黄土塬专用螺旋钻具 【技术领域】
本实用新型涉及一种钻井工具,特别涉及针对黄土塬地区施工的专用钻机使用的钻井工具。
背景技术
目前,国内外螺旋钻杆的应用主要集中于工程机械大螺旋钻杆、地质普查取气螺旋钻杆以及石油沙漠勘探的内下药螺旋螺旋钻杆等。工程机械用的大螺旋钻杆的特点是螺旋升角小(一般均小于20°),螺旋片宽(大多大于50mm)且螺旋片外径较大(300~500mm),螺旋片宽度值与中间杆直径基本相当,这种螺旋片携带介质能力较高,但旋转阻力大,即驱动钻杆需要的扭矩较大,且介质上返时间长。石油沙漠勘探的内下药螺旋钻杆由于要兼顾内部下药的需要,因此中间杆外径较大,而且针对沙漠松散的流沙特点,螺旋片宽度值与中间杆外径之比一般在1∶8左右。这种螺旋钻杆只将部分流沙带到井口,还有大部分的流沙在钻杆的作用下挤向井壁四周。
目前这几种形式的螺旋钻具受到主机动力的限制。均不适用于黄土塬勘探轻便化的需要,为此,针支黄土塬不同形式的地层结构改进钻具,是解决上述问题的关键。
【发明内容】
本实用新型所述黄土塬专用螺旋钻具,可以解决传统钻具不适用于黄土塬地区勘探的问题。
本实用新型所述黄土塬专用螺旋钻具结构包括:公扣接头、螺旋片、中间杆、母扣接头和卸扣档键;解决上述问题的改进方案是,所述螺旋片的外径D的尺寸范围为60~100mm,螺旋片地螺旋升角为25°~30°。中间杆外径与螺旋片外径的比值为1∶1.4~1∶1.8,中间杆外径的尺寸为38~70mm。
如上所述黄土塬专用螺旋钻具,适用胶泥地层的螺旋钻具采用双螺旋钻头结构,它的中间杆外径与螺旋片外径的比值以1∶1.6-1∶1.8为宜,螺旋片的螺旋升角为28°-30°为宜。
如上所述黄土源专用螺旋钻具,适用于砂土层的螺旋钻具采用单螺旋钻头结构,它是中间杆外径与螺旋片外径的比值以1∶1.4-1∶1.6为宜,螺旋片的螺旋升角为接近25°-28°为宜。
如上所述的黄土源专用螺旋钻具,螺旋钻杆头内为注水通孔,螺旋钻杆头部带注水孔。
如上所述的黄土源专用螺旋钻具,在钻杆母扣接头的前部和接头端分别设置有专用垫叉卸扣用铣扁和两块卸扣用挡键。
本实用新型所述黄土源专用螺旋钻具,能够极大提高黄土源地区的钻井效率和钻井深度,确保野外采集质量和地震资料品质。
【附图说明】
图1是本实用新型所述黄土源专用螺旋钻具的结构示意图。
【具体实施方式】
本实用新型的具体结构及改进方案结构附图叙述如下:图1给出了单螺旋钻杆的结构示意图,包括公扣接头1、螺旋片2、中间杆3、母扣接头4 、卸扣档键5。所述钻具为大螺旋升角,并且在头部具有注水孔,使其具备注水功能。
螺旋钻杆的螺旋片外径D、中间杆外径d、螺旋升角β、螺旋片导程h见图所示。由于石油物探常用的炸药药柱直径为60mm和45mm两种,针对黄土塬地区的成井特点,本钻具的螺旋片的外径D和尺寸范围:60~100mm,螺旋片的螺旋升角β确定为25°~30°,中间杆外径与螺旋片外径的比值i(即i=d∶D)的最佳范围为1∶1.4~1∶1.8,中间杆外径d的尺寸范围为38-70mm。
以上参数确定原则:对于介质附着力越小,例如砂土层,i值越接近于大值(1∶1.4),以1∶1.4-1∶1.6为宜,β值取小值,(接近于25°),以25°-28°为宜;介质附着力越大,例如胶泥地层,i值接近于小值(1∶1.8),以1∶1.6-1∶1.8为宜。β值取大值(接近于30°),以28°-30°为宜。
在胶泥地层采用双螺旋钻头,有益于胶泥的切割和上返,同时通过钻头的注水孔向螺旋片表面微量注水,可以在螺旋表面形成水膜,减少介质上返的摩擦阻力,使胶泥上返速度并明显加快。
在砂土、黄土地层、采用单螺旋钻头可以加快介质上返,减少介质下滑可能。
为加快钻杆拆卸的辅助钻井时间,设计了专用垫叉卸扣用铁扁6和两块卸扣用档键5,所述专用垫叉卸扣位于钻杆母扣接头前部,两块卸扣用档键5位于钻杆母扣接头的接头端。