CN104251122A - 非开挖水平定向钻电钻杆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非开挖水平定向钻电钻杆，是为优化水平定向钻电钻杆的功能而设计的。本电钻杆插针套和插槽套的轴套上均连接紧定锁母、端盖、压套、密封胶套屏蔽套和套筒，并设有隔离护套和锁紧螺母；插针套连接钻杆内壁台肩，插槽套连接钻杆端面，绝缘电缆两端分别插在插针套和插槽套内，并分别连接插针组件和绝缘插槽。本电钻杆安装完成后，由电缆通电，驱动扩孔器扩孔。水平定向钻机为电钻杆提供反扭矩和轴向力，实现电动扩孔的扭矩传递、输送泥浆和电力与信号传输，完成使用水平定向钻电钻杆的扩孔作业。本电钻杆结构简单，密封绝缘安全可靠，传输功率大，泥浆节流作用影响小，故障率低，现场安装操作方便，改装费用低。

Description

非开挖水平定向钻电钻杆
技术领域
本发明涉及一种非开挖水平定向钻电钻杆，属于水平定向钻穿越技术领域。
背景技术
水平定向钻穿越施工是由钻机驱动钻杆旋转，提供拉力和扭矩，泥浆由钻杆注入，整个钻柱旋转，扩孔器前端承受拉力和扭矩作用。扩孔器拖曳的钻杆较长、柔性大、效率低、能耗较高且破岩动力不足。对于大口径、长距离且地层复杂的管道水平定向钻施工来说，用地面钻机和钻柱驱动扩孔器进行多级扩孔的难度较大，扩孔动力明显不足，效率低且故障率高。有效的解决方法是利用动力钻具直接驱动扩孔器扩孔或复合扩孔，但常规动力钻因受泥浆、泵阀等配套设施的制约，输出功率、扭矩和使用寿命均比较有限。超常规大功率螺杆及涡轮钻具的直径和重量均较大，加工制造困难，使用维修不便，存在地层、孔径和施工长度等限制。
电动钻具在动力输出范围、地质适应性、灵活性、使用寿命和智能化水平等方面具有较大的优势和提升潜力，大功率或超大功率的电动钻具可用于大口径电动钻井和定向钻电动扩孔。目前，石油钻井电传输钻杆的故障率较高、安全性差、传输功率小且价格高，其技术瓶颈是高压电和长距离信号的传输有问题，即大功率电钻杆联接与电接头存在绝缘密封和泄漏等问题。在传输大功率高压电能时，电钻杆的电接头和电缆长时间处于磨损、腐蚀、振动和钻井液不断冲刷的环境中，还要承受电钻杆反复的上扣和卸扣的振动，因此故障率高，传输功率低，应用受限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种非开挖水平定向钻电钻杆，其可用于大功率、大口径且长距离非开挖水平定向钻的电动扩孔扭矩传递、输送泥浆和电力与信号传输。
本发明的具体技术内容如下：
本电钻杆包括钻杆、插针套、绝缘电缆和插槽套：
插针套：设有端面环台的外套筒内装有长轴套，长轴套端面向上依次螺纹连接紧定锁母和端盖，端盖端面向上是依次套在长轴套上的压套、密封胶套、锥形的屏蔽套和套筒；内套筒底端插入外套筒上端孔，隔离护套设在内套筒与密封胶套、屏蔽套之间，并螺纹连接端盖内壁；内套筒外壁环台与外套筒端面环台贴合，两环台上的泥浆孔和安装孔对准连通；锁紧螺母螺纹连接于内套筒上端孔内，套在长轴套上的双头旋杆螺纹连接于锁紧螺母内。
