[发明专利]钻探孔壁塑造成型器

说明书

技术领域：

本发明涉及一种钻探孔壁塑造成型器。

背景技术：

地质勘探、石油钻井、工程勘察及其它钻探工程钻进作业中，钻孔复杂地层孔壁支护技术是一大难题。大多数情况下都采用泥浆护壁，但是在某些复杂地层，单纯采用泥浆护壁很难满足要求；下套管可以达到封隔复杂孔段的目的，但是每下入一级套管，钻孔直径就会缩小一级，不利于钻探施工，且钻探成本大大增加；石油钻井中的膨胀管技术，其所使用的膨胀管膨胀所需力太大，地质钻探设备能力不足，同时也存在某些破碎地层无法下到位的缺点；采用水泥护壁时，在某些严重漏失、涌水地层，水泥易被稀释或冲走或不结石，且水泥与孔壁之间形成的水泥孔壁属于刚性连接，经敲打后容易脱落掉块，发生孔内事故。因此上述几种技术都存在一定的不足之处，难以满足钻孔复杂地层孔壁支护技术要求。

发明内容：

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种钻探孔壁塑造成型器，它具有成本低、支护效果好、可快速支护、与孔壁连结性好、安全可靠、形成的孔壁具有弹塑性，对钻杆磨损小，利于后续钻进作业等特点。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

钻探孔壁塑造成型器，包括：

处于下端的浆液仓，所述浆液仓的下部设置有单向阀，浆液仓的内腔上部设有活塞座，所述活塞座与所述浆液仓的内壁之间密封；

处于中部的膨胀机构，所述膨胀机构包括：中空的芯杆，在所述芯杆外套接有膨胀管，所述膨胀管的下部通过下压管压紧于所述芯杆上，所述下压管的上下端分别螺纹连接于所述芯杆及所述浆液仓上；所述膨胀管的上部通过上压管压紧于所述芯杆上，所述上压管套接于所述芯杆上，且所述上压管与所述芯杆之间设置有O型密封圈；

处于上部的连接机构，所述连接机构包括：与所述芯杆上端螺纹连接的中空的上接头，所述上接头上端设有与钻杆连接的内螺纹，所述上接头中设有旁通阀；

所述芯杆上设置有与所述膨胀管内腔相通的径向小孔。

本发明的结构特点也在于：

所述上接头中的旁通阀的结构为：上接头的下部内腔呈倒圆台形，在倒圆台形内腔处的上接头侧壁设置有径向孔，所述径向孔以倒圆台形的中空的堵头实现封堵。

在所述上接头与所述上压管之间的芯杆上套接有锁紧螺母，以所述锁紧螺母将所述上压管锁紧于所述芯杆上。

所述活塞座的下部套接有活塞体，在所述活塞体的下端面上开设有环形凹槽，所述环形凹槽与所述活塞体的下端面圆周为同心圆；所述活塞座中心设有轴向贯通活塞本体的螺纹孔，所述螺纹孔朝向所述芯杆的一端设有封堵螺栓。

所述浆液仓的下端螺纹连接有中空的下接头，在下接头的下端螺纹连接有中空的导正接头，所述下接头的内腔上部设有与浆液仓内腔相通的圆台形通道，并在下接头的内腔设有能封堵所述圆台形通道的圆台形下活塞，在所述下接头的内腔中还设置有弹簧，所述弹簧的上下端分别以所述下活塞和所述导正接头为弹簧座。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

本发明通过将选用的化学浆液送入钻孔内预定位置，使化学浆液一部分渗透到孔壁裂隙中膨胀固结，将地层松散破碎岩石固结为一个整体，大大提高地层岩石整体强度；另一部分浆液则在孔壁形成一段连续、致密、具有一定强度和抗渗性能的“人工孔壁”。该人工孔壁具有一定的塑性、抗冲击性，强度较高，抗渗性好，能满足钻探要求。本发明能快速的解决钻孔复杂地层的孔壁支护问题，浆液固结速度快，1-2分钟即可固结，一般在30分钟后固结体即可达到较高的强度，可进行下步正常钻进。本发明相较于传统下套管支护孔壁的方法，钻探成本、作业时间大幅降低，对后续钻进作业影响小，该技术相对于泥浆护壁更加可靠。另外本发明对现场钻探设备没有特殊要求，便于推广应用。

附图说明：

图1为本发明的装配结构示意图；图2为图1的A部放大图；图3为本发明的工作原理图。

图中标号：1浆液仓，2活塞座，21活塞体，22环形凹槽，3芯杆，31小孔，4膨胀管，5弹簧，6下压管，7上压管，8为O型密封圈，9上接头，91径向孔，10封堵螺栓，11锁紧螺母，12下接头，13导正接头，14下活塞，15钻杆，16堵头。

以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。

具体实施方式：

实施例：参见图1、2，本实施例的钻探孔壁塑造成型器，包括：