深井钻机卡钻解卡装置及施工方法

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2024-01-24 13:22:17

权利要求书： 1.一种深井钻机卡钻解卡装置，用于将卡在深井内的钻头取出，其特征在于：包括：垫板，对称设置于所述深井两侧的地面上，其高度可调节；

反力架，包括水平部和两个竖直部，所述竖直部设置于所述垫板上部；

千斤顶，对称设置于所述垫板上部，位于所述水平部的轴线下方；

连接装置，设置于所述水平部，用于与所述深井内的钻机结构相连。

2.根据权利要求1所述的解卡装置，其特征在于：还包括振动器，设置于所述千斤顶上部的侧壁。

3.根据权利要求2所述的解卡装置，其特征在于：所述竖直部的下端设置有支撑垫，所述支撑垫铺设于所述垫板。

4.根据权利要求2或3所述的解卡装置，其特征在于：所述连接装置包括：钢板，设置于所述水平部下部；

连接杆，垂直设置于所述钢板下部；

转动杆，一端与所述连接杆通过轴承连接，另一端设置有螺纹。

5.根据权利要求1所述的解卡装置，其特征在于：所述水平部设置有加强肋板。

6.根据权利要求4所述的解卡装置，其特征在于：所述水平部设置有卡槽，所述钢板活动卡设于所述卡槽。

7.根据权利要求1所述的解卡装置，其特征在于：所述反力架采用工字钢制作，呈开口朝下的U型。

8.根据权利要求1所述的解卡装置，其特征在于：所述千斤顶的上端面与所述水平部抵触，所述振动器与所述水平部接触。

9.根据权利要求1所述的解卡装置，其特征在于：所述千斤顶焊接固定于所述垫板。

10.采用权利要求6所述的一种深井钻机卡钻解卡装置的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：将钻头上部的钻杆与钻机的其他构件自深井井口处的连接点处拆开，并移除其他钻机结构，确保所述井口附近预留足够的作业空间；

