跟管钻进系统及钻机

790 编辑：中冶有色技术网来源：长沙黑金刚实业有限公司

2023-12-18 15:30:38

权利要求书： 1.一种跟管钻进系统，其特征在于，包括一端与钻头(1)连接的钻管(2)；

所述钻管(2)设有至少两个；

相邻的所述钻管(2)之间通过接头(3)连接；

所述钻管(2)上设有单向流通结构；

所述接头(3)内部设有第一通道(31)，所述钻管(2)内部设有第二通道(21)，浆料依次经过所述第一通道(31)、所述第二通道(21)以及所述单向流通结构，流入至所述钻管(2)侧壁。

2.根据权利要求1所述的跟管钻进系统，其特征在于，所述接头(3)两端的所述钻管(2)均与所述接头(3)螺装连接。

3.根据权利要求2所述的跟管钻进系统，其特征在于，所述钻管(2)外壁上设有环槽(22)；

所述单向流通结构包括与所述环槽(22)侧壁固定连接的挡片(41)；

设于所述挡片(41)内侧，且与所述挡片(41)内壁贴合的橡胶套(42)，所述橡胶套(42)覆盖于所述钻管(2)上的径向孔(23)上，所述径向孔(23)一端与所述第二通道(21)连通，所述径向孔(23)的另一端与所述环槽(22)连通，所述挡片(41)与所述径向孔(23)处于错位状态。

4.根据权利要求3所述的跟管钻进系统，其特征在于，在所述环槽(22)的周向上设有至少两个所述挡片(41)。

5.根据权利要求4所述的跟管钻进系统，其特征在于，相邻的两个所述挡片(41)之间均设有所述径向孔(23)。

6.根据权利要求1?5任一项所述的跟管钻进系统，其特征在于，包括用于拔管的拔管装置(5)，所述拔管装置(5)与位于最上方的所述钻管(2)的一端连接。

7.根据权利要求6所述的跟管钻进系统，其特征在于，所述拔管装置(5)包括与位于最上方的所述钻管(2)螺装连接的第一连轴器(51)；

与所述第一连轴器(51)的上端卡接的第二连轴器(52)；

以及与所述第一连轴器(51)的侧壁卡接的连接组件；

所述第二连轴器(52)位于所述连接组件内部；

所述第二连轴器(52)内设有第四通道(521)，所述第一连轴器(51)内设有第三通道(511)，所述第四通道(521)依次与所述第三通道(511)、所述第二通道(21)连通。

8.根据权利要求7所述的跟管钻进系统，其特征在于，所述连接组件包括一端与所述第一连轴器(51)的侧壁卡接的管靴(53)；

与所述管靴(53)的另一端螺装连接的跟管(54)，所述第二连轴器(52)位于所述跟管(54)内部。

9.根据权利要求8所述的跟管钻进系统，其特征在于，所述第一连轴器(51)的侧壁上设有旋槽(512)；

所述第二连轴器(52)的侧壁上设有凸起部(522)，所述凸起部(522)与所述旋槽(512)旋接。

10.一种钻机，其特征在于，包括权利要求1?9任一项所述的跟管钻进系统。

说明书：一种跟管钻进系统及钻机技术领域[0001] 本实用新型涉及钻进设备的技术领域，尤其是一种跟管钻进系统及钻机。背景技术[0002] 在针对土壤、岩层钻孔施工领域中，钻孔深度的设置通常有较为严格的要求，当钻孔深度较深时，钻孔的传统加固方式是，先利用钻机在施工地面向下钻孔，再向钻孔内注

浆，浆料凝固后形成为加固结构，但在破碎带等复杂地层情况下，钻头退出钻孔后，钻孔的

孔壁失去支撑，容易发生塌孔现象。为了避免塌孔现象的发生，目前常用的护孔方式是，在

钻杆退出钻孔后，在钻杆退出孔后，先向钻孔内插入钢制套管，再向套管内注浆，以稳固地

层。

[0003] 受到钢制套管长度限制，上述的这种钻孔方式，只能在钻孔靠近顶端的部分实现稳固地层的作用，钻孔中钢制套管无法沿及的部分仍具有发生塌孔的风险，存在较大的安

全隐患。

实用新型内容

[0004] 解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种跟管钻进系统，能实现跟管钻进，使得所加工的成孔具有较高的稳定性，能同时完成跟管钻进和注浆，钻进施工效率更

高；本实用新型的另一个目的在于提供一种钻机，采用上述的跟管钻进系统，同样能达到上

述效果。

[0005] 本实用新型的技术方案如下：[0006] 一种跟管钻进系统，包括一端与钻头连接的钻管，所述钻管设有至少两个，相邻的所述钻管之间通过接头连接，所述钻管上设有单向流通结构，所述接头内部设有第一通道，

