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申请/专利权人：中国地质科学院勘探技术研究所

摘要：一种膨胀管下入装置，包括通管器、外管接头、单向阀、中心管接头、外管、中心管、膨胀管接头、防旋销和割刀；通管器上端连接钻杆，通管器下端连接外管接头；外管接头的下端通过外丝扣连接外管；外管的下端通过外丝扣连接设置刀片的割刀；外管下端的内部连接膨胀管接头，膨胀管接头与外管之间安装防旋销；外管接头的内部安装单向阀；外管接头内单向阀的下端连接中心管接头；中心管接头下端连接中心管；中心管的下端伸入膨胀管接头的内腔，中心管的外圆安装密封圈。本发明同时集连接膨胀管、建立打压通路、通管、切割膨胀管头部和尾部多种功能于一体；极大减少了起下钻次数，缩短了施工周期。

主权项：1.一种膨胀管下入装置，其特征在于：包括通管器1、外管接头2、单向阀3、中心管接头4、外管5、中心管6、膨胀管接头7、防旋销8和割刀9；所述通管器1为中空管状结构，通管器1的上端加工用于连接钻杆的外丝扣，通管器1的下端通过内丝扣连接中空管状结构的外管接头2；所述外管接头2的下端通过外丝扣连接外管5；所述外管5的下端通过外丝扣连接管状的割刀9；所述割刀9的下端沿圆周方向间隔设置刀片；所述外管5下端的内部通过内丝扣连接伸出割刀9下端的管状的膨胀管接头7，膨胀管接头7与外管5之间的侧壁沿圆周方向均匀安装防旋销8；所述外管接头2的内部安装保证液体从通管器1向膨胀管接头7单向流动的单向阀3；所述外管接头2内单向阀的下端通过内丝扣连接伸出外管接头下端的中空的中心管接头4；所述中心管接头4下端通过内丝扣连接中空的中心管6；所述中心管6的下端伸入膨胀管接头7的内腔，中心管6的外圆与膨胀管接头7的内腔之间安装密封圈；所述通管器1的上端加工用于配合连接钻杆的锥形外扣；所述通管器1的下端加工用于连接外管接头2的锥形内扣，外管接头2上端加工与通管器的锥形内扣配合的锥形外扣；所述通管器1外径等于需护壁孔的孔径；所述中心管6为两端直径大、中段直径小的管状结构，中心管6的上部大端通过直外扣与中心管接头4的下端连接，中心管6的下部大端插入膨胀管接头7内部，中心管6的下部大端的外圆面开设密封沟槽，密封圈安装在密封沟槽内。

