本实用新型属于钻井施工技术领域，具体的说，涉及一种地下水监测井捞粉掏渣钻具。
背景技术：
地下水监测井工程主要目的是通过施工监测井，设置监测仪器、探头，实时监测地下水水位、水质、水温及水量等水文地质参数变化。依据《地下水监测井建设规范》技术要求，监测井成井、抽水试验结束后，井内沉渣不超过井深的5‰，在监测井施工中，大部分监测井存在着井内沉渣超标现象，需要对井内沉渣进行排砂处理。
监测井井底沉渣主要由沉砂和其他沉淀物构成，由以下几方面原因产生。
(1)监测井成井下管过程中，焊接井管时产生的焊渣落入井内。
(2)安装井管过程中，为防止管内外压差太大，往管内注清水或泥浆以保持管内外压力基本平衡，泥浆中包含的固体颗粒物(如砂、岩粉等)，在洗井或抽水稀释后落入井底。
(3)下管结束后，填砾过程中，不小心落入管内的砾料。
(4)在洗井和抽水过程中，滤水管段滤出的砂子落入井底。
捞粉掏渣钻具主要用于地下水监测井井底沉渣捞取清除，清除井内沉砂及其他沉淀物，通常采用空压机洗井、掏砂筒捞取、捞粉钻具捞取等方法，总体效果不好，主要存在以下缺点。
(1)空压机洗井清除
空压机清除方法是将风管和出水管下入井内沉砂上部，启动空压机送风，在出水管内形成汽水混合物，利用井内液面压差，汽水混合物以一定速度上升返出井口，从而带出井底沉底物。
空压机送风清除井内沉渣效果与监测井深度、静水位、空压机压力和风量有关，需要计算沉没比，确定风管、出水管深度。在监测井深度小于300m时效果较好。当井深超过300m时，对空压机风压、风管密封性及抗压强度要求高，清理效果差；动用设备、管材多，工序繁琐，代价大、成本高。
(2)淘砂筒捞取
用绞车钢丝绳连接淘砂筒下入井内，上下活动淘砂筒捞取。缺点是淘砂筒靠上下活动捞取沉渣，井底沉渣密实，不能送水冲孔扰动沉渣，捞砂效果差，效率低。
(3)捞粉钻具捞取
用钻杆连接捞粉钻具下入井内，开泵送水将井底沉渣冲起，停泵后沉淀物落入捞粉管内，提钻打捞。缺点是受井管内径、钻杆直径限制，需要捞取多次；大颗粒沉淀物不易捞取，而且容易造成卡钻事故。
综上所述，现有技术中的地下水监测井捞粉掏渣钻具有如下缺点：受井深、井管直径和钻杆直径限制较大，设备成本与施工成本高，捞粉掏渣效率低，清理效果差，易卡钻不安全。
技术实现要素：
本实用新型提供一种地下水监测井捞粉掏渣钻具，用于解决现有技术中地下水监测井捞粉掏渣钻具受井深、井管直径和钻杆直径限制较大，设备成本与施工成本高，捞粉掏渣效率低，清理效果差，易卡钻不安全的问题。
为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：
一种地下水监测井捞粉掏渣钻具，包括取粉管和具有第一水流通道的短钻杆，取粉管套装于短钻杆尾部外侧并通过环形结构的第一托盘与其固定连接，三者形成具有用于捞取细颗粒沉淀物的取粉空间，所述取粉管尾端还设有用于捞取粗颗粒沉渣的捞渣机构。
进一步的，所述捞渣机构包括与取粉管尾端相连的送水管，送水管内侧设有捞渣管，捞渣管、送水管和短钻杆的尾部通过第二托盘相连，捞渣管、送水管和第二托盘三者之间形成的第二水流通道与第一水流通道相连通，捞渣管尾端设有用于捞渣组件。
进一步的，所述短钻杆的头部侧壁开设有进水口，尾部固设有封堵，封堵位于第一托盘和第二托盘之间，短钻杆尾部还开设有用于水流通过的第一过水孔和与短钻杆尾部内腔连通的出水管，第一过水孔位于封堵和第一托盘之间，出水管位于封堵和第二托盘之间。
进一步的，所述第二托盘为环形结构，第二托盘开设有用于水流通过的第二过水孔。
进一步的，所述捞渣组件包括固设于捞渣管尾端的进渣喇叭口和与进渣喇叭口适配的活阀。
进一步的，所述活阀包括顶盖和与捞渣管内径适配的阀体，所述顶盖和阀体通过连杆相连。
进一步的，所述顶盖、阀体和连杆为一体结构，其材质为橡胶。
进一步的，所述取粉管为管状结构，取粉管侧壁上开设有与出水管设配的通孔。