所述钻管内部设有第二通道，浆料依次经过所述第一通道、所述第二通道以及所述单向流

通结构，流入至所述钻管侧壁。

[0007] 优选地，所述接头两端的所述钻管均与所述接头螺装连接。[0008] 优选地，所述钻管外壁上设有环槽，所述单向流通结构包括与所述环槽侧壁固定连接的挡片，设于所述挡片内侧，且与所述挡片内壁贴合的橡胶套，所述橡胶套覆盖于所述

钻管上的径向孔上，所述径向孔一端与所述第二通道连通，所述径向孔的另一端与所述环

槽连通，所述挡片与所述径向孔处于错位状态。

[0009] 优选地，在所述环槽的周向上设有至少两个所述挡片。[0010] 优选地，相邻的两个所述挡片之间均设有所述径向孔。[0011] 优选地，包括用于拔管的拔管装置，所述拔管装置与位于最上方的所述钻管的一端连接。

[0012] 优选地，所述拔管装置包括与位于最上方的所述钻管螺装连接的第一连轴器，与所述第一连轴器的上端卡接的第二连轴器，以及与所述第一连轴器的侧壁卡接的连接组

件，所述第二连轴器位于所述连接组件内部，所述第二连轴器内设有第四通道，所述第一连

轴器内设有第三通道，所述第四通道依次与所述第三通道、所述第二通道连通。

[0013] 优选地，所述连接组件包括一端与所述第一连轴器的侧壁卡接的管靴，与所述管靴的另一端螺装连接的跟管，所述第二连轴器位于所述跟管内部。

[0014] 优选地，所述第一连轴器的侧壁上设有旋槽，所述第二连轴器的侧壁上设有凸起部，所述凸起部与所述旋槽旋接。

[0015] 一种钻机，包括上述的跟管钻进系统。[0016] 本申请提供的跟管钻进系统，包括一端与钻头连接的钻管，钻管设有至少两个，相邻的钻管之间通过接头连接，钻管上设有单向流通结构，接头内部设有第一通道，钻管内部

设有第二通道，浆料经过第一通道、第二通道以及单向流通结构，流入至钻管侧壁。当需要

钻进时，钻头不断向前钻进，在钻孔的过程中，钻管与钻头连接，能防止钻头加工后的成孔

坍塌，另一方面，相邻的钻管之间均通过接头连接，随着钻孔深度的增加，可以不断地增加

接头，钻管来满足钻孔的深度要求。同时，钻管上设有单向流通结构，在钻进的过程中，浆料

可以从第二通道、第一通道，再进入另一个第二通道(具体根据接头、钻管数量以及连接方

式调整)，直至最后从单向流通结构流到钻管外壁与岩层之间的间隙内，能再次防止钻头加

工后的成孔坍塌。因此，本申请提供的跟管钻进系统，能实现跟管钻进，使得所加工的成孔

具有较高的稳定性，能同时完成跟管钻进和注浆，钻进施工效率更高。

[0017] 本申请提供的一种钻机，采用上述的跟管钻进系统，同样能达到上述效果。附图说明[0018] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本

申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，

还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0019] 图1为本实用新型实施例提供的跟管钻进系统的结构示意图；[0020] 图2为本实用新型实施例提供的第一连轴器的结构示意图；[0021] 图3为本实用新型实施例提供的第二连轴器的结构示意图；[0022] 图4为本实用新型实施例提供的钻管的剖视图。[0023] 附图中的标号说明：1、钻头；2、钻管；21、第二通道；22、环槽；23、径向孔；3、接头；31、第一通道；41、挡片；42、橡胶套；5、拔管装置；51、第一连轴器；511、第三通道；512、旋槽；

52、第二连轴器；521、第四通道；522、凸起部；53、管靴；54、跟管。

具体实施方式[0024] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施

例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通

技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护

的范围。

[0025] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须

具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

[0026] 请如图1至图4所示，本申请提供的跟管钻进系统，包括一端与钻头1连接的钻管2，钻管2设有至少两个，相邻的钻管2之间通过接头3连接，钻管2上设有单向流通结构，接头3

内部设有第一通道31，钻管2内部设有第二通道21，浆料经过第一通道31、第二通道21以及

单向流通结构，流入至钻管2侧壁。当需要钻进时，钻头1不断向前钻进，在钻孔的过程中，钻

管2与钻头1连接，能防止钻头1加工后的成孔坍塌，另一方面，相邻的钻管2之间均通过接头

3连接，随着钻孔深度的增加，可以不断地增加接头3，钻管2来满足钻孔的深度要求。同时，

钻管2上设有单向流通结构，在钻进的过程中，浆料可以从第二通道21、第一通道31，再进入

另一个第二通道21(具体根据接头3、钻管2数量以及连接方式调整)，直至最后从单向流通

结构流到钻管2外壁与岩层之间的间隙内，能再次防止钻头1加工后的成孔坍塌。因此，本申

请提供的跟管钻进系统，能实现跟管54钻进，使得所加工的成孔具有较高的稳定性，能同时

完成跟管54钻进和注浆，钻进施工效率更高。

[0027] 其中，为了在增加钻管2数量时更为方便，钻管2与接头3的端部连接均采用螺装连接，例如，通过正向旋转拧紧，反向旋转可将钻管2从接头3拆卸下来，具体是正向旋转拧紧

