一种钻探用喷射抽吸接头的制作方法

专利2022-11-15  109


本实用新型涉及地质钻探技术领域,特别是涉及一种钻探用喷射抽吸接头。



背景技术:

在建设建筑时,要先设计建筑的地基和地上建筑的造型,以及实用性,可是设计这些的依据还需要参考地下的地层结构以及地层的稳定性,这些地下的地层结构需要通过钻探取样来做出详细的报告,然后再进行判断。

地层取样,一般会使用岩心钻机或者喷射式反循环钻具进行取样,一般是根据地质条件选取钻具,岩心钻机取样,需要使用在比较坚硬的地质条件,比如岩石矿层等,使用环状岩心钻头及其他取心工具,从钻孔内取出的圆柱状岩石样品。从固体矿产的矿体或矿层中取出的含矿岩石或矿石,则称矿心。岩心是研究和了解地下地质和矿产情况的重要实物地质资料。

岩心钻探中连接在钻头上部用以容纳和保护岩心的一段管材。钻进时,它还起导正钻具的作用。普通的岩心管仅只是一根两端有丝扣的无缝钢管,直径略比钻头直径小一点,小2~4毫米。单根的岩心管长3~45米,为防止钻孔弯曲可将几根岩心管连接起来,组成长粗径钻具。在特殊地层,如在松散、破碎地层钻进时常采用特殊的岩心管。比如双层岩心管,而双层岩心管是用在松散、破碎的地层或煤层提取和保护岩芯的钻探工具。双层岩芯管有双动和单动两类。双动岩芯管是内外岩芯管都跟随钻头和钻杆旋转,它用在不严重的松散或破碎的地层。单动双层岩芯管内外管有轴承隔离,钻杆仅接外管带动钻头旋转破碎岩石,而内管不转动,避免对岩芯摩擦、振动等机械破坏,因此它用在比较严重的松散破碎地层,可以很好地保护岩心;

而更加松软的地质条件取样,人们一般使用喷射式反循环钻具,喷射式反循环钻具,简称喷反钻具,是岩心钻探中一种可以在孔底形成局部反循环,以提高岩心采取率的钻具。它装于岩心管上端,主要工作元件是喷嘴和扩散器。钻进时,冲洗液在泵压作用下,沿钻杆流至喷嘴并以高速射入扩散器。此高速液流导致喷射器指喷嘴与扩散器周围形成负压。在压力差的作用下,孔底冲洗液被抽吸上升,经弯管或分水接头分导,形成孔底局部反循环。在4~6级的松散、破碎地层及7—8级以上的硬、脆、碎地层中,用喷反钻具钻进能提高岩心采取率。根据结构不同,喷反钻具分为弯管型和分水接头型两种,其中每一种又分为单管和双管两种型式。冲洗液经过喷嘴时,以高速喷入混合室,使混合室口附近部位形成低压区。孔底的冲洗液经过岩芯管就上升至该区弥补其不平衡,这样便形成了反循环的作用。从分水接头流进的冲洗液,一部分沿钻具与孔壁间排出孔外,一部分起反循环作用。

可是这种钻具在进行钻探的时候,因为内外层分开了,所以冷却液的流量就明显小于一般的岩心钻具,虽然能够对松软土层进行取样了,可是这种钻具在钻孔的过程,有了内外层两个钻头,而原本设备不变的情况下,冷却冲洗液流量却减少了,所以容易发生烧钻、糊钻的情况,比较麻烦。

基于此,本实用新型设计了一种钻探用喷射抽吸接头,以解决上述问题。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种钻探用喷射抽吸接头,冷却液能够再同样泵送压力情况下,增加冷却送液的流量,并且使冷却液流速更快,相当于增加了单位时间的流量,这样也就将钻头工作时产生的热量更快的带走了,更快的给钻头起到降温效果,同时冲击力更大,更容易冲走钻孔时产生的浆料,清洗效果更佳。

本实用新型是这样实现的:一种钻探用喷射抽吸接头,包括高压冲洗通道,所述高压冲洗通道开设在接头的一侧;

安装槽,所述安装槽开设在接头的另一侧,所述安装槽内还开设了复数个相互隔离的抽吸通道;

复数个导流扩散孔,复数个所述导流扩散孔相互隔离的均匀开设在接头侧壁上,每个所述导流扩散孔内能拆卸的安装了一个喷嘴,每个所述喷嘴都与高压冲洗通道连通,每个所述导流扩散孔都通过一个抽吸通道与安装槽连通。

