一种高压泥浆护壁方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于矿山钻探领域，涉及一种高压泥浆护壁方法及装置。本发明专利技术所解决上述现有技术中存在的技术问题，设计出一种井下高压泥浆护壁方法，并此方法是基于利用一种井下高压泥浆护壁装置进行的。所述装置包括制浆机、泥浆泵、钻机、空心钻杆、钻杆逆止阀、防喷器、三通、孔口管、泥浆沉淀罐、溢流阀、钢板泥浆池、滤网等形成的泥浆循环系统，通过本发明专利技术中的装置可使得泥浆循环供应，节约了用水。经过泥浆沉淀罐的沉降，泥浆中的含砂率可以降低98%以上。所述方法可以对钻孔孔壁产生正压力，并在孔壁上形成一层泥浆膜，从而防止钻孔的塌孔和缩径，保证正常钻进。

【技术实现步骤摘要】
一种高压泥浆护壁方法及装置
本专利技术属于矿山钻探领域，涉及一种高压泥浆护壁装置及方法。
技术介绍
随着井工矿山开采深度的不断增加，国家对矿山安全生产工作越来越重视重视，要求对受水害威胁区域或水文地质条件复杂的矿井、煤与瓦斯突出矿井掘进、回采前要钻探进行超前探测、注浆加固或抽排瓦斯，防止造成水害及瓦斯事故。正常情况下，现有的钻探设备能够满足施工要求。但是，在软岩、软煤地层中钻探经常出现塌孔、缩径现象而发生卡钻、埋钻、抱死钻杆等各类钻探事故，严重影响钻探施工进度，处理起来难度较大，处理不当还会造成钻孔报废，钻具丢失，造成经济损失。因此设计一种井下高压泥浆护壁方法可以有效防止钻探塌孔、缩径现象的发生，保证钻探工作顺利进行。
技术实现思路
本专利技术所解决上述现有技术中存在的技术难题，设计出一种井下钻探高压泥浆护壁方法，并此方法是基于利用一种井下高压泥浆护壁装置进行的。本专利技术为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高压泥浆护壁装置，包括制浆机、泥浆泵、钻机、空心钻杆、钻杆逆止阀、螺杆马达、钻头、防喷器、三通、孔口管、泥浆沉淀罐、溢流阀、钢板泥浆池、滤网；所述制浆机通过管道连接所述钢板泥浆池，用于将泥浆输送到钢板泥浆池中并及时补充泥浆，所述泥浆泵的进浆口通过第一管路与钢板泥浆池连接，所述第一管路的一端连接泥浆泵进浆口，另一端从钢板泥浆池的上方深入钢板泥浆池的泥浆中，所述钻机安装空心钻杆，所述空心钻杆从内部穿过防喷器、三通和孔口管，并且在空心钻杆的前端处设置有钻杆逆止阀、螺杆马达和钻头，所述钻杆末端通过第二管路连接于泥浆泵出浆口，所述第二管路为高压钢丝软管，所述防喷器通过法兰盘与三通连接，所述三通通过法兰盘与孔口管连接，所述三通通过第三管路与泥浆沉淀罐连接，所述第三管路为高压钢丝软管，所述泥浆沉淀罐的进口端设置有阀门，其出口端设置有溢流阀，所述溢流阀通过第四管路连接钢板泥浆池，并且所述第四管路的末端通入位于钢板泥浆池上部的滤网中。进一步，所述泥浆沉淀罐的壳体为圆柱体结构，在其壳体内部上壁设置有三层挡板，在其壳体外部上方还设置有压力表，在其壳体外部底部还设置有泥浆阀，所述三层挡板由长度递进增大的三个弧形挡板组成，其中短挡板位于泥浆进口端，长挡板位于泥浆出口端，而中挡板位于两者之间。