)内畅通无阻，能准确、快速的完成钻孔(7)内pvc护壁套管(5)的下降工序；

25、本实用新型装置的托盘(1)与异径接头(3)通过螺纹连接，自动回收托架(2)上的托撑支架座(21)与托撑块(22)通过铰接轴铰接，当装置出现异常损坏时，方便拆卸更换，通过拆卸更换不同直径的托盘(1)以适应不同口径的导孔(8)，通过拆卸更换不同长度尺寸的托撑块(22)以适应不同口径的钻孔(7)下入pvc护壁套管(5)，实际使用中根据pvc护壁套管(5)直径和钻孔(7)口径可调整相应规格的托盘(1)直径尺寸和自动回收托架(2)的尺寸，即可实现本装置pvc护壁套管(5)的下降功能和托撑块(22)自动回收功能，适用钻孔口径范围广。