雙孕鑲金剛石鉆頭跟套管連續鉆進機構設計及模擬分析

王金龍，高 科，張宗正，趙 研，謝曉波

（吉林大學建設工程學院，吉林長春 130026）

0 引言

為提高破碎地層、卵礫石地層鉆進時孔壁穩定性和施工效率，在常規泥漿護壁和沖擊鉆進粘土護壁等方法不能有效穩定孔壁或者發生泥漿大量漏失時，通常采用跟管鉆進技術來維持孔壁穩定［1-4］。目前，常規跟管鉆進技術主要分為兩種，一種是偏心跟管鉆進，另一種是同心跟管鉆進［5-12］。目前，跟管鉆進工藝常用硬質合金球齒搭配潛孔錘鉆進，這限制了跟管鉆進技術的鉆進地層，例如干熱巖地層，不但埋藏深度大、沖擊回轉鉆進井壁不規整外，井壁的花崗巖在熱應力及驟冷的作用下還容易發生破裂，極易卡鉆，現有跟套管鉆進工藝已無法滿足深井鉆進需求。

為解決上述問題，本文研究了一種泥漿環境下的雙孕鑲金剛石鉆頭跟套管連續鉆進機構，該機構結構簡單，內鉆頭可重復置換，當內鉆頭磨損嚴重時可以起鉆更換鉆頭，而孔內由于有套管與外鉆頭提供支撐，使得孔內環境穩定，進而可以使更換后的內鉆頭順利進入對應位置并繼續鉆進。外鉆頭是課題組研發的超高工作層胎體一體化漸開式水口孕鑲金剛石鉆頭［13］，外鉆頭胎體高度根據所需下套管的深度而定，套管需要下放的越深，則胎體高度越高；而內鉆頭為常規鉆頭，這樣可以保證鉆井液順利涌入孔底，限制鉆井液的流動軌跡。內外鉆頭均使用孕鑲金剛石鉆頭，磨削碎巖，巖屑顆粒小，避免造成內外管總成卡阻問題。……