所述井口周围地面整平，在所述深井两侧的地面对称放置垫板；

在所述垫板上安装反力架，使所述反力架下端的支撑垫稳定固定于所述垫板；

在所述垫板上对称安装千斤顶和振动器；

安装连接装置，调节钢板在卡槽的位置，使所述连接装置与所述钻杆处于相对位置；

调节所述垫板的高度，使转动杆与所述钻杆接触并完成连接；

运行所述千斤顶，当所述千斤顶顶紧水平部后，启动所述振动器；

再次运行所述千斤顶，使两个所述千斤顶同步顶升，带动所述反力架逐步提升，从而带动所述钻杆和所述钻头向上移动；

拆除所述反力架及所述千斤顶，将所述钻杆重新连接至所述钻机上，通过所述钻机将所述钻头提升至地面，进行后续施工。

说明书：一种深井钻机卡钻解卡装置及施工方法技术领域[0001] 本发明属于钻井施工技术领域领域，尤其是涉及一种深井钻机卡钻解卡装置及施工方法。背景技术[0002] 目前，深水井施工时，尤其地层为岩石时，多采用冲击钻或(合金)干钻，如操作不当或遇特殊地质时，钻头被岩石卡住，钻头与岩石之间的摩擦阻力大于钻杆提供的动力，便会发生卡钻现象。卡钻处理一般采取开挖法和垂直起吊法，其中开挖法工程量大，造成资源的严重浪费；二采用垂直起吊法，力度难以控制，吊车易发生倾覆，同时需工人下孔将钢丝绳绑在钻头上，尤其是水下作业，安全隐患较大，对工程进度有较大的影响。发明内容[0003] 为解决上述技术问题，本发明提供一种深井钻机卡钻解卡装置，尤其适合深水井或底层为岩石时的钻井施工作业，整体结构稳定，制作简便，易于操作，解卡高效快捷。[0004] 本发明采用的技术方案是：一种深井钻机卡钻解卡装置，用于将卡在深井内的钻头取出，包括：垫板，对称设置于所述深井两侧的地面上，其高度可调节；反力架，包括水平部和两个竖直部，所述竖直部设置于所述垫板上部；千斤顶，对称设置于所述垫板上部，位于所述水平部的轴线下方；连接装置，设置于所述水平部，用于与所述深井内的钻机结构相连。[0005] 进一步地，还包括振动器，设置于所述千斤顶上部的侧壁；[0006] 进一步地，所述竖直部的下端设置有支撑垫，所述支撑垫铺设于所述垫板。[0007] 进一步地，所述连接装置包括：钢板，设置于所述水平部下部；连接杆，垂直设置于所述钢板下部；转动杆，一端与所述连接杆通过轴承连接，另一端设置有螺纹。[0008] 进一步地，所述水平部设置有加强肋板。[0009] 进一步地，所述水平部设置有卡槽，所述钢板活动卡设于所述卡槽。[0010] 进一步地，所述反力架采用工字钢制作，呈开口朝下的U型。[0011] 进一步地，所述竖直部对称设置于所述垫板。[0012] 进一步地，所述千斤顶的上端面与所述水平部抵触，所述振动器与所述水平部接触。[0013] 进一步地，所述千斤顶焊接固定于所述垫板。[0014] 一种深井钻机卡钻解卡装置，包括以下步骤：[0015] 将钻头上部的钻杆与钻机的其他构件自深井井口处的连接点处拆开，并移除其他钻机结构，确保所述井口附近预留足够的作业空间；[0016] 所述井口周围地面整平，在所述深井两侧的地面对称放置垫板；[0017] 在所述垫板上安装反力架，使所述反力架下端的支撑垫稳定固定于所述垫板；[0018] 在所述垫板上对称安装千斤顶和振动器；[0019] 安装连接装置，调节钢板在卡槽的位置，使所述连接装置与所述钻杆处于相对位置；[0020] 调节所述垫板的高度，使转动杆与所述钻杆接触并完成连接；[0021] 运行所述千斤顶，当所述千斤顶顶紧水平部后，启动所述振动器；[0022] 再次运行所述千斤顶，使两个所述千斤顶同步顶升，带动所述反力架逐步提升，从而带动所述钻杆和所述钻头向上移动；[0023] 拆除所述反力架及所述千斤顶，将所述钻杆重新连接至所述钻机上，通过所述钻机将所述钻头提升至地面，进行后续施工。[0024] 本发明具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，装置整体结构稳定，不易发生倾覆，安全性更高；各个构件均为常见构件，制作更加方便；采用振动加提升的方法，使卡于岩石的钻头易于脱出，操作简便，快捷高效。附图说明[0025] 图1是本发明的一个具体实施例的正视图；[0026] 图2是本发明的一个具体实施例的俯视图；[0027] 图3是本发明的一个具体实施例的连接装置结构示意图；[0028] 图4是本发明的一个具体实施例的卡槽结构示意图。[0029] 图中：[0030] 1、地面 2、垫板 3、反力架[0031] 301、竖直部 302、水平部 4、支撑垫[0032] 5、千斤顶 6、振动器 7、连接装置[0033] 701、钢板 702、连接杆 703、转动杆[0034] 8、加强肋板 9、卡槽 10、深井[0035] 11、护筒 12、钻杆 13、钻头具体实施方式[0036] 下面结合附图对本发明的实施例做出说明。[0037] 如图1所示，在一个具体的实施例中，本发明提出一种深井钻机卡钻解卡装置，用于将卡在深井10内的钻头13取出，深井10的内壁上部设置有护筒11，用以固定筒壁结构；使用前需将钻头13上部的钻杆12与钻机的其他构件自连接点处拆开，并移除其他钻机结构，以确保足够的作业空间。本装置包括：垫板2、反力架3、千斤顶5和连接装置7，其中垫板2对称设置于深井10两侧的地面1上，垫板2用于支撑该装置的其他结构，因钻头伸入钻井的距离是随机的，为使本装置能与卡在深井10内的钻机结构进行可靠连接，垫板2的高度设计为可调节的，其调节方式可以为分段调节，优选的，垫板2的高度是可连续调节的。反力架3包括水平部302和两个竖直部301，水平部302的两端分别与两个竖直部301相连，竖直部301设置于垫板2上部，与垫板2并不相连；千斤顶5设置于两个垫板2上部，同时位于水平部302下方，千斤顶5的作用为顶起水平部302，为使水平部302受力平衡，千斤顶5对称设置于两个垫板2的上部，同时位于水平部302的轴线下方；连接装置7设置于水平部302，与钻杆12相对，使用时将其与卡在深井10内的钻机结构相连，卡在深井10内的钻机结构包括钻头13和钻头13上部的钻杆12，也就是说连接装置7与钻杆12相连；为确保连接装置7与钻杆12能够互相连接，应在本装置安装前，初步测定钻头13与钻杆12的位置，使本装置安装后，连接装置7与钻杆12相对，同时调节垫板2的高度，使连接装置7与钻杆12进行可靠连接。连接完成后，运行千斤顶5，使水平部302带动连接装置7向上移动，从而带动钻杆12和钻头13向上移动，解除钻头13的卡紧状态。