还是反向旋转是拆卸，根据接头3是正旋螺纹还是反旋螺纹而定。

[0028] 在上述实施例中，单向流通结构主要起到将浆料从轴向设置的第二通道21中变成朝钻管2外壁流出(径向流动)，达到改变浆料流动方向的作用，同时，单向流通结构只能使

浆料从第二通道21向钻管2外壁流动，而不能使得浆料逆向流动，因此，只要是设置在钻管2

上的相关结构，只要能达到上述作用，就能被认定为在上述实施例对应的权利要求的保护

范围内，现将单向流通结构的具体结构做进一步说明。

[0029] 其中一个实施例中，钻管2外壁上设置环槽22，单向流通结构包括与环槽22侧壁固定连接的挡片41，设于挡片41内侧，且与挡片41内壁贴合的橡胶套42，橡胶套42覆盖于钻管

2上的径向孔23上，径向孔23一端与第二通道21连通，径向孔23的另一端与环槽22连通，挡

片41与径向孔23处于错位状态。当浆料需要从第二通道21流向钻管2外侧壁时，在钻管2外

壁上设置环槽22，用来放置挡片41，将挡片41固定在环槽22上，例如将挡片41上端与环槽22

的上侧壁焊接在一起，同时，设置橡胶套42，放置在挡片41的内侧，挡片41对橡胶套42限位

的作用，避免橡胶套42从环槽22内脱离。而橡胶套42是覆盖在钻管2上的径向孔23的端部

上，而径向孔23一端与第二通道21连通，其中，挡片41与径向孔23是处于错位状态。这种结

构就可以实现，当浆料不需要从第二通道21输送至钻管2外侧时，橡胶套42处于初始状态，

橡胶套42对径向孔23进行遮挡，一旦第二通道21内注满浆料，浆料从第二通道21流至径向

孔23，开始挤压橡胶套42，直至将橡胶套42从径向孔23推开，浆料流至环槽22以及钻管2的

侧壁与岩层间隙中。当浆料不再输送时，橡胶条不再产生弹性形变，恢复至初始装填，即覆

盖于径向孔23的口部。

[0030] 在上一实施例的基础上，在环槽22的周向上设有至少两个挡片41，在尽可能多的设置挡片41，这样能对橡胶套42提供较好的阻挡力，防止橡胶套42因浆料的冲击压力过大，

从环槽22内脱离。

[0031] 较佳地，相邻的两个挡片41之间均设有径向孔23，在挡片41设置的尽可能多的情况下，尽量多的设置径向孔23，能加快浆料的流动速度，更有效的避免成孔坍塌。

[0032] 本申请提供的跟管钻进系统，不仅能同时完成跟管54钻进和注浆，使得所加工的成孔具有较高的稳定性，还能实现拔管操作，方便拔管作业。具体地，在跟管钻进系统中还

设置了用于拔管的拔管装置5，将拔管装置5与位于最上方的钻管2的一端连接。

[0033] 具体地，拔管装置5包括与位于最上方的钻管2螺装连接的第一连轴器51，与第一连轴器51的上端卡接的第二连轴器52，以及与第一连轴器51的侧壁卡接的连接组件，第二

连轴器52位于连接组件内部，第二连轴器52内设有第四通道521，第一连轴器51内设有第三

通道511，第四通道521依次与第三通道511、第二通道21连通。拔管装置5的设置，通过连接

组件与第一连轴器51卡接，可向与第一连轴器51连接的钻管2以及接头3施加拉力，同时，通

过第二连轴器52与第一连轴器51连接，也同时能对第一连轴器51施加拉力，进而确保能顺

利完成拔管操作。

[0034] 其中，连接组件包括一端与第一连轴器51的侧壁卡接的管靴53，与管靴53的另一端螺装连接的跟管54，第二连轴器52位于跟管54内部。将连接组件设置为两截，降低连接组

件的加工制造难度，另一方面，还能降低连接组件断裂的风险。

[0035] 进一步地，第一连轴器51的侧壁上设有旋槽512，第二连轴器52的侧壁上设有凸起部522，凸起部522与旋槽512旋接。第一连轴器51和第二连轴器52的这种结构设置，使得其

连接状态更加可靠，也更容易拆卸。还可以在凸起部522或旋槽512上设置引导面，能实现第

一连轴器51和第二连轴器52的快速锁定或解锁；在凸起部522和旋槽512上设置抵靠面，能

快速判断第一连轴器51和第二连轴器52是否快速旋拧到位。

[0036] 本申请还提供一种钻机，包括上述的跟管钻进系统，同样能达到上述的技术效果，在此不再赘述。

[0037] 本说明书中各实施例采用递进方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

[0038] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定

义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因

此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理

和新颖特点相一致的最宽的范围。