本实用新型由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：将取粉管套装于短钻杆尾部外侧并通过环形结构的第一托盘与其固定连接，三者形成具有用于捞取细颗粒沉淀物的取粉空间，因短钻杆具有第一水流通道，可使泵送冲洗液(清水)通过第一水流通道对井底的细颗粒沉淀物进行冲洗扰动，细颗粒沉淀物经过井管与钻具环状间隙上返，停泵后落入取粉管内，实现细颗粒沉淀物的捞取；通过设置捞渣机构，该钻具不但可以捞取细颗粒沉淀物，还可以对井底的粗颗粒沉渣进行捞取，且结构简单易操作，可对不同直径的井管进行作业施工；
综上，本实用新型本实用新型可捞取地下水监测井底部的细颗粒沉淀物和粗颗粒沉渣，且不受井深、井管直径和钻杆直径的限制，设备成本与施工成本低，捞粉掏渣效率高，清理效果好，不易卡钻，操作安全，适用于钻井施工技术领域。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。
在附图中：
图1为本实用新型实施例的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中短钻杆的结构示意图；
图3为本实用新型实施例中取粉管与送水管的结构示意图；
图4为本实用新型实施例中第二托盘的结构示意图；
图5为本实用新型实施例中活阀的结构示意图；
图6为图1中a处的局部放大图。
标注部件：1-短钻杆，101-进水口，102-封堵，2-取粉管，21-通孔，3-第一托盘，4-第一过水孔，5-出水管，6-第二托盘，61-第二过水孔，7-捞渣管，8-活阀，81-顶盖，82-连杆，83-阀体，9-送水管，10-第三托盘，11-进渣喇叭口。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型公开了一种地下水监测井捞粉掏渣钻具，如图1所示，包括取粉管2和具有第一水流通道的短钻杆1，取粉管2套装于短钻杆1尾部外侧并通过环形结构的第一托盘3与其焊接固定，三者形成具有用于捞取细颗粒沉淀物的取粉空间，所述取粉管2尾端还设有用于捞取粗颗粒沉渣的捞渣机构。本实用新型的有益效果在于：将取粉管2套装于短钻杆1尾部外侧并通过环形结构的第一托盘3与其固定连接，三者形成具有用于捞取细颗粒沉淀物的取粉空间，因短钻杆1具有第一水流通道，可使泵送冲洗液(清水)通过第一水流通道对井底的细颗粒沉淀物进行冲洗扰动，细颗粒沉淀物经过井管与钻具环状间隙上返，停泵后落入取粉管2内，实现细颗粒沉淀物的捞取；通过设置捞渣机构，该钻具不但可以捞取细颗粒沉淀物，还可以对井底的粗颗粒沉渣进行捞取，且结构简单易操作，可对不同直径的井管进行作业施工。
作为本实用新型一个优选的实施例，如图1所示，捞渣机构包括与取粉管2尾端焊接相连的送水管9，送水管9内侧设有捞渣管7，捞渣管7、送水管9和短钻杆1的尾部通过第二托盘6焊接固定，捞渣管7、送水管9和第二托盘6三者之间形成的第二水流通道与第一水流通道相连通，捞渣管7尾端设有用于捞渣组件。
进一步的，如图2所示，短钻杆1的头部侧壁开设有进水口101，尾部固设有封堵102，封堵102位于第一托盘3和第二托盘6之间，短钻杆1尾部还开设有用于水流通过的第一过水孔4和与短钻杆1尾部内腔连通的出水管5，第一过水孔4位于封堵102和第一托盘3之间，出水管5位于封堵102和第二托盘6之间。如图4所示，第二托盘6为环形结构，第二托盘6开设有用于水流通过的第二过水孔61。如图3所示，所述取粉管2为管状结构，取粉管2侧壁上开设有与出水管5设配的通孔21。通过设置封堵102、第一过水孔4和第二过水孔61，使得第一水流通道和第二水流通道得以连通，清洗液可以从进水口101到达送水管9尾端，对井底进行冲洗扰动。具体的，其工作原理为：首先通过短钻杆1的从进水口101进入，经第一水流通道从第一过水孔4流出，然后经过第二托盘6的第二过水孔61进入第二水流通道，之后从送水管9的尾端流出，对井底的细颗粒沉淀物进行冲洗扰动，从而使得细颗粒沉渣经过井管与钻具环状间隙上返，停泵后落入取粉管2内。
