一种无充填溶洞区的测井仪器下入引导装置及方法与流程

本申请涉及钻探测井，具体为一种无充填溶洞区的测井仪器下入引导装置及方法。

背景技术：

1、岩溶区裂隙溶洞发育，钻孔施工常钻遇大规模或多层的无充填溶洞区，钻探作业过程中溶洞区对钻杆柱无法形成有效的束缚支撑，致使钻杆柱在高速回转和竖向钻压的作用下出现较大程度的变形偏移，即钻杆柱不能保持竖直状态，钻头虽能继续向溶洞底部钻进，但钻孔轨迹轴线极易发生严重偏移。此外，为达到地质勘查工作的目的，常需将测井仪器沿钻孔移动并穿过无充填溶洞区到达孔底，以进行测井。

2、目前大部分的测井手段需在裸孔（钻孔内无套管）条件下进行，因无充填溶洞区大部分钻孔轨迹轴线发生严重偏移，测井探头遇溶洞后难以直接下至孔底，导致测井工作无法有效开展，进而严重影响了地质勘查工作质量。

技术实现思路

1、针对现有技术中不便有效测井的问题，本发明特提供一种无充填溶洞区的测井仪器下入引导装置及方法。

2、为此，本发明采用的具体技术方案如下：

3、本发明提供了一种无充填溶洞区的测井仪器下入引导装置，包括钻杆和钻头本体，钻头本体设置在钻杆底部，其特征在于：

4、钻头本体底部活动连接有翼片，钻杆内设有通孔，通孔内滑动设置锚固筒，锚固筒顶部固定设置有固定座，固定座上转动设置有定滑轮，定滑轮上绕设有牵引绳，牵引绳的两端均位于通孔外，牵引绳位于通孔外的一端连接有测试仪探头，测试仪探头的另一端连接有测井绳；

5、还包括锚固机构，所述锚固机构设置于锚固筒。

6、优选的，所述锚固机构包括锥形插杆、弹簧、锚固钉、顶板以及连杆，锚固筒内设有安装腔，锥形插杆位于安装腔内，锥形插杆的顶部固定设置有连杆，锚固筒的顶部设有与连杆配装的穿孔，连杆远离锥形插杆一端固定设置有顶板，顶板位于定滑轮上方且设有与牵引绳配装的绳孔，锚固筒侧壁设有连通安装腔的插孔，插孔内滑动设置有锚固钉，锚固钉于安装腔内的一端与锥形插杆抵接，弹簧位于安装腔内且套设在锚固钉上，弹簧的两端分别与锚固筒和锚固钉抵接，当将锚固筒通过通孔放置孔底后，工作人员再次下压钻杆和钻头本体，钻头本体上的翼片推动顶板和锥形插杆共同下行，锥形插杆的锥面在下行过程中推动锚固钉压缩弹簧，并使得锚固钉沿着插孔向外运动，锚固钉楔入孔壁岩层，完成锚固作业。

7、优选的，所述牵引绳远离测试仪探头和定滑轮的一段上固定设置有卡球，卡球直径大于绳孔直径，当测井作业完成后，地面拉起牵引绳于测试仪探头的一端，与牵引绳连接的卡球通过定滑轮后到达绳孔底端，由于卡球直径大于绳孔直径使得卡球于绳孔处与顶板底部抵接并停止上行，此时强力拉起牵引绳，卡球带动顶板和锥形插杆上行，在弹簧张力作用下，锚固钉向中心复位，后同时上提牵引绳两端拉起锚固筒，操作便捷。

8、优选的，所述卡球直径大于绳孔直径6-8mm，避免卡球直径过大导致卡球不便顺利穿过定滑轮。

9、优选的，所述插孔设置为多组并沿锚固筒的周向间隔布置，通过设置多组插孔，使得多组锚固钉可以将锚固筒和孔壁进行多点锚固，保证锚固的稳定性。

10、优选的，所述翼片通过销轴与钻头本体连接，通过销轴连接便于翼片沿钻头本体进行灵活开启。

11、优选的，所述锚固筒顶部固定设置有卡托，卡托顶部设有弧形槽和两立板，定滑轮转动设置于两立板之间，通过该结构防止牵引绳脱离定滑轮。

12、优选的，所述钻头本体底部的一端固定设置有挡板，通过设置挡板对翼片的活动范围进行限位，防止翼片转动打开的角度过大。

13、一种无充填溶洞区的测井仪器下入引导方法，包括以下步骤

14、s1：采用钻头本体以及钻头本体底部活动连接的翼片实施碎岩钻进，钻遇溶洞后不提钻，继续钻进直至终孔；

15、s2：钻进工作结束后上提钻杆，此时钻头本体底部的翼片沿钻头本体进行转动打开，使得通孔连通钻孔底部，通过钻杆内的通孔下入牵引绳和锚固筒，使得牵引绳和锚固筒通过翼片的打开处输送至孔底；

16、s3：再次下压钻杆和钻头本体，使得钻头本体上的翼片与顶板抵接后推动顶板和锥形插杆共同下行，锥形插杆的底部锥面宽度小于锥形插杆的顶部锥面宽度，使得锥形插杆的锥面在下行过程中通过与锚固钉的抵接推动锚固钉沿插孔向外运动，使得锚固钉楔入孔壁岩层，完成锚固作业，提钻起出全部钻杆；