全文数据：一种膨胀管下入装置技术领域本发明涉及地质钻探技术领域，具体的说是一种膨胀管下入装置。背景技术地质岩心钻探孔的终孔段一般为裸孔，终孔段钻进过程经常钻遇复杂地层，出现坍塌、溶洞、漏失、缩径等情况，致使钻进无法继续进行。常规的护壁方式为套管或泥浆护壁，但是终孔段若下入常规套管势必减小终孔直径，影响取心结果，因此在终孔段只能进行泥浆护壁，但是泥浆护壁效果不稳定，在钻杆的反复敲击下可能再次发生事故。膨胀管护壁能够在不减小通孔直径的情况下，稳固的将事故段护住，是地质岩心钻探事故处理的一项新技术。发明内容本发明需要解决的技术问题是提供一种膨胀管下入装置，能够与钻杆和膨胀管同时连接，建立打压通路、通管，减少起下钻次数，缩短护壁时间。为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种膨胀管下入装置，包括通管器、外管接头、单向阀、中心管接头、外管、中心管、膨胀管接头、防旋销和割刀；所述通管器为中空管状结构，通管器的上端加工用于连接钻杆的外丝扣，通管器的下端通过内丝扣连接中空管状结构的外管接头；所述外管接头的下端通过外丝扣连接外管；所述外管的下端通过外丝扣连接管状的割刀；所述割刀的下端沿圆周方向间隔设置刀片；所述外管下端的内部通过内丝扣连接伸出割刀下端的管状的膨胀管接头，膨胀管接头与外管之间的侧壁沿圆周方向均匀安装防旋销；所述外管接头的内部安装保证液体从通管器向膨胀管接头单向流动的单向阀；所述外管接头内单向阀的下端通过内丝扣连接伸出外管接头下端的中空的中心管接头；所述中心管接头下端通过内丝扣连接中空的中心管；所述中心管的下端伸入膨胀管接头的内腔，中心管的外圆与膨胀管接头的内腔之间安装密封圈。上述膨胀管下入装置，其进一步改进在于：所述通管器的上端加工用于配合连接钻杆的锥形外扣；所述通管器的下端加工用于连接外管接头的锥形内扣，外管接头上端加工与通管器的锥形内扣配合的锥形外扣。上述膨胀管下入装置，其进一步改进在于：所述通管器外径等于需护壁孔的孔径；通管器的外圆沿圆周方向均布若干列合金或PDC复合片；在均布的每两列合金或PDC复合片之间设有用于减小摩擦力的长沟槽。上述膨胀管下入装置，其进一步改进在于：所述外管接头内部为上小下大的两级阶梯通孔，两级阶梯通孔的中径处安装单向阀，阶梯通孔的大径通过直内扣连接中心管接头，中心管接头的上端抵住并限位单向阀。上述膨胀管下入装置，其进一步改进在于：所述中心管为两端直径大、中段直径小的管状结构，中心管的上部大端通过直外扣与中心管接头的下端连接，中心管的下部大端插入膨胀管接头内部，中心管的下部大端的外圆面开设密封沟槽，密封圈安装在密封沟槽内。上述膨胀管下入装置，其进一步改进在于：所述割刀的刀片为金刚石刀片，金刚石刀片镶嵌入割刀预加工的刀筒内并焊接固定。上述膨胀管下入装置，其进一步改进在于：所述外管加工安装防旋销的通孔，所述膨胀管接头加工安装防旋销的盲孔，防旋销沿径向穿过外管的通孔并伸入膨胀管接头的盲孔内。本发明在采用上述技术方案后，具有如下技术进步的效果：本发明可一次下入膨胀管后进行打压、切头、通管、去尾、提钻的工作，同时集连接膨胀管、建立打压通路、通管、切割膨胀管头部和尾部多种功能于一体；极大减少了起下钻次数，缩短了施工周期，降低了事故处理过程中新事故的发生概率。附图说明图1为本发明下入状态的主视图；图2为图1的A-A向视图；图3为本发明割管状态的示意图；图4为割刀的主视图；图5为图4的B-B向视图；图6为图4的仰视图。图中各标号分别表示为：1、通管器；2、外管接头；3、单向阀；4、中心管接头；5、外管；6、中心管；7、膨胀管接头；8、防旋销；9、割刀。具体实施方式下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明：本发明的膨胀管下入装置如图1-图3所示，包括通管器1、外管接头2、单向阀3、中心管接头4、外管5、中心管6、膨胀管接头7、防旋销8和割刀9。所述通管器1的上端加工外丝扣，用于连接钻杆。通管器1的下端加工内丝扣，通过内丝扣连接外管接头2。所述外管接头2的下端通过外丝扣连接外管5。所述外管5的下端通过外丝扣连接管状的割刀9，割刀9的下端沿圆周方向间隔设置刀片。所述外管5下端的内部通过内丝扣连接膨胀管接头7，膨胀管接头7套装在割刀9的内圆并伸出割刀9下端，膨胀管接头7下端与膨胀管焊接。所述膨胀管接头7与外管5之间的侧壁沿圆周方向均匀安装防旋销8，防止钻杆正转或者反转时导致外管5下端内丝扣与膨胀管接头7发生脱扣。所述外管接头2的内部安装单向阀3，单向阀3可保证液体的流动方向只能从通管器1流向膨胀管接头7，而不能从膨胀管接头7流向通管器1。所述外管接头2内单向阀3的下端通过内丝扣连接中心管接头4。所述中心管接头4伸出外管接头2下端，中心管接头4下端通过内丝扣连接中心管6。所述中心管6的下端伸入膨胀管接头7的内腔，中心管6的外圆与膨胀管接头7的内腔之间安装密封圈，密封圈可阻止膨胀管的液压力通过中心管6与膨胀管接头7之间的缝隙泄露。所述通管器1为中空管状结构，通管器1一端为锥形外扣，与钻杆连接，通过钻杆的下放将膨胀管送入指定位置。通管器1的另一端为锥形内扣，与外管接头2连接。所述通管器1外径等于需护壁孔的孔径，其外圆圆周方向均布若干列合金或PDC复合片，以防止下入过程孔壁对通管器1的磨损，在均布的每两列合金之间铣出长沟槽，以减小下入过程的摩擦力。通管器1中心开设自上而下的通孔。通管器1上下两端设置倒角，便于下入和上提。所述外管接头2中空管状结构，外管接头2上端为锥形外扣，与通管器1下端的锥形内扣连接。外管接头2的下端外圆为直外扣，与外管5连接。外管接头2的下端内圆为直内扣，与中心管接头4连接。外管接头2的中心孔成阶梯型，直内扣处直径最大，中径处放置单向阀3，最小径为液体流通孔；单向阀3放置到位后，中心管接头4与外管接头2下端直内扣连接，拧到底后顶住单向阀3，防止单向阀3移动。所述中心管接头4上端通过外丝扣与外管接头2下端连接，中心管接头4下端通过内丝扣与中心管6连接。中心管接头4中心为通孔，为液体流通孔。所述外管5为管状结构，上端通过内丝扣与外管接头2连接。外管5的下端通过外丝扣与割刀9连接，通过内丝扣与膨胀管接头7连接，内丝扣上下无台肩限位。外管5与膨胀管接头7重合之处，连接丝扣的下方圆周方向均匀配钻四个孔，孔内打入防旋销8。转动钻杆可带动外管5向下旋转，剪断防旋销8，之后外管5随钻杆的转动旋转，与膨胀管接头7的丝扣脱开，继续向下旋转，即可使用割刀9进行切头切尾工作。所述中心管6为两端直径较大，中段直径较小的管状结构。中心管6的上端通过外丝扣与中心管接头4下端连接，中心管6的下端插入膨胀管接头7内部，可在膨胀管接头7内部滑动。中心管6的下端外圆面开设密封沟槽，内置密封圈，密封圈用于防止膨胀管内的液压力通过中心管6与其接触面之间的缝隙泄压。中心管6内部开设通孔，用于液体流通孔。所述膨胀管接头7为管状结构，上端通过外丝扣与外管5连接，外丝扣下方为与外管5配钻的安装防旋销的销孔，销孔不钻透，以防止泄压，膨胀管接头7下端插入膨胀管内，通过焊接连接。膨胀管接头7中心设有通孔，中心管6下端在其内部滑动。如图4-图6所示，割刀9为管状结构，上端与外管5通过内丝扣连接，下端为在圆周方向间隔一定间隙均匀布置的金刚石刀片，金刚石刀片镶嵌入割刀9刀筒内通过焊接固定。如图2所示，下入状态时膨胀管接头7的底部在割刀的下方。而割管状态下，如图3所示，钻杆带动通管器1、外管接头2、单向阀3、中心管接头4、外管5、中心管6和割刀9向下移动，此时防旋销8已被剪断，而膨胀管接头7固定不动，割刀9可移动到膨胀管接头7的下方，此时割刀9已经碰触到膨胀管，加压旋转即可切割头部。本发明上端通管器与钻杆连接，下端膨胀管接头与膨胀管连接，通过钻杆将下入器具及其连接的膨胀管下放到指定位置。下入到指定位置后向钻杆内注入高压液体，高压液体流经下入器具的通管器、外管接头、中心管接头、中心管和膨胀管接头后流到膨胀管内。为防止膨胀管内压力大于外部压力时管内液体回流，在下入器具的外管接头内部内置单向阀，可保证高压液体只能流入膨胀管内部，而不能反向流动。膨胀管膨胀到位悬挂后，旋转钻杆下行，钻杆带动下入器具的通管器、外管接头、外管旋转，增大旋转扭矩剪断防旋销；继续旋转下行，外管下端与膨胀管接头的丝扣脱离，膨胀管接头固定不动，钻杆边旋转边下压，继而带动通管器、外管接头、外管、割刀、单向阀、中心管接头、中心管一起边旋转边下行，直至割刀接触膨胀管后，增大钻压将膨胀管头部切除；切除头部后继续向下旋转钻进，此时膨胀管内部已膨胀，若下行过程通管器无任何阻碍，则证明膨胀管内部通径已满足要求，无需再进行后期规圆；割刀无法继续下行时，证明已接触到膨胀管尾部，此时增大钻压，将波纹管尾部切除，尾部切除后将下入器具提出，切掉的膨胀管头部一同被提出孔外。

