阅读说明：本技术 一种深井段小口径井下岩渣清捞工具 (Tool for cleaning and fishing small-diameter underground rock slag in deep well section ) 是由 董崇泽 孙智杰 赵夔 于 2019-10-24 设计创作，主要内容包括：一种深井段小口径井下岩渣清捞工具,属于钻井设备技术领域,解决深井段小口径井下岩渣清捞工具单次捞渣量小、捞渣效率低、粗大岩渣无法清捞的技术问题,解决方案为：分水接头上安装有推力轴承,推力轴承上通过撑固弹簧片接头安装撑固弹簧片,岩渣容纳管固定安装在撑固弹簧片下接头的下端面上；主动轴的上端依次贯穿撑固弹簧片下接头、推力轴承、撑固弹簧片上接头延伸至分水接头中,主动轴的下端贯穿撑固弹簧片下接头延伸至岩渣容纳管中,主动轴的下端与从动轴上端固定连接,从动轴的另一端通过联轴器与螺旋翼钻头的螺杆固定连接。使用本发明单次清捞量大,清捞效率高,操作简单,提下钻次数相对减少。(The utility model provides a deep well section minor bore is rock sediment in pit clearly drags for instrument, belongs to drilling equipment technical field, solves deep well section minor bore is rock sediment in pit clearly drags for instrument single drag for the technical problem that the sediment volume is little, drag for the sediment inefficiency, thick rock sediment can't clearly drag for, and the solution is: a thrust bearing is arranged on the water distribution joint, a supporting and fixing spring leaf is arranged on the thrust bearing through a supporting and fixing spring leaf joint, and a rock slag containing pipe is fixedly arranged on the lower end surface of a lower joint of the supporting and fixing spring leaf; the upper end of the driving shaft penetrates through a lower joint of a supporting and fixing spring piece, a thrust bearing and an upper joint of the supporting and fixing spring piece in sequence and extends into a water distribution joint, the lower end of the driving shaft penetrates through the lower joint of the supporting and fixing spring piece and extends into a rock slag containing pipe, the lower end of the driving shaft is fixedly connected with the upper end of the driven shaft, and the other end of the driven shaft is fixedly connected with a screw of a spiral wing drill through a coupler. The invention has the advantages of large single dredging amount, high dredging efficiency, simple operation and relatively reduced drilling times under the condition of drilling.)

一种深井段小口径井下岩渣清捞工具

技术领域

本发明属于钻井设备技术领域，具体涉及的是一种深井段小口径井下岩渣清捞工具。

背景技术

在口径小、完全漏失的深孔段全面钻进施工时，所刻取下来的岩渣不能被循环的冲洗液有效地带出地面，停泵后沉于井底，容易造成埋钻事故，继而带来巨大的经济损失。为了钻井施工安全，防止井内事故发生，必须及时予以清捞，保证孔底干净。

然而传统岩渣清捞工具存在以下弊端：

1、岩渣容纳空间形状：中心钻杆与外侧岩渣管形成的“同心环状空间”。其弊端是：深孔段孔径变小，岩渣管外径随之变小，而中心钻杆的外径一般不变（为满足与钻台上的“三吊一卡”相匹配），如此一来，岩渣容纳空间和单次捞渣量则非常小，甚至无法设置岩渣管，继而无法进行捞渣作业，给深孔段钻进带来很大的孔内事故风险；

2、岩渣冲捞方式：冲洗液通过中心钻杆泵入捞渣钻具底部，带起岩渣由外环间隙上返至岩渣管顶端之后，沉落入岩渣管内。其弊端是：岩渣管比较长（8-9m，为最大限度增大单次捞渣量），其一岩渣上返路径长，其二，颗粒较粗、重量较大的岩渣不易冲起至岩渣管上部端口而落入其内。不仅单次捞渣效率低，而且无法彻底捞清粗大岩渣。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，解决深井段小口径井下岩渣清捞工具单次捞渣量小、捞渣效率低、无法彻底捞清粗大岩渣的技术问题，本发明提供一种非水冲式深井段小口径井下岩渣清捞工具。

本发明通过以下技术方案予以实现。

一种深井段小口径井下岩渣清捞工具，它包括分水接头、撑固弹簧片、岩渣容纳管和螺旋翼钻头，其中：

所述分水接头的上端与钻杆柱连接，分水接头外壁下部的外圆面上套装有保径套管，分水接头的下端面处安装有推力轴承上推力盘，推力轴承的下推力盘安装在撑固弹簧片上接头上，所述撑固弹簧片的一端固定安装在撑固弹簧片上接头上，撑固弹簧片的另一端固定安装在撑固弹簧片下接头上，撑固弹簧片沿撑固弹簧片上接头的圆周方向均匀布置至少有三片，所述岩渣容纳管固定安装在撑固弹簧片下接头下侧的端面上；主动轴的上端依次贯穿撑固弹簧片下接头、撑固弹簧片、推力轴承、撑固弹簧片上接头延伸至分水接头中，主动轴的下端贯穿撑固弹簧片下接头延伸至岩渣容纳管中，位于岩渣容纳管中的主动轴与从动轴固定连接，从动轴的另一端通过联轴器与螺旋翼钻头的螺杆固定连接；撑固弹簧片通过撑固弹簧片下接头驱动岩渣容纳管沿轴向方向向下移动，清渣作业时，螺旋翼钻头的外端部伸出岩渣容纳管的外部，清渣作业结束后，螺旋翼钻头的外端部回缩至岩渣容纳管的内部。

