CN107893630A - 用于遁甲钻探器的岩屑输送装置及遁甲钻探设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种用于遁甲钻探器的岩屑输送装置及遁甲钻探设备，遁甲钻探器包括容置壳体，容置壳体的下端设置有钻头，岩屑输送装置包括设置在容置壳体中的岩屑输送管道、储罐和动力泵，岩屑输送管道的下端与钻头相连接，岩屑输送管道的上端与储罐相连通，岩屑输送管道中容置有能在其中沿周向转动的岩屑输送杆，岩屑输送杆的外壁设置有螺旋状凸起，以在岩屑输送杆旋转时将岩屑输送至储罐中，动力泵的进口端通过胶皮管与储罐相连通，出口端位于容置壳体外，动力泵能在通过胶皮管中产生负压，以将储罐中的岩屑排出容置壳体。本申请的岩屑输送装置可以为遁甲钻探器在无水或水含量低的环境下安全、高效的输送岩屑。
Description
技术领域
本申请涉及井下岩屑输送领域，尤其涉及一种用于遁甲钻探器的岩屑输送装置及遁甲钻探设备。
背景技术
本部分的描述仅提供与本申请公开相关的背景信息，而不构成现有技术。
遁甲钻探技术又称无钻机钻探技术，主要可以用于沙漠、极地、沼泽等极端恶劣环境下的勘探钻井作业。由于工作时不需要人员进行操作，因此大大降低人力成本，作业安全性较高。
遁甲钻探技术所用设备分为地面、井下两大部分。其中，地面部分负责手机地层数据，并将数据发送至远程控制基地，井下部分负责进行钻探并将钻探地层数据进行汇总、传输。
此外，井下部分在钻井作业时由于没有钻井液，所以采用一种有别于现有技术的钻井方法，称为自掩埋钻井方法。这种钻井方法的工作过程是钻头采用特殊设计，在将岩石破碎的同时，通过钻头内部螺旋输送杆结构将岩屑带入内部储罐内，再通过岩屑输送模块将岩屑输送到设备尾部，进而排出整个设备外。
正常钻井方法中，岩屑可以随泥浆返出井筒之外。而自掩埋钻井方法由于没有钻井液参与，岩屑不排出井筒外，只排出在设备上部。随着钻井的进行，整个设备将被岩屑掩埋。
应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
基于前述的现有技术缺陷，本申请提供了一种岩屑输送装置，其可以为遁甲钻探器在无水或水含量低的环境下安全、高效的输送岩屑。
为了实现上述目的，本申请提供了如下的技术方案。
一种用于遁甲钻探器的岩屑输送装置，所述遁甲钻探器包括能延伸进入地层中的容置壳体，所述容置壳体的下端设置有钻头，所述钻头能被驱动以发生旋转，从而破碎地层产生岩屑；所述岩屑输送装置包括设置在所述容置壳体中的岩屑输送管道、储罐和动力泵，所述岩屑输送管道的下端与所述钻头相连接，所述岩屑输送管道的上端与所述储罐相连通，所述岩屑输送管道中容置有能