权利要求：1.一种膨胀管下入装置，其特征在于：包括通管器1、外管接头2、单向阀3、中心管接头4、外管5、中心管6、膨胀管接头7、防旋销8和割刀9；所述通管器1为中空管状结构，通管器1的上端加工用于连接钻杆的外丝扣，通管器1的下端通过内丝扣连接中空管状结构的外管接头2；所述外管接头2的下端通过外丝扣连接外管5；所述外管5的下端通过外丝扣连接管状的割刀9；所述割刀9的下端沿圆周方向间隔设置刀片；所述外管5下端的内部通过内丝扣连接伸出割刀9下端的管状的膨胀管接头7，膨胀管接头7与外管5之间的侧壁沿圆周方向均匀安装防旋销8；所述外管接头2的内部安装保证液体从通管器1向膨胀管接头7单向流动的单向阀3；所述外管接头2内单向阀的下端通过内丝扣连接伸出外管接头下端的中空的中心管接头4；所述中心管接头4下端通过内丝扣连接中空的中心管6；所述中心管6的下端伸入膨胀管接头7的内腔，中心管6的外圆与膨胀管接头7的内腔之间安装密封圈。2.根据权利要求1所述的一种膨胀管下入装置，其特征在于：所述通管器1的上端加工用于配合连接钻杆的锥形外扣；所述通管器1的下端加工用于连接外管接头2的锥形内扣，外管接头2上端加工与通管器的锥形内扣配合的锥形外扣。3.根据权利要求1所述的一种膨胀管下入装置，其特征在于：所述通管器1外径等于需护壁孔的孔径。4.根据权利要求1所述的一种膨胀管下入装置，其特征在于：所述中心管6为两端直径大、中段直径小的管状结构，中心管6的上部大端通过直外扣与中心管接头4的下端连接，中心管6的下部大端插入膨胀管接头7内部，中心管6的下部大端的外圆面开设密封沟槽，密封圈安装在密封沟槽内。5.根据权利要求1-4任一项所述的一种膨胀管下入装置，其特征在于：所述外管5加工安装防旋销8的通孔，所述膨胀管接头7加工安装防旋销8的盲孔，防旋销8沿径向穿过外管5的通孔并伸入膨胀管接头7的盲孔内。

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