作为本实用新型一个优选的实施例，如图1所示，捞渣组件包括固设于捞渣管7尾端的进渣喇叭口11和与进渣喇叭口11适配的活阀8，如图6所示，进渣喇叭口11通过第三托盘与捞渣管7焊接固定。活阀8包括顶盖81和与捞渣管7内径适配的阀体83，顶盖81和阀体83通过连杆82相连。通过设置捞渣组件、封堵102和出水管5，使得粗颗粒沉渣从捞渣管7尾部进入，不会回流，捞渣管7上部的液体受封堵102拦截，不会进入第一水流通道，而从出水管5流出，形成一个完整的循环，最终仅使粗颗粒沉渣留存到捞渣管7内。具体的可以对井底的粗颗粒沉渣进行捞取，具体的，其工作原理为：泵送清洗液(清水)过程中，下放钻具，在液面压差和下放钻具冲击作用下，钻具内产生负压，即捞渣管7内产生负压，形成局部反循环，渣液混合物顶起活阀8，顶盖81脱离进渣喇叭口11，两者之间形成缝隙，粗颗粒沉渣从缝隙进入捞渣管7内，捞渣管7上部液体由出水管5排出钻具。
优选的，如图5所示，所述顶盖81、阀体83和连杆82为一体结构，其材质为橡胶。顶盖81、阀体83和连杆82一体成型，材质为橡胶，加工简单，密封性好，且便于安装，当然，为便于取材，也可以才采用金属材质焊接而成。
本实用新型还公开了一种地下水监测井捞粉掏渣钻具的使用方法，具体如下：
1.用钻杆连接捞粉清渣钻具下钻至井管内细颗粒沉淀物和粗颗粒沉渣上部；
2.泵送冲洗液(清水)通过与进水口101连通的水管对井管内底部送水进行冲洗扰动，细颗粒沉渣经过井管与钻具环状间隙上返，停泵后落入取粉管2内；
3.送水过程中，下放钻具，在液面压差和下放钻具冲击作用下，钻具内产生负压，形成局部反循环，渣液混合物顶起活阀8，粗颗粒沉渣进入捞渣管7内，捞渣管7上部液体由出水管5排出钻具；
4.提升钻具时，活阀8在自重作用下关闭进渣口，如此反复几次，探测井底沉渣厚度，直到达到清渣要求。
在2020年实施的“河北省地下水监测站点建设”项目中，共施工11眼监测井，经测量8眼监测井沉渣厚度不同程度超标。采用该钻具捞粉清渣，均取得了满意效果。
其中两眼成井深度分别是326m和354m，抽水试验结束后，测量井底沉渣，一眼沉渣为6.40m，一眼为5.50m，沉渣厚度均超过设计要求，需要进行捞砂清渣处理。使用捞粉清渣钻具，下钻捞取，一次捞取沉渣5m、4.25m，捞取沉渣后井深为324.60m、352.75m，井内沉砂小于井深的5‰，取得了满意效果，达到了监测井技术质量要求。
综上所述，本实用新型易于加工、简单实用，不受井深、井管直径和钻杆直径的限制，设备成本与施工成本低，捞粉清渣效率高，清理效果好，不易卡钻，操作安全，和常规办法相比，节约了时间和成本，取得了满意效果，尤其适用于井深超过300m的监测井。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型权利要求保护的范围之内。
1.一种地下水监测井捞粉掏渣钻具，其特征在于：包括取粉管和具有第一水流通道的短钻杆，取粉管套装于短钻杆尾部外侧并通过环形结构的第一托盘与其固定连接，三者形成具有用于捞取细颗粒沉淀物的取粉空间，所述取粉管尾端还设有用于捞取粗颗粒沉渣的捞渣机构。
2.根据权利要求1所述的一种地下水监测井捞粉掏渣钻具，其特征在于：所述捞渣机构包括与取粉管尾端相连的送水管，送水管内侧设有捞渣管，捞渣管、送水管和短钻杆的尾部通过第二托盘相连，捞渣管、送水管和第二托盘三者之间形成的第二水流通道与第一水流通道相连通，捞渣管尾端设有用于捞渣组件。
3.根据权利要求2所述的一种地下水监测井捞粉掏渣钻具，其特征在于：所述短钻杆的头部侧壁开设有进水口，尾部固设有封堵，封堵位于第一托盘和第二托盘之间，短钻杆尾部还开设有用于水流通过的第一过水孔和与短钻杆尾部内腔连通的出水管，第一过水孔位于封堵和第一托盘之间，出水管位于封堵和第二托盘之间。
4.根据权利要求2所述的一种地下水监测井捞粉掏渣钻具，其特征在于：所述第二托盘为环形结构，第二托盘开设有用于水流通过的第二过水孔。
5.根据权利要求2所述的一种地下水监测井捞粉掏渣钻具，其特征在于：所述捞渣组件包括固设于捞渣管尾端的进渣喇叭口和与进渣喇叭口适配的活阀。
6.根据权利要求5所述的一种地下水监测井捞粉掏渣钻具，其特征在于：所述活阀包括顶盖和与捞渣管内径适配的阀体，所述顶盖和阀体通过连杆相连。
7.根据权利要求6所述的一种地下水监测井捞粉掏渣钻具，其特征在于：所述顶盖、阀体和连杆为一体结构，其材质为橡胶。
8.根据权利要求3所述的一种地下水监测井捞粉掏渣钻具，其特征在于：所述取粉管为管状结构，取粉管侧壁上开设有与出水管设配的通孔。
技术总结