插槽套：悬挂套筒外壁台阶上设有通浆孔，底端环台上设有连接孔，筒内装有短轴套，短轴套端面向下依次螺纹连接均倒置的紧定锁母和端盖，端盖端面向下是依次套在短轴套上的、均倒置的压套、密封胶套和锥形的屏蔽套，屏蔽套由短轴套底端凸台支撑；短套筒插入悬挂套筒缩径孔，倒置的隔离护套设在短内套筒与密封胶套、屏蔽套之间，并螺纹连接端盖内壁；短内套筒外壁凸肩通过螺钉连接悬挂套筒内壁台阶端面，底端孔内螺纹连接锁紧螺母。
插针套和插槽套通过双头旋杆相向连接，悬挂套筒底端环台上的连接孔与插针套环台上的安装孔对准连接。
插针套通过安装孔和螺钉连接钻杆内壁台肩，插槽套通过连接孔和螺丝连接钻杆端面，绝缘电缆两端分别插在长轴套和短轴套内，并分别连接插针组件和绝缘插槽。
本电钻杆安装完成后，由电缆通电，驱动扩孔器扩孔。水平定向钻机为本电钻杆提供反扭矩和轴向力，实现电动扩孔的扭矩传递、输送泥浆和电力与信号传输，完成使用水平定向钻电钻杆的扩孔作业。本电钻杆结构简单，密封绝缘安全可靠，传输功率大，泥浆节流作用影响小，故障率低，现场安装操作方便，改装费用低。
附图说明
图1为非开挖水平定向钻电钻杆中的插针套示意图。
图2为非开挖水平定向钻电钻杆中的插槽套示意图。
图3为插针套与插槽套连接示意图。
图4为非开挖水平定向钻电钻杆示意图。
具体实施方式
实施例：
参照图1至4对本发明的实施例进一步说明：
本电钻杆包括钻杆1、插针套2、绝缘电缆3和插槽套4：
插针套2：设有端面环台的外套筒9内装有长轴套11，长轴套11端面向上依次螺纹连接紧定锁母10和端盖12，端盖12端面向上是依次套在长轴套11上的压套13、密封胶套14、锥形的屏蔽套15和套筒21；内套筒17底端插入外套筒9上端孔，隔离护套16设在内套筒17与密封胶套14、屏蔽套15之间，并螺纹连接端盖12内壁；内套筒17外壁环台与外套筒9端面环台贴合，两环台上的泥浆孔22和安装孔23对准连通；锁紧螺母18螺纹连接于内套筒17上端孔内，套在长轴套11上的双头旋杆19螺纹连接于锁紧螺母18内。
插槽套4：悬挂套筒24外壁台阶上设有通浆孔20，底端环台上设有连接孔25，筒内装有短轴套28，短轴套28端面向下依次螺纹连接均倒置的紧定锁母10和端盖12，端盖12端面向下是依次套在短轴套28上的、均倒置的压套13、密封胶套14和锥形的屏蔽套15，屏蔽套15由短轴套28底端凸台支撑；短内套筒26插入悬挂套筒24缩径孔，倒置的隔离护套16设在短内套筒26与密封胶套14、屏蔽套15之间，并螺纹连接端盖12内壁；短内套筒26外壁凸肩通过螺钉27与悬挂套筒24内壁台阶端面连接，短内套筒26端孔内螺纹连接锁紧螺母18。
插针套2和插槽套4通过双头旋杆19相向连接，悬挂套筒24底端环台上的连接孔25与插针套2环台上的安装孔23对准连接。
插针套2通过安装孔23和螺钉7连接钻杆1内壁台肩，插槽套4通过连接孔25和螺丝5连接钻杆1端面，绝缘电缆3两端分别插在插针套2的长轴套11和插槽套4的短轴套28内，并分别连接插针组件8和绝缘插槽6。
本电钻杆的具体实施如下：
本电钻杆各项技术参数为钻杆1：6-5/8"标准钻杆，Y级绝缘电缆3，180kw传输功率，1.8kv/3kv传输电压，40℃～50℃环境温度，3～6MPa MPa泥浆压力，3.5方/分最大流速，9～10泥浆PH值。
1.进入施工现场后，将水平定向钻机、事先安装好插针套、插槽套和电缆的动力电钻杆、电马达、扩孔器及扶正器连接在一起，在扩孔器后面接上动力钻杆；