进一步地，所述岩渣容纳管的末端设置有容纳管保护钻头。

进一步地，根据捞渣效果，所述螺旋翼钻头上翼片螺旋升角的取值范围为15°~25°。

与现有技术相比本发明的有益效果为：

1、把用于浅部干或半干状态砂土层“大升角螺旋翼”钻具自动升土升渣原理，巧妙地用于深孔段饱水状态升渣排渣作业。

2、在螺旋翼钻头外设置了“岩渣容纳管”，在正常捞渣期间，“撑固”于孔壁，给岩渣提供足够的轴向摩擦力，确保了“螺旋翼钻头”在转动过程中“自动升渣”条件，并有效防止在提钻过程中，岩渣不被冲刷而造成捞渣失败。

3、“下弹片卡座”（或称岩渣容纳管接头）与“分水接头”之间，设置了“分动推力轴承”和“撑固弹簧片”，保证了捞渣作业期间，岩渣容纳管相对不转动，使孔底岩渣顺利由螺旋翼钻头带动而升入岩渣容纳管内。

4、捞渣作业在“干钻”工况下进行，即：将捞渣工具下至岩渣沉淀面之后，停止泥浆循环，边加压，边回转，使岩渣通过螺旋翼钻头不断不断导入岩渣容纳管内。因岩渣含水率较低，不易流失，存储状态良好。

附图说明

图1为本发明主视剖视结构示意图。

图中，1为分水接头，2为保径套管，3为推力轴承，4为撑固弹簧片上接头，5为撑固弹簧片，6为撑固弹簧片下接头，7为主动轴，8为从动轴，9为岩渣容纳管，10为联轴器，11为螺旋翼钻头，12为容纳管保护钻头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1所示的一种深井段小口径井下岩渣清捞工具，它包括分水接头1、撑固弹簧片5、岩渣容纳管9和螺旋翼钻头11，其中：

所述分水接头1的上端与钻杆柱连接，分水接头1外壁下部的外圆面上套装有保径套管2，分水接头1的下端面处安装有推力轴承3上推力盘，推力轴承3的下推力盘安装在撑固弹簧片上接头4上，所述撑固弹簧片5的一端固定安装在撑固弹簧片上接头4上，撑固弹簧片5的另一端固定安装在撑固弹簧片下接头6上，撑固弹簧片5沿撑固弹簧片上接头4的圆周方向均匀布置至少有三片，所述岩渣容纳管9固定安装在撑固弹簧片下接头6下侧的端面上；主动轴7的上端依次贯穿撑固弹簧片下接头6、撑固弹簧片5、推力轴承3、撑固弹簧片上接头4延伸至分水接头1中，主动轴7的下端贯穿撑固弹簧片下接头6延伸至岩渣容纳管9中，位于岩渣容纳管9中的主动轴7与从动轴8固定连接，从动轴8的另一端通过联轴器10与螺旋翼钻头11的螺杆固定连接；撑固弹簧片5通过撑固弹簧片下接头6驱动岩渣容纳管9沿轴向方向向下移动，清渣作业时，螺旋翼钻头11的外端部伸出岩渣容纳管9的外部，清渣作业结束后，螺旋翼钻头11的外端部回缩至岩渣容纳管9的内部。

进一步地，所述岩渣容纳管9的末端设置有容纳管保护钻头12。

进一步地，根据捞渣效果，所述螺旋翼钻头上翼片螺旋升角的取值范围为15°~25°。本发明适用于石油标准口径φ194mm~φ215mm岩渣清捞作业，其工作原理如下：

当本发明下到孔内岩渣面时，给捞渣钻具加压，四片撑固弹簧片5被压缩外张撑与孔壁，在钻具接头与外管接头之间“分动机构”作用下，岩渣容纳管9基本不转动，而管内的螺旋翼钻头11却在缓慢匀速转动，满足了螺旋翼钻头11自动升渣条件，让孔底沉渣通过螺旋翼源源不断导入岩渣容纳管9中，直至装满全管。捞渣作业完毕提升钻具，撑固弹簧片5在容纳管9及岩渣重量作用下，自动复位并与孔壁脱离，撑固弹簧片5复位，导致岩渣容纳管9下行，使螺旋翼钻头11缩于岩渣容纳管9中，堵住岩渣下落通道，确保了在提钻途中因孔内液流冲刷，而使已进入管内的岩渣重新落入孔内。捞渣钻具提到孔外后，卸掉底部的螺旋翼钻头11，进入岩渣容纳管9内的固态岩渣会自动倒出。

本发明使用过程中的操作要点为：

1、所加钻压要足以压缩撑固弹簧片5，保证岩渣容纳管9支撑于孔壁上，在清捞作业时保持不转动，配合螺旋翼钻头11顺利升渣。

2、每次下钻前，仔细检查撑固弹簧片5和分动机构是否灵活可靠，确保在井下完成设计动作。

3、捞渣过程中采用无循环的干钻作业，提高升渣效率。

4、清捞岩渣作业结束，直接提钻。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。