一种高压泥浆护壁方法，利用上述的一种高压泥浆护壁装置，按照如下步骤进行：步骤一，施工时，首先将钻机按设计位置、角度固定，预埋好孔口管并试压合格，将空心钻杆穿过防喷器、三通，接着将钻杆逆止阀安装在空心钻杆末端，并将马达和钻杆逆止阀连接，将钻头和马达连接，然后将钻杆逆止阀、马达和钻头一并通过孔口管插入到钻孔内，用螺栓将防喷器、三通、孔口管连接在一起，最后用高压钢丝软管将三通和泥浆沉淀罐连接，泥浆沉淀罐的一端设置控制阀门，另一端安设溢流阀，与溢流阀连接的管道出口直接和钢板泥浆池上的滤网搭接；步骤二，用制浆机制备泥浆，并通过管道接通钢板泥浆池，将泥浆排到钢板泥浆池内，用泥浆泵将钢板泥浆池里的泥浆通过空心钻杆压入钻孔，泥浆从钻头排出，将钻孔内的钻屑带出，通过孔口管、三通、第三管路进入到泥浆沉淀罐里进行沉淀；步骤三，在泥浆沉淀罐里，由于三层挡板的作用导致泥浆流速降低，钻屑沉淀到沉淀罐底部，泥浆沉淀罐上安装有压力表，当压强超过溢流阀的设定值时，溢流阀会自动打开，泥浆通过溢流阀、第四管路、滤网排到泥浆池中进一步沉淀，再通过泥浆泵、钻杆压入钻孔，形成泥浆循环系统。本专利技术与现有技术相比所具有的有益效果是：通过本专利技术中的方法使得泥浆具有较高的压力，可以对钻孔孔壁产生正压力，并在孔壁上形成一层泥浆膜，从而防止钻孔的塌孔和缩径，保证正常钻进；通过本专利技术中的装置可使得泥浆循环供应，节约了清水的供应和污水的排放。经过泥浆沉淀罐、过滤网、沉淀池的沉淀和过滤，泥浆中的含砂率可以降低98%以上。附图说明图1为本专利技术工作状态泥浆流向示意图,其中A区域为剖视图。图2为本专利技术整体结构的装配示意图。图3为本专利技术泥浆沉淀罐内部挡板结构的正视示意图。图4为本专利技术泥浆沉淀罐内部挡板结构的右视示意图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。如图1和图2所示，一种高压泥浆护壁装置，包括制浆机1、泥浆泵2、钻机3、空心钻杆8、钻杆逆止阀18、螺杆马达23、钻头24、防喷器4、三通5、孔口管6、泥浆沉淀罐9、溢流阀10、钢板泥浆池11、滤网12；所述制浆机1通过管道连通所述钢板泥浆池11，用于将泥浆输送到钢板泥浆池中并及时补充泥浆，所述泥浆泵2通过第一管路13和钢板泥浆池11连接，所述第一管路13的一端连接泥浆泵2，另一端通入到钢板泥浆池11的底部，使得泥浆经泥浆泵的抽吸作用而经过第一管路进行泥浆供应，所述钻机3上安装空心钻杆8，所述空心钻杆8穿过防喷器4、三通5和孔口管6的内部，并且在空心钻杆8的前端处设置有钻杆逆止阀18、螺杆马达23、钻头24，在使用状态下所述空心钻杆的前端位于钻孔内，所述钻杆8通过第二管路14连接于泥浆泵2，所述第二管路14为高压钢丝软管，所述防喷器4通过法兰盘与三通5连接，所述三通5通过法兰盘7与孔口管6连接，所述空心钻杆的外壁与三通和孔口管内壁形成回流空间，所述防喷器紧贴空心钻杆外壁并起到封堵三通的左端端口的作用，使得在使用状态下泥浆流经回流空间并从三通的下端端口流出，所述三通5通过第三管路15与泥浆沉淀罐9连接，并且所述泥浆沉淀罐9进口端有控制阀门17，其出口端设置有溢流阀10，所述第三管路也为高压钢丝软管，所述泥浆沉淀罐9通过第四管路16连接钢板泥浆池11，并且所述第四管路16的末端通入位于钢板泥浆池11上部的滤网12中；如图3所示，所述泥浆沉淀罐9的壳体为圆柱体结构，其抗压强度不低于12Mpa，在其壳体内部上壁设置有三层挡板，在其壳体外部上还设置有压力表19，所述三层挡板由长度递进增大的三个弧形挡板组成，弧形挡板均朝向泥浆沉淀罐的进口端，并且短挡板22位于靠近泥浆进口端的位置，长挡板20位于靠近泥浆出口端的位置，而中挡板21位于两者之间，如图4所示；在泥浆沉淀罐下部设置一个钻屑排出孔，钻屑排出孔上安设泥浆阀25，当泥浆沉淀罐内钻屑沉淀到一定程度时，可以将泥浆阀25打开，将钻屑排出。