其中，动力电钻杆的联接过程如下：
（1）将一根动力电钻杆吊装到水平定向钻机上，启动水平定向钻机的上卸扣钳的上部钳口将其固定，将公螺纹端置在下方；
（2）将另一根动力电钻杆吊装到钻机前方，用定向钻机上卸扣钳的下部钳口卡紧电钻杆母螺纹台肩；
（3）启动水平定向钻机，转动上卸扣钳和钻机下方的行走装置，将动力电钻杆的公螺纹旋入母螺纹，同时将电钻杆的插针套和插槽套也联接完成，达到设定的上扣扭矩；
重复以上步骤，完成动力电钻杆、电马达、扩孔器和扶正器等扩孔钻具的联接；
2.本电钻杆安装完成后，由电缆通电，驱动扩孔器扩孔。水平定向钻机为电钻杆提供反扭矩和轴向力，实现电动扩孔的扭矩传递、输送泥浆和电力与信号传输，完成使用水平定向钻电钻杆的扩孔作业。

Claims (2)

1.一种非开挖水平定向钻电钻杆，其特征在于：
本电钻杆包括钻杆(1)、插针套(2)、绝缘电缆(3)和插槽套(4)；
插针套(2)：设有端面环台的外套筒(9)内装有长轴套(11)，长轴套(11)端面向上依次螺纹连接紧定锁母(10)和端盖(12)，端盖(12)端面向上是依次套在长轴套(11)上的压套(13)、密封胶套(14)、屏蔽套(15)和套筒(21)；内套筒(17)底端插入外套筒(9)上端孔，隔离护套(16)设在内套筒(17)与密封胶套(14)、屏蔽套(15)之间，并螺纹连接端盖(12)内壁；内套筒(17)外壁环台与外套筒(9端)面环台贴合，两环台上的泥浆孔(22)和安装孔(23)分别对准连通；锁紧螺母(18)螺纹连接于内套筒(17)上端孔内，套在长轴套(11)上的双头旋杆(19)螺纹连接于锁紧螺母(18)；
插槽套(4)：悬挂套筒(24)外壁台阶上设有通浆孔(20)，底端环台上设有连接孔(25)，筒内装有短轴套(28)，短轴套(28)端面向下依次螺纹连接均倒置的紧定锁母(10)和端盖(12)，端盖(12)端面向下是依次套在短轴套(28)上的、均倒置的压套(13)、密封胶套(14)和屏蔽套(15)，屏蔽套(15)由短轴套(28)底端凸台支撑；短套筒(26)插入悬挂套筒(24)缩径孔，倒置的隔离护套(16)设在短内套筒(26)与密封胶套(14)、屏蔽套(15)之间，并螺纹连接端盖(12)内壁；短内套筒(26)外壁凸肩通过螺钉(27)连接悬挂套筒(24)内壁台阶端面，底端孔内螺纹连接锁紧螺母(18)；
插针套(2)和插槽套(4)通过双头旋杆(19)相向连接，悬挂套筒(24)底端环台上的连接孔(25)与插针套(2)环台上的安装孔(23)对准连接；
插针套(2)通过安装孔(23)和螺钉(7)连接钻杆(1)内壁台肩，插槽套(4)通过连接孔(25)和螺丝(5)连接钻杆(1)端面，绝缘电缆(3)两端分别插在长轴套(11)和短轴套(28)内，并分别连接插针组件(8)和绝缘插槽(6)。
2.根据权利要求1所述的非开挖水平定向钻电钻杆，其特征在于本电钻杆安装完成后，由电缆通电，驱动扩孔器扩孔；水平定向钻机为本电钻杆提供反扭矩和轴向力，实现电动扩孔的扭矩传递、输送泥浆和电力与信号传输，完成使用水平定向钻电钻杆的扩孔作业。
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