一种背包钻钻孔护孔用套管

技术领域

本发明属于护孔套管技术领域，更具体的涉及一种背包钻钻孔护孔用套管。

背景技术

背包钻作为一种便携型钻探设备，在揭露覆盖层厚度及划分岩石风化层等工作中具有良好的效果，在特高压工程工期紧、要求高的特殊情况下能够解决一些实际问题，保证勘测质量。

但是受复杂地质条件和地下水的影响，长时间使用背包钻时可能会对背包钻钻杆产生影响，从而影响背包钻的使用寿命。故背包钻钻孔护孔用套管的出现，进一步保护了背包钻，维持钻孔工作的正常进行。为了适应不同的地质条件，背包钻钻孔护孔用套管也得到不断改进：例如，对管长长度上的改进，以期获得更大的适用范围；对管径、厚度的改变，进一步适应不同应用条件的需求。但是随着管径、厚度的改变，对套管硬度、化学性质的要求也发生了改变。研究者们也在探究提升背包钻使用寿命的各种改进方法，因此开发一种结构上适应复杂地质条件、涂层化学性质稳定、使用范围广的背包钻钻孔护孔用套管成为推动背包钻钻孔技术发展的一项重要任务。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种背包钻钻孔护孔用套管，包括不锈钢管，不锈钢管为中空无缝结构；所述的不锈钢管第一端口设置母扣，第二端口设置公扣；

所述的母扣与钻孔机钻杆连接；所述的公扣与钻孔机钻头连接。

作为一种优选的技术方案，所述的不锈钢管的长度为50cm-60cm。

作为一种优选的技术方案，所述的不锈钢管的直径为40-50mm，厚度为1-5mm。

作为一种优选的技术方案，所述的母扣和公扣的螺纹类型选自连接螺纹、传动螺纹中的一种。

作为一种优选的技术方案，所述的传动螺纹选自梯形螺纹、锯齿形螺纹中的一种。

作为一种优选的技术方案，所述的母扣和公扣为锯齿形螺纹。

作为一种优选的技术方案，所述的锯齿形螺纹为右旋螺纹。

作为一种优选的技术方案，所述的不锈钢淬火后HRC为50-58。

作为一种优选的技术方案，所述的母扣、不锈钢管、公扣为一体式结构。

作为一种优选的技术方案，所述的不锈钢表面涂覆有涂层。

有益效果：经本发明制备的背包钻钻孔护孔用套管具有以下优点：

1.本发明通过公扣和母扣之间的契合，更加增强钻孔、护孔的可行性；

2.本发明通过特殊硬度的不锈钢增加套管的应用价值，提升套管在高强度下钻孔使用；

3.经本发明制备的背包钻钻孔护孔用套管其表面涂覆涂层，可以改变不锈钢耐环境中化学成分的腐蚀性能，提升其稳定性，提高使用寿命；

4.经本发明制备的背包钻钻孔护孔用套管其表面涂覆涂层还可以提升套管的耐磨性能，降低钻杆与套管之间摩擦力，延长套管的使用寿命，降低生产成本。

说明书附图

图1为现有技术中背包钻结构示意图；

图2为本发明实施例1所述的背包钻钻孔护孔用套管结构示意图。

图中：

1、不锈钢套管；1-2、第一端口；1-2-1、母扣；1-3、第二端口；1-3-1、公扣；2、发动机；3、背包把手；4、钻孔把手。

具体实施方式

参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。

如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。

说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。

此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。

为了解决上述问题，本发明提供了一种背包钻钻孔护孔用套管，包括不锈钢管，不锈钢管为中空无缝结构；所述的不锈钢管第一端口设置母扣，第二端口设置公扣；

所述的母扣与钻孔机钻杆连接；所述的公扣与钻孔机钻头连接。

需要说明的是：本发明在工作的时候工作者根据钻探需求，通过背包把手3或者钻孔把手4施加外力，钻机发动机2带动不锈钢套管1直接开孔钻进，该不锈钢套管1钻进时作为钻杆使用，当钻穿覆盖层时，不锈钢套管1留在孔内作为护孔套管。

