[发明专利]辐射孔导向钻进设备及工艺

说明书

本发明公开了一种辐射孔导向钻进设备和工艺，设备包括导向仪、导向钻机和双层钻杆，所述导向钻机上装配有双回转动力头，所述双层钻杆包括外层的外钻杆和内层的内钻杆，所述外钻杆和内钻杆分别对应双回转动力头的两个动力输出接头连接；还包括双管导向节和导向钻头，所述双管导向节包括外管和内管，所述外管一端与外钻杆连接，所述内管一端与内钻杆连接，所述外管上开有探棒仓，所述探棒仓内设置有与导向仪相互通信的探棒，所述内管另一端连接有导向钻头。应用此设备进行的钻孔工艺在钻进时通过两层钻杆中的外钻杆造斜，内钻杆钻进，钻孔精度高。双层钻杆反循环钻进，使外钻杆与孔壁之间充满带压钻井液，可有效维护砂卵石井壁的稳定。

技术领域

本发明涉及地质钻进领域，特别涉及一种辐射孔导向钻进设备和工艺。

背景技术

在现有技术中，砂卵石地层是主要的含水层，但是砂卵石地层软硬交错、胶结度差，在现有钻进技术中，是特别难以钻进的地层。砂卵石地层软硬交错带来的主要问题是钻进方向难以控制，胶结度差带来的问题主要是井壁稳定性差，很容易塌孔。目前，潜孔锤跟管钻进技术是砂卵石地层钻进的有效方法方法，但是潜孔锤跟管钻进只能用于不含水地层而且钻进效率低。

辐射井能提高单井出水量7-8倍，目前传统辐射井的施工步骤是：(1)先完成竖井施工。(2)人员下到井底利用冲击回转钻机完成水平辐射孔施工。

传统施工方法的局限性在于：(1)由于施工人员要下到狭小的竖井中，施工环境特别恶劣，安全性差。(2)由于空间有限，冲击回转钻机的能力受到很大的限制导致辐射孔的长度受到很大的限制。(3)辐射孔在钻进过程中易坍塌，在辐射孔完成后布设滤水管困难。

发明内容

针对上述现有技术中的缺点和不足，本发明的第一目的在于提供一种钻孔方便且成孔率高的辐射孔导向钻进设备。

本发明的第一目的是通过以下技术方案实现的：

一种辐射孔导向钻进设备，包括导向仪、导向钻机和双层钻杆，所述导向钻机上装配有双回转动力头，所述双层钻杆包括外层的外钻杆和内层的内钻杆，所述外钻杆和内钻杆分别对应双回转动力头的两个动力输出接头连接；还包括双管导向节和导向钻头，所述双管导向节包括外管和内管，所述外管一端与外钻杆连接，所述内管一端与内钻杆连接，所述外管上开有探棒仓，所述探棒仓内设置有与导向仪相互通信的探棒，所述内管另一端连接有导向钻头。

优选地，所述双管导向节还包括油缸和支撑板，所述内管在外管内沿外管轴向运动，在外管的外壁上开有与支撑板形状相应的容纳腔，容纳腔底部开有至少一个与外管内腔导通的泄压孔，所述油缸设置在泄压孔内，所述油缸与泄压孔的孔壁之间相对滑动，孔壁和油缸之间采用密封圈密封，油缸的活塞与支撑板固定连接；所述外管包括钻进端和动力端，沿容纳腔与动力端之间外管内壁的周向设置凸台，所述内管包括钻杆颈和钻杆主体，所述钻杆主体的外径大于钻杆颈的外径：当内管的钻杆颈运动至与凸台对应时，钻杆颈与凸台之间具有环空；当内管的钻杆主体运动至与凸台对应时，钻杆主体与凸台间隙配合。

优选地，所述双管导向节还包括油缸和支撑板，所述内管通过轴承悬挂支撑在外管内，在外管的外壁上开有与支撑板形状相应的容纳腔，容纳腔底部开有至少一个与油缸外套内腔导通的泄压孔，所述油缸设置在泄压孔内，所述油缸与泄压孔的孔壁之间相对滑动，孔壁和油缸之间采用密封圈密封，油缸的活塞与支撑板固定连接。

优选地，还包括扩孔钻头，所述扩孔钻头一端套在导向钻头的一端，所述导向钻头套有扩孔钻头的一端套在内管靠近外管动力端的一端。

优选地，还包括2个复位弹簧，所述复位弹簧设置于容纳腔底部开设的弹簧槽内，所述复位弹簧的两端分别与弹簧槽的底部和支撑板固定连接；所述泄压孔为2个或4个，2个复位弹簧与泄压孔位于同一条直线，泄压孔位于2个复位弹簧之间。