一种高压泥浆护壁方法，如图1所示，利用上述的一种高压泥浆护壁装置，按照如下步骤进行：步骤一，施工时，首先将钻机按设计位置、角度固定，钻出一定深度的钻孔，预埋好孔口管6并试压合格，将空心钻杆8穿过防喷器4、三通5，接着将钻杆逆止阀18安装在空心钻杆前端，并将马达23和钻杆逆止阀18连接，将钻头24和马达23连接，然后将钻杆8、钻杆逆止阀18、马达23和钻头24一并通过孔口管6插入到钻孔内，用螺栓将防喷器4、三通5、孔口管6的法兰盘连接在一起，最后用高压软管将三通5和泥浆沉淀罐9连接，泥浆沉淀罐9的一端设置控制阀门17，另一端安设溢流阀10，与溢流阀10连接的管道出口直接和钢板泥浆池11上的滤网12搭接；步骤二，用制浆机1制备泥浆，并通过管道接通钢板泥浆池11，将泥浆排到钢板泥浆池内，用泥浆泵2将钢板泥浆池11里的泥浆通过空心钻杆8压入钻孔，即高压泥浆通过空心钻杆进入到钻杆逆止阀中，然后进入螺杆马达，推动螺杆马达的转动，从而带动钻头的钻进，最后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压泥浆护壁装置，其特征在于，包括制浆机、泥浆泵、钻机、空心钻杆、钻杆逆止阀、螺杆马达、钻头、防喷器、三通、孔口管、泥浆沉淀罐、溢流阀、钢板泥浆池、滤网；所述制浆机通过管道连接所述钢板泥浆池，用于将泥浆输送到钢板泥浆池中并及时补充泥浆，所述泥浆泵的进浆口通过第一管路与钢板泥浆池连接，所述第一管路的一端连接泥浆泵进浆口，另一端从钢板泥浆池的上方深入钢板泥浆池的泥浆中，所述钻机安装空心钻杆，所述空心钻杆从内部穿过防喷器、三通和孔口管，并且在空心钻杆的前端处设置有钻杆逆止阀、螺杆马达和钻头，所述钻杆末端通过第二管路连接于泥浆泵出浆口，所述第二管路为高压钢丝软管，所述防喷器通过法兰盘与三通连接，所述三通通过法兰盘与孔口管连接，所述三通通过第三管路与泥浆沉淀罐连接，所述第三管路为高压钢丝软管，所述泥浆沉淀罐的进口端设置有阀门，其出口端设置有溢流阀，所述溢流阀通过第四管路连接钢板泥浆池，并且所述第四管路的末端通入位于钢板泥浆池上部的滤网中。

【技术特征摘要】
1.一种高压泥浆护壁装置，其特征在于，包括制浆机、泥浆泵、钻机、空心钻杆、钻杆逆止阀、螺杆马达、钻头、防喷器、三通、孔口管、泥浆沉淀罐、溢流阀、钢板泥浆池、滤网；所述制浆机通过管道连接所述钢板泥浆池，用于将泥浆输送到钢板泥浆池中并及时补充泥浆，所述泥浆泵的进浆口通过第一管路与钢板泥浆池连接，所述第一管路的一端连接泥浆泵进浆口，另一端从钢板泥浆池的上方深入钢板泥浆池的泥浆中，所述钻机安装空心钻杆，所述空心钻杆从内部穿过防喷器、三通和孔口管，并且在空心钻杆的前端处设置有钻杆逆止阀、螺杆马达和钻头，所述钻杆末端通过第二管路连接于泥浆泵出浆口，所述第二管路为高压钢丝软管，所述防喷器通过法兰盘与三通连接，所述三通通过法兰盘与孔口管连接，所述三通通过第三管路与泥浆沉淀罐连接，所述第三管路为高压钢丝软管，所述泥浆沉淀罐的进口端设置有阀门，其出口端设置有溢流阀，所述溢流阀通过第四管路连接钢板泥浆池，并且所述第四管路的末端通入位于钢板泥浆池上部的滤网中。2.如权利要求1所述的一种高压泥浆护壁装置，其特征在于，所述泥浆沉淀罐的壳体为圆柱体结构，在其壳体内部上壁设置有三层挡板，在其壳体外部上方还设置有压力表，在其壳体底部还设置有泥浆阀，所述三层挡板由长度递进增大的三个弧形挡板组成，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新明，韩晓龙，李振华，焦华喆，韩振宇，孙冠东，刘子璐，严少洋，王树飞，刘晨生，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南,41