[发明专利]岩石穿越扩孔装置

说明书

技术领域

本发明涉及岩石穿越施工领域，特别是涉及一种岩石穿越扩孔装置。

背景技术

目前，非开挖穿越工程已经广泛应用于石油天然气水力管道，比如西气东输、南水北调工程，以及污水管道、电力管道等各种管道工程铺设，但是，在硬岩中穿越钻进仍然是世界性的难题。这主要是因为在岩石地层，尤其是砂岩及砾岩地层钻进时，排渣困难，重复破碎严重，导致钻进效率低下、钻具磨损非常严重。目前国内外还没有解决这一难题的装置和方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种易于排碴、钻进效率较高、钻具磨损较小的岩石穿越扩孔装置。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种岩石穿越扩孔装置，包括两端与钻杆连通的中空的中心轴、前导向、后导向、设置在所述前导向和后导向之间的扩孔器，还包括一设置在所述中心轴下部的抽离装置，所述抽离装置包括一管状的主体，在所述主体的中部安装有一射流元件，所述射流元件与所述中心轴连通并将来自钻杆的泥浆或清水向所述主体内部后侧高速喷出，在负压的作用下将所述扩孔器前面的泥浆和岩屑从所述主体的前端口抽至后端口。

所述射流元件包括壳体及设置在所述壳体内的环形喷嘴，所述壳体通过一连接管与所述中心轴连通，所述环形喷嘴与所述主体连通并朝向所述主体的内部后侧。

所述扩孔器为牙轮或可更换滚式岩石扩孔器。

本发明的岩石穿越扩孔装置通过安装在牙轮或可更换滚式岩石扩孔器上的射流元件在抽离装置内形成负压，在负压作用下，将抽离装置前面的泥浆及孔内积聚的岩屑和钻头新克取的岩屑抽至扩孔器的后部，保证了扩孔器前部切削部位孔底干净，无需重复破碎，从而能够快速钻进，减少了扩孔器的磨损，提高了扩孔器的使用寿命。

附图说明

下面结合附图对本发明进行进一步说明。其中：

图1是本发明岩石穿越扩孔装置的结构示意图；

图2是利用本发明的装置进行穿越施工的示意图；

图3是图2的局部放大图。

具体实施方式

下面结合图1对本发明的岩石穿越扩孔装置的结构进行详细说明。

如图所示，该岩石穿越扩孔装置包括：两端与钻杆连通的中空的中心轴21、前导向22、后导向24、设置在所述前导向22和后导向24之间的扩孔器23以及设置在中心轴21下部的抽离装置。所述扩孔器为牙轮或可更换滚式岩石扩孔器。

所述抽离装置包括一管状的主体，主体的前端为吸渣口25，后端为排渣口29。在所述主体的中部安装有一射流元件。该射流元件包括壳体26及设置在壳体26内的环形喷嘴27，所述壳体通过连接管28与中心轴21连通。环形喷嘴27与所述主体连通并朝向主体的内部后侧。

下面结合图2和图3对本发明的岩石穿越扩孔钻进装置的使用方法进行说明。

图中11为钻机，12为需穿越的山，13为需穿越的河，14是泥浆泵，15为岩石地层，1为待扩孔，4为扩后孔，2为前部钻杆，7为后部钻杆，21为扩孔器的中心轴，23为扩孔器。泥浆或清水被泥浆泵通过前部钻杆2或后部钻杆7泵送到扩孔器23，并经射流元件26高速流出，从而产生负压，形成抽吸力，把引导孔1内及扩孔器3切削下来的岩渣5抽到扩孔器23的后部，保证岩石扩孔器23前面孔底干净，没有重复破碎，使得扩孔器23始终切削新鲜岩石，达到高效扩孔的目的，同时消除了前部岩渣5对岩石扩孔器23的磨损。被抽到扩孔器23后部的岩渣随泥浆低速流出孔外，或者经后面的洗孔工序排出孔外。