松散地层井管解卡装置.pdf

本发明公开了一种松散地层井管解卡装置，解卡装置由一中空的圆柱形冲击杆和一固联在冲击杆中部的圆筒形套箍所构成，套箍的中轴线与冲击杆的中轴线平行，所述套箍的纵剖面为一梯形；在冲击杆的下部形成一个与其中轴线的夹角为10°-15°的斜楔面，在冲击杆底部形成鸭嘴孔，并在冲击杆的中部开设有若干朝向套箍一侧的喷水孔。冲击杆底部鸭嘴孔喷射的高压水流可将井管外壁的卡附物返至地表，冲击杆中部朝向套箍一侧的喷水孔，其轴线与水平线形成不同的夹角，可从不同方向冲刷套箍内壁与地下井管外壁之间的卡附物，因此能更快更彻底地对井管进行解卡。

1、  松散地层井管解卡装置，其特征在于，所述解卡装置由一中空的圆柱形冲击杆(1)和一固联在冲击杆中部的圆筒形套箍(2)所构成，套箍的中轴线与冲击杆的中轴线平行，所述套箍的纵剖面为一梯形；在冲击杆的下部形成一个与其中轴线的夹角为10°-15°的斜楔面(3)，在冲击杆底部形成鸭嘴孔(4)，并在冲击杆的中部开设有若干朝向套箍一侧的喷水孔。

2、  根据权利要求1所述的松散地层井管解卡装置，其特征在于，所述套箍(2)是一上下贯通的圆筒形套箍，其纵剖面为一梯形，在套箍的底部圆周上间隔固设有若干合金刀片(6)。