为了进一步探测地下情况，可以在钻杆底部设置钻井物探仪，通过物探仪对地下岩层情况或地下水进行探测，并转化成数据信息，反馈给使用者。

在一些优选的实施方式中，所述的不锈钢管的长度为50cm-60cm。

在一些优选的实施方式中，所述的不锈钢管的长度为50cm。

在一些优选的实施方式中，所述的不锈钢管的直径为40-50mm，厚度为1-5mm。

在一些优选的实施方式中，所述的不锈钢管的直径为40mm，厚度为2mm。

在一些优选的实施方式中，所述的母扣和公扣的螺纹类型选自连接螺纹、传动螺纹中的一种。

在一些优选的实施方式中，所述的传动螺纹选自梯形螺纹、锯齿形螺纹中的一种。

在一些优选的实施方式中，所述的母扣和公扣为锯齿形螺纹。

在一些优选的实施方式中，所述的锯齿形螺纹为右旋螺纹。

在一些优选的实施方式中，所述的不锈钢淬火后HRC为50-58。

HRC(中文名：洛氏硬度)，是由洛克威尔(S.P.Rockwell)在1921年提出来的学术概念，是使用洛氏硬度计所测定的金属材料的硬度值。该值没有单位。

在一些优选的实施方式中，所述的母扣、不锈钢管、公扣为一体式结构。

在一些优选的实施方式中，所述的不锈钢表面涂覆有涂层。

在一些优选的实施方式中，所述的涂层为TiSiN涂层。

在一些优选的实施方式中，所述的TiSiN涂层的制备工艺采用沉积方式制备。

在一些优选的实施方式中，所述的TiSiN涂层制备过程为：采用纯Ti、纯Si，在高纯氩气和氮气条件下，在不锈钢套管上制备TiSiN涂层。

TiSiN涂层的制备工艺包括以下步骤：

1)将不锈钢套管抛光处理；

2)将抛光后的不锈钢套管用无水乙醇清洗2-3次；

3)将步骤2)清洗后的不锈钢套管充分干燥，然后进行沉积操作，得到TiSiN涂层。

在一些优选的实施方式中，所述的TiSiN涂层中Si元素原子百分比为5-8％。

在一些优选的实施方式中，所述的TiSiN涂层中N元素原子百分比为50-70％。

在一些优选的实施方式中，所述的TiSiN涂层中Ti元素原子百分比为20-40％。

在一些优选的实施方式中，所述的TiSiN涂层厚度为1-3μm。

下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明的作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售得到的。

实施例

实施例1

如图1所示，一种背包钻钻孔护孔用套管，包括不锈钢套管1，不锈钢套管第一端口1-2设置母扣1-2-1，第二端口1-3设置公扣1-3-1，母扣1-2-1与钻杆连接；公扣1-3-1与钻孔机钻头连接。

不锈钢套管1的长度为50cm，直径为40mm，厚度为2mm。

不锈钢淬火后HRC为55。

母扣2-1和公扣3-1的螺纹为锯齿形螺纹，所述的锯齿形螺纹为右旋螺纹。

实施例2

一种背包钻钻孔护孔用套管，其具体实施方式参照实施例1，与实施例1不同的是母扣1-2-1和公扣1-3-1为偏梯形螺纹。

实施例3

一种背包钻钻孔护孔用套管，其具体实施方式参照实施例1，与实施例1不同的是不锈钢管1的直径为60mm。

实施例4

一种背包钻钻孔护孔用套管，其具体实施方式参照实施例1，与实施例1不同的是不锈钢管1的厚度为10mm。

实施例5

一种背包钻钻孔护孔用套管，其具体实施方式参照实施例1，与实施例1不同的是不锈钢管1的表面是TiSiN涂层，涂层的厚度为2μm，TiSiN涂层中Si元素原子百分比为5％；N元素原子百分比为65％；Ti元素原子百分比为30％。

TiSiN涂层的制备工艺包括以下步骤：

1)将不锈钢套管抛光处理；

2)将抛光后的不锈钢套管用无水乙醇清洗3次；

3)将步骤2)清洗后的不锈钢套管充分干燥，然后进行沉积操作，得到TiSiN涂层。

通过性能测试结果显示，涂层和不锈钢管之间的结合力达52N。

实施例6

一种背包钻钻孔护孔用套管，其具体实施方式参照实施例5，与实施例5不同的是不锈钢管1的表面TiSiN涂层的厚度为3μm。

通过性能测试结果显示，涂层和不锈钢管之间的结合力达46N。

实施例7

一种背包钻钻孔护孔用套管，其具体实施方式参照实施例5，与实施例5不同的是不锈钢管1的表面TiSiN涂层的厚度为5μm。

通过性能测试结果显示，涂层和不锈钢管之间的结合力达35N。

实施例8

一种背包钻钻孔护孔用套管，其具体实施方式参照实施例5，与实施例5不同的是不锈钢管1的表面TiSiN涂层中Si元素原子百分比为10％；N元素原子百分比为60％；Ti元素原子百分比为30％。

通过性能测试结果显示，涂层和不锈钢管之间的结合力达41N。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。