17、s4：地面将测试仪探头的两端分别与牵引绳位于通孔外的一端和测井绳连接，拉动地面牵引绳的另一端，牵引绳绕定滑轮移动并拉动测试仪探头到孔底位置；

18、s5：将钻杆和钻头本体上提离开钻孔，地面拉起测井绳，使得测井绳带动测试仪探头在上行过程中完成测井作业；

19、s6：测井作业完成后，地面拉起牵引绳于测试仪探头的一端，与牵引绳连接的卡球通过定滑轮后到达绳孔底端后与顶板抵接并停止上行，此时拉起牵引绳，卡球带动顶板和锥形插杆上行，在弹簧张力作用下，锚固钉向中心复位，然后同时上提牵引绳两端拉起锚固筒，将锚固筒拉至地面。

20、优选的，所述s2步骤中钻杆上提0.5-1.0m，通过上提0.5-1.0m使得钻头本体与孔底之间有充足空间放置锚固筒，保证有效进行锚固作业。

21、采用以上技术方案，其优点在于：

22、1、本发明中通过在钻头本体底部活动连接有翼片，使得翼片可以沿钻头本体进行转动，进而使得可以将牵引绳、锚固筒以及测试仪探头通过钻杆内的通孔由翼片处进行下方至孔底，操作便捷，便于有效进行测井作业。

23、2、通过在锚固筒内设置锥形插杆和锚固钉，使得钻头本体可以挤压锥形插杆进而带动锚固钉向外移动，之后锚固钉嵌入孔壁实现对锚固筒的有效锚固作业，便于后续顺利进行测井作业。

24、3、于牵引绳上设置的卡球可以通过与顶板上的绳孔的抵接使得工作人员便于对锚固钉进行脱离锚固和对锚固筒进行上提作业，操作便捷。

技术特征：

1.一种无充填溶洞区的测井仪器下入引导装置，包括钻杆和钻头本体，钻头本体设置在钻杆底部，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种无充填溶洞区的测井仪器下入引导装置，其特征在于：所述锚固机构包括锥形插杆、弹簧、锚固钉、顶板以及连杆，锚固筒内设有安装腔，锥形插杆位于安装腔内，锥形插杆的顶部固定设置有连杆，锚固筒的顶部设有与连杆配装的穿孔，连杆远离锥形插杆一端固定设置有顶板，顶板位于定滑轮上方且设有与牵引绳配装的绳孔，锚固筒侧壁设有连通安装腔的插孔，插孔内滑动设置有锚固钉，锚固钉于安装腔内的一端与锥形插杆抵接，弹簧位于安装腔内且套设在锚固钉上，弹簧的两端分别与锚固筒和锚固钉抵接。

3.根据权利要求2所述的一种无充填溶洞区的测井仪器下入引导装置，其特征在于：所述牵引绳远离测试仪探头和定滑轮的一段上固定设置有卡球，卡球直径大于绳孔直径。

4.根据权利要求3所述的一种无充填溶洞区的测井仪器下入引导装置，其特征在于：所述卡球直径大于绳孔直径6-8mm。

5.根据权利要求2所述的一种无充填溶洞区的测井仪器下入引导装置，其特征在于：所述插孔设置为多组并沿锚固筒的周向间隔布置。

6.根据权利要求1所述的一种无充填溶洞区的测井仪器下入引导装置，其特征在于：所述翼片通过销轴与钻头本体连接。

7.根据权利要求1所述的一种无充填溶洞区的测井仪器下入引导装置，其特征在于：所述锚固筒顶部固定设置有卡托，卡托顶部设有弧形槽和两立板，定滑轮转动设置于两立板之间。

8.根据权利要求1所述的一种无充填溶洞区的测井仪器下入引导装置，其特征在于：所述钻头本体底部的一端固定设置有挡板。

9.一种无充填溶洞区的测井仪器下入引导方法，其特征在于：应用权利要求3所述的无充填溶洞区的测井仪器下入引导装置，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种无充填溶洞区的测井仪器下入引导方法，其特征在于：所述s2步骤中钻杆上提0.5-1.0m。

技术总结本发明涉及钻探测井技术领域，具体为一种无充填溶洞区的测井仪器下入引导装置及方法，包括钻杆和钻头本体，钻头本体设置在钻杆底部，钻头本体底部活动连接有翼片，钻杆内设有通孔，通孔内滑动设置锚固筒，锚固筒顶部固定设置有固定座，固定座上转动设置有定滑轮，定滑轮上绕设有牵引绳，牵引绳的两端均位于通孔外，牵引绳位于通孔外的一端连接有测试仪探头，测试仪探头的另一端连接有测井绳，锚固机构设置于锚固筒，本发明中工作人员通过钻头底部活动连接的翼片可以将牵引绳、锚固筒和测试仪探头下方至孔底，然后通过锚固机构对锚固筒进行锚固，之后工作人员通过测井绳和测试仪探头即可有效进行测井作业，操作便捷。技术研发人员：陈涛,高峰,易瑞,焦恒,李强,易世友,吉勤克补子,陈浩,赵华宣,曾远明受保护的技术使用者：贵州省地质矿产勘查开发局114地质大队技术研发日：技术公布日：2024/7/15