3、  根据权利要求1所述的松散地层井管解卡装置，其特征在于，所述若干喷水孔的轴线与水平线形成不同的夹角。

松散地层井管解卡装置
技术领域：
本发明涉及一种松散地层井管解卡装置，具体地说是一种可用在地质钻探，石油钻井，工程勘查及各类钻井工程中，对井下井管四周包裹的粘土、沙砾等第四系散层进行解卡的装置。
背景技术：
地质钻探，石油钻井及其他钻井工程，在钻进第四系松散地层(如粘土，砂土，沙砾石等)后，为防止钻井坍塌，一般多采用在钻井内下入无缝钢管保护井壁。当钻井施工结束后，需要把保护井壁的无缝钢井管提拔上来，由于井管下入井内，井管外壁的土层经一段时间浸泡会松软，井管均被坍塌的泥皮、粘土、沙砾所包裹，如果井管外围卡附物不清除是很难把几十米或几百米的井管提拔出来，地下的井管如不提拔至地表，造成极大浪费，还给地下造成污染。目前采用的做法是采用大一级无缝钢管下接钻头，套住井内井管，用钻机回转扩井，解除井管外卡附物，扩一根井管提拔一根，往往扩井钢管长度需20m-30m，扩井时，钢管旋转阻力很大，效率很底，且在扩井过程中，由于扩井管长达20-30m，内外摩擦阻力大，扭矩力大，经常出现扩井管被粘土、砂砾卡埋，断管、断钻杆等事故；另外，被解卡的井管上提后，再进行下节井管扩井时，往往因找不到井内的井管头导致扩偏钻井，造成地下井管无法解卡而报废。
发明内容：
为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种井管解卡装置，采用本装置对井下的井管进行解卡，无需采用长的扩管钻具，也无需回转钻具，且可对井下的所有井管进行一次性解卡，不会出现断管、断钻杆等事故，也不会产生扩偏钻井的现象。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
松散地层井管解卡装置，所述解卡装置由一中空的圆柱形冲击杆和一固联在冲击杆中部的圆筒形套箍所构成，套箍的中轴线与冲击杆的中轴线平行，所述套箍的纵剖面为一梯形；在冲击杆的下部形成一个与其中轴线的夹角为10°-15°的斜楔面，在冲击杆底部形成鸭嘴孔，并在冲击杆的中部开设有若干朝向套箍一侧的喷水孔。
本发明的结构特点也在于：
所述套箍是一上下贯通的圆筒形套箍，其纵剖面为一梯形，在套箍的底部圆周上间隔固设有若干合金刀片。
所述若干喷水孔的轴线与水平线形成不同的夹角。
与已有技术相比，本发明地有益效果体现在：
本发明利用水力学和物理力学原理设计的井管解卡装置，它克服了传统井管提拔解卡的多种弊端，它具有不用钻机回转，不用长扩孔管钻具扩孔，减少扩孔阻力，避免孔内钻具、井管折断、找不到地下井管管头等事故，对地下井管可一次性解卡，无需多次扩孔提管的烦琐工序等优点。冲击杆底部的鸭嘴孔产生高压水流，配合钢管套箍上下冲击，排除井管外围卡附物，以达到井管解卡之目的。
冲击杆中部开设有若干朝向套箍一侧的喷水孔，若干喷水孔的轴线与水平线形成不同的夹角，可从不同方向冲刷套箍内壁与地下井管外壁之间的卡附物，因此能更快更彻底地对井管进行解卡。
附图说明：
图1为本发明的纵剖面视图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为图1的B-B剖视图。
图4为本发明的使用状态图，图中箭头所示为高压水或泥浆的行走路线。
图中标号：1冲击杆，2套箍，3斜楔面，4鸭嘴孔，5井管，6合金刀片，7中心喷水孔，7-1上喷水孔，7-2下喷水孔，8卡附物。
以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。
具体实施方式：
实施例；参见图1-4，本实施例的松散地层井管解卡装置，由一中空的圆柱形冲击杆1和一固联在冲击杆中部的圆筒形套箍2所构成，套箍2与冲击杆1的中轴线相互平行，套箍的纵剖面为一梯形，圆柱形冲击杆的下部经锻打形成一个斜楔面3，斜楔面与冲击杆中轴线的夹角为10°-15°为宜，这样冲击杆在工作时就更容易冲击进入土层内。具体设置时，套箍2可采用厚约10mm的梯形钢板卷制而成，也可选用内径略大于地下井管外径的无缝钢管，将钢管的上、下两端倾斜切割制成，再将钢管纵向剖开一道切口，焊接在冲击杆的中部即可，图2所示，斜楔面3与冲击杆本体在冲击杆的底部形成鸭嘴孔4，并在冲击杆的中部开设有若干朝向套箍一侧的喷水孔。
工作时，图4所示，冲击杆1的上端与地质钻杆连接，套箍2套在地下的井管5上，冲击杆上下冲击松动土层，并在冲击杆内输送高压水，高压水由冲击杆底部的鸭嘴孔射出并将井管外壁的卡附物8(如泥土、砂石等)返至地表。
图1所示，为了使得套箍也能容易地冲击进入土层，在套箍的底部圆周上按一定间隔焊接有若干方块状的合金刀片6，增加了套箍底部的锋利程度和耐磨度。具体设置时，根据力学原理，套箍底部圆周所在的平面应水平向上倾斜约45°为宜，套箍顶部圆周所在的平面应水平向下倾斜约20°为宜。在冲击杆中部朝向套箍的一侧开设中心喷水孔7，其直径约为10mm，孔的走向为水平方向；在中心喷水孔7的正上方还开设有上喷水孔7-1，上喷水孔的轴线水平向下倾斜约45°，在中心喷水孔7的正下方开设有下喷水孔7-2，下喷水孔的轴线水平向上倾斜约45°，图4所示，冲击杆内高压水可沿中心喷水孔7，上喷水孔7-1和下喷水孔7-2以不同的角度冲刷地下井管5的表面，并将其表面附着的卡附物8返至地表，最后取出冲击杆及套箍，便可轻易地将地下的井管5提拔出来。