进一步地,复数个所述抽吸通道均匀环绕接头的轴线分布,每个所述抽吸通道的轴线与安装槽的轴线平行。

进一步地,每个所述喷嘴的入口都与高压冲洗通道连通,每个所述喷嘴的出口都设置在喷嘴所在的导流扩散孔内部。

进一步地,所述喷嘴通过螺纹一一对应的安装在导流扩散孔内,所述喷嘴的数量为2-4个。

进一步地,所述喷嘴和导流扩散孔朝向安装槽的方向倾斜设置,所述高压冲洗通道与安装槽为同一轴线,所述喷嘴的出口轴线与高压冲洗通道的轴线角度a的范围在25°-65°之间。

进一步地,所述高压冲洗通道与钻杆的内腔密封连接。

进一步地,还包括阻挡环,所述阻挡环环设在接头侧壁上,所述阻挡环与接头为整体结构,所述阻挡环上下两侧的接头外壁上都设置了外螺纹。

本实用新型的有益效果是:本实用新型通过使用喷反钻具的喷射泵进行冷却液的喷射,然后喷射的液体通过多个喷嘴经过导流扩散孔喷入出液环道,在喷在外层钻头和内层钻头上,给钻孔的钻头进行降温,同时高速喷射的冷却液流体在通过导流扩散孔时会产生负压,这个负压能够用于吸取样品,也能够用于吸取冷却液,使冷却液有更大的吸力能够进行充分的喷反循环,并且本装置的喷嘴和导流扩散孔分布均匀,当高压液体喷射出来时,带来的喷射力也是均匀的,不影响钻机和钻头转动时的稳定性,提高了钻头受力平衡,且冲洗液的冲洗量更多,但是所有的冲洗液又全部进入了套装在本装置外部的环道,所以冲洗力更大,更容易深入土层,给钻头提供更好的冷却效果,不容易造成烧钻、糊钻等钻探事故。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型整体结构示意图;

图2为本实用新型内部结构示意图;

图3为本实用新型俯视图。

附图中,各标号所代表的部件列表如下:

1-抽吸通道,2-喷嘴,3-导流扩散孔,4-高压冲洗通道,5-安装槽,6-阻挡环。

具体实施方式

请参阅图1至3所示,本实用新型提供一种技术方案:一种钻探用喷射抽吸接头,包括高压冲洗通道4,所述高压冲洗通道4开设在接头的一侧;

安装槽5,所述安装槽5开设在接头的另一侧,所述安装槽5内还开设了复数个相互隔离的抽吸通道1;

复数个导流扩散孔3,复数个所述导流扩散孔3相互隔离的均匀开设在接头侧壁上,每个所述导流扩散孔3内能拆卸的安装了一个喷嘴2,每个所述喷嘴2都与高压冲洗通道4连通,每个所述导流扩散孔3都通过一个抽吸通道1与安装槽5连通,冷却液能够再同样泵送压力情况下,增加冷却送液的流量,并且使冷却液流速更快,相当于增加了单位时间的流量,这样也就将钻头工作时产生的热量更快的带走了,更快的给钻头起到降温效果,同时冲击力更大,更容易冲走钻孔时产生的浆料,清洗效果更佳,有效的降低了糊钻和烧钻的发生几率。

其中,复数个所述抽吸通道1均匀环绕接头的轴线分布,每个所述抽吸通道1的轴线与安装槽5的轴线平行,使得通道通畅,增加流速和吸力;

喷嘴2的入口都与高压冲洗通道4连通,每个所述喷嘴2的出口都设置在喷嘴2所在的导流扩散孔3内部,便于冷却液喷射,喷嘴2设置在导流扩散孔3内部,安装时外部套装了别的钻具,也不会被外部的部件阻挡喷孔;

喷嘴2通过螺纹一一对应的安装在导流扩散孔3内,所述喷嘴2的数量为2-4个,增加喷嘴2的数量,并且均匀分布,增加高压喷射时,钻头转动的稳定性,同时增加了整体的负压吸力;

喷嘴2和导流扩散孔3朝向安装槽5的方向倾斜设置,所述高压冲洗通道4与安装槽5为同一轴线,所述喷嘴2的出口轴线与高压冲洗通道4的轴线角度a的范围在25°-65°之间,便于增大负压的强度,如果超出这个范围,负压会减小,或者负压不在产生了,还会有冷却液灌入抽吸通道1,吸力不够,给整体钻具的取样的造成困难;

高压冲洗通道4与钻杆的内腔密封连接,确保泵送压力密封,不会中途泄漏,导致喷嘴2压力不足;

还包括阻挡环6,所述阻挡环6环设在接头侧壁上,所述阻挡环6与接头为整体结构,所述阻挡环6上下两侧的接头外壁上都设置了外螺纹,形成限位环的作用,阻挡上部连接钻杆,也阻挡下方的钻头,起到减少埋钻的可能性,并且钻头和钻杆不会锁死,旋拧到一定力度就会被阻挡环6阻挡,进行安全限位。

在本实用新型的一个具体实施例中:

本实用新型实施例通过提供一种钻探用喷射抽吸接头,本实用新型所遇到的技术问题是:1、原本的喷射式反循环钻具,在喷射冷却液的时候因为空洞分布不规则,导致钻洞和喷液不均匀,致使钻具钻转动时,可能会因为高压喷射冷却液的缘故发生钻孔偏差;2、原本的接头的喷射液体孔洞不够多,流量不够,容易糊钻或者烧钻;3、每个喷嘴2的孔径决定了一定时间通过流量是固定的,所以喷嘴2喷出高压冷却液,经过导流扩散孔3时产生的负压也是固定的,在实际操作过程中,不明原因的发现样品采取率不稳定。

本装置就是在使用中多次观察,发现了只要地质条件比较坚硬和牢固的时候,样品采取率就会变低,所以考虑到可能是因为地质条件越坚固所需要的吸力就越大,经过试验,增加了泵送的压力,发现吸取样品的采集率增加了,所以认定为吸力不够大,可是一味的增加泵送压力,并不是一个合适的解决方案,所以考虑不增加泵送压力的情况,增加吸力,当经过多次试验,每个喷嘴2的压力不变的情况下,每个喷嘴2产生的压力也是固定的,所以增加压力最好的方案就是增加喷嘴的数量。

实现了的技术效果为:1、本装置增加了喷嘴的数量,当钻机上的泵送压力足够的情况下,相当于增加了整个接头的冷却液的流量,能够更好的给接头下方的钻头进行冲洗和降温,有效降低了糊钻和烧钻的情况;

2、每个喷嘴2都能通过高压的流体喷射在穿过导流扩散孔3时产生负压,在泵送压力足够喷嘴2使用的情况下,增加了喷嘴2的数量,那么接头整体的产生的吸力就加强了,能够确保即使较为粘稠和重量较大的样品也能吸起来了;

3、本装置将抽吸通道1、喷嘴2和导流扩散孔3连通成为一组通道,并且均匀的设置了多个互相隔离的通道组,并且均匀分布,这样使整个接头更加均匀,不在像有些螺旋接头一样喷射时产生单侧的偏向力,造成喷射的力不平衡,本装置无论结构设置和喷嘴2喷出的高压冷却液流束设计都是平衡均匀的,这样就使本装置在进行钻孔或者喷射时,所产生的侧向的喷射力或者转动的离心力都是均匀平衡的,给钻头均匀的钻孔带来了有益效果。

本实用新型实施例中的技术方案为解决上述问题,总体思路如下:

为了更好地理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

本实用新型在制作安装时,在本装置的侧壁上顶部攻牙,制作外牙,便于安装上侧的钻杆等钻具,中间增加一个阻挡环6用于限位,避免钻具转动的时候,继续转动螺纹,导致螺纹咬死无法解开,阻挡环6就能进行上下限位,然后在阻挡环6的下方也制作外螺纹,便于安装外层钻头,然后在阻挡环6下侧螺纹的下方,接头的侧壁上均匀开设多个导流扩散孔3,每个导流扩散孔3都与高压冲洗通道4连通,然后在每个导流扩散孔3内通过螺纹锁紧安装一个喷嘴2,确保密封安装,

本装置的接头内的导流扩散孔3和喷嘴2数量需要增多,2-4个最佳效果,这个数量是经过多次改进后试验得到的结果,当喷嘴2的数量超过4个后,压力保持正常的情况下,每个喷嘴2的流速发生明显变化,致使冷却液流过导流扩散孔3产生的吸力减小,而且喷嘴2是均匀的沿着接头的竖向轴线分布的,如此就使整体的吸力更大,而且均匀的分布不影响钻头转动,避免在高压冲洗下发生偏转的情况,每个导流扩散孔3互相不影响,使得流体的环境互相不受影响,而接头1的喷嘴2和导流扩散孔3的内壁边缘是平行的,且喷嘴2与高压冲洗通道4的轴线的夹角a的范围是25°-65°之间,否则导流扩散孔3就没办法在高速水流的冲刷下产生负压,如图2所示,如此每个喷嘴2就对准了安装在本接头外部的外钻头了,并且钻头是通过螺纹安装在阻挡环6下侧的螺纹上的,喷嘴2就对准了外钻头的内部,还会继续向下流至下方的内钻头上,冷却液形成反喷循环;

然后在接头的另一侧开设安装槽5,安装槽5的尺寸要与下方的钻具安装结构相配,所述安装槽5内开设了内螺纹,在安装槽5内攻牙,制作内螺纹,并且在安装槽5的槽底开设抽吸通道1,确保每个抽吸通道1的轴线与安装槽5都是相互平行的,而高压冲洗通道4与安装槽5的轴线为同一直线,抽吸通道1的数量与导流扩散孔3数量相同而且位置对应,每个导流扩散孔3的底部侧壁都与一个抽吸通道1连通,而每个抽吸通道1之间相互隔离,这样就制作完成了。