[0038] 如图1所示，在一个具体的实施例中，本装置还包括振动器6，设置于千斤顶5上部的侧壁；当千斤顶5顶紧水平部302后，启动振动器6，使千斤顶5带动钻杆12和钻头13小幅振动，使岩石与钻头13之间产生细微的缝隙，使钻头13的阻力和摩擦力减小，再运行千斤顶5带动钻杆12和钻头13向上移动，以便更加高效的完成钻头13的解卡。[0039] 如图1?2所示，在一个具体的实施例中，竖直部301的下端设置有支撑垫4，支撑垫4铺设于垫板2，支撑垫4用于防止反力架3失去稳定性和倾覆，其面积大于竖直部301的截面面积，优选的，采用钢板制作，其上端面与竖直部301下部焊接相连，下端面设置有防滑垫，增加其与垫板2之间的摩擦力，提高其稳定性。[0040] 如图3所示，在一个具体的实施例中，连接装置7包括钢板701、连接杆702和转动杆703，其中钢板701设置于水平部302下部；连接杆702垂直设置于钢板701下部，具体的，连接杆702采用金属材质，与钢板701焊接相连，连接杆702的内部或外部设置有轴承；转动杆703一端与连接杆702通过轴承连接，另一端设置有与钻杆12配合的螺纹，与钻杆12通过螺纹相连。具体使用时，转动杆703与钻杆12处于相对位置之后，通过调节垫板2的高度，使转动杆

703与钻杆12接触，使转动杆703转动连接钻杆12，确保连接稳定后，启动振动器6或千斤顶

5，完成钻头13的解卡。

[0041] 如图3所示，在一个具体的实施例中，水平部302设置有加强肋板8，提高水平部302的承载能力，加强本装置的稳定性。[0042] 如图4所示，在一个具体的实施例中，水平部302设置有卡槽9，钢板701活动卡设于卡槽9内，卡槽9设置有沿水平部302长度方向或宽度方向的开口，连接杆702穿过开口。优选地，卡槽9设置有沿水平部302长度方向和宽度方向的开口。具体使用时，本装置安装前，初步测定钻头13与钻杆12的位置，使本装置安装后，连接装置7与钻杆12尽量处于相对位置，随后调节钢板701在卡槽9的位置，使连接装置7与钻杆12处于相对位置，随后调节垫板2的高度，使转动杆703与钻杆12接触并完成连接，确保连接稳定后，启动振动器6或千斤顶5，完成钻头13的解卡。[0043] 如图1所示，在一个具体的实施例中，反力架3采用工字钢制作，呈开口朝下的U型，水平部302的两端分别与竖直部301的上端焊接相连。[0044] 如图1所示，在一个具体的实施例中，竖直部301对称设置于垫板2，提升整体结构的稳定性。[0045] 如图1所示，在一个具体的实施例中，千斤顶5的上端面与水平部302抵触，振动器6设置于千斤顶5上部的侧壁，同时与水平部302接触，可以刚好的发挥振动器的性能。优选的，千斤顶5的上端面与水平部302的下端面焊接连接，加强整体结构的稳定性和安全性。[0046] 在一个具体的实例中，采用的本发明提出一种深井钻机卡钻解卡装置施工方法如下：确定钻头13卡住后，将钻头13上部的钻杆12与钻机的其他构件自深井10井口处的连接点处拆开，并移除其他钻机结构，以确保足够的作业空间。将井口周围地面1整平，深井10两侧的地面1对称放置一块垫板2；在垫板2上安装反力架3，使反力架3下端的支撑垫4稳定固定于垫板2；在垫板2上对称安装千斤顶5和振动器6，安装连接装置7，使连接装置7与钻杆12尽量处于相对位置，随后调节钢板701在卡槽9的位置，使连接装置7与钻杆12处于相对位置，随后调节垫板2的高度，使转动杆703与钻杆12接触并完成连接，确保连接稳定。运行千斤顶5，当千斤顶5顶紧水平部302后，启动振动器6，使千斤顶5带动钻杆12和钻头13小幅振动，使岩石与钻头13之间产生细微的缝隙，使钻头13的阻力和摩擦力减小，再次运行千斤顶5，使两个千斤顶5同步顶升，带动反力架3逐步提升，从而带动钻杆12和钻头13向上移动，使钻头13脱离岩层，完成钻头13的解卡。随后拆除反力架3及千斤顶5，将钻杆12重新连接至钻机上，通过钻机将钻头13提升至地面，进行后续施工。

[0047] 以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。