本实用新型在使用时,通过泵送将冷却液通过钻具的钻杆内孔将液体送入高压冲洗通道4,然后冷却液在高压冲洗通道4内部阻挡,而上面的泵送不停加压,使得高压冲洗通道4的内部压力更大,然后冷却液在高压下经过喷嘴2喷出,喷嘴2数量有多个,然后冷却液穿过导流扩散孔3不会停留,因为高压会强推到套设在本接头外部的外钻头上,而外钻头是通过螺纹紧密的安装在阻挡环6下侧的螺纹上的,高压水流只会不断的向下方的出口流动,并会经过内钻头,起到降温和冲洗的目的,这样就使内外钻头都不得到冲洗和降温,本装置能够同样压力下,喷出更多的冷却液,也能有更多的流速,还有更稳定的力平衡,使得钻头在钻孔时,得到更好的降温效果同时有更平衡的结构,而且冲洗液通过本装置高速喷射,形成环道有效隔离了钻探冲洗液与原状沙层,避免钻探泥浆污染样品。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式,但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解,我们所描述的具体的实施例只是说明性的,而不是用于对本实用新型的范围的限定,熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化,都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。


技术特征:

1.一种钻探用喷射抽吸接头,其特征在于:包括高压冲洗通道(4),所述高压冲洗通道(4)开设在接头的一侧;

安装槽(5),所述安装槽(5)开设在接头的另一侧,所述安装槽(5)内还开设了复数个相互隔离的抽吸通道(1);

复数个导流扩散孔(3),复数个所述导流扩散孔(3)相互隔离的均匀开设在接头侧壁上,每个所述导流扩散孔(3)内能拆卸的安装了一个喷嘴(2),每个所述喷嘴(2)都与高压冲洗通道(4)连通,每个所述导流扩散孔(3)都通过一个抽吸通道(1)与安装槽(5)连通。

2.根据权利要求1所述的一种钻探用喷射抽吸接头,其特征在于:复数个所述抽吸通道(1)均匀环绕接头的轴线分布,每个所述抽吸通道(1)的轴线与安装槽(5)的轴线平行。

3.根据权利要求1所述的一种钻探用喷射抽吸接头,其特征在于:每个所述喷嘴(2)的入口都与高压冲洗通道(4)连通,每个所述喷嘴(2)的出口都设置在喷嘴(2)所在的导流扩散孔(3)内部。

4.根据权利要求3所述的一种钻探用喷射抽吸接头,其特征在于:所述喷嘴(2)通过螺纹一一对应的安装在导流扩散孔(3)内,所述喷嘴(2)的数量为2-4个。

5.根据权利要求3所述的一种钻探用喷射抽吸接头,其特征在于:所述喷嘴(2)和导流扩散孔(3)朝向安装槽(5)的方向倾斜设置,所述高压冲洗通道(4)与安装槽(5)为同一轴线,所述喷嘴(2)的出口轴线与高压冲洗通道(4)的轴线角度a的范围在25°-65°之间。

6.根据权利要求1所述的一种钻探用喷射抽吸接头,其特征在于:所述高压冲洗通道(4)与钻杆的内腔密封连接。

7.根据权利要求2所述的一种钻探用喷射抽吸接头,其特征在于:还包括阻挡环(6),所述阻挡环(6)环设在接头侧壁上,所述阻挡环(6)与接头为整体结构,所述阻挡环(6)上下两侧的接头外壁上都设置了外螺纹。

技术总结
本实用新型公开了地质钻探技术领域的一种钻探用喷射抽吸接头,包括高压冲洗通道,所述高压冲洗通道开设在接头的一侧;安装槽,所述安装槽开设在接头的另一侧,所述安装槽内还开设了复数个相互隔离的抽吸通道;复数个导流扩散孔,复数个所述导流扩散孔相互隔离的均匀开设在接头侧壁上,每个所述导流扩散孔内能拆卸的安装了一个喷嘴,冷却液能够再同样泵送压力情况下,增加冷却送液的流量,并且使冷却液流速更快,相当于增加了单位时间的流量,这样也就将钻头工作时产生的热量更快的带走了,更快的给钻头起到降温效果,同时冲击力更大,更容易冲走钻孔时产生的浆料,清洗效果更佳,有效的降低了糊钻和烧钻的发生几率。

技术研发人员:黄陈玲;谢道新;林兵
受保护的技术使用者:福建省华力勘测设计有限公司
技术研发日:2020.05.22
技术公布日:2021.04.06

转载请注明原文地址:https://xbbs.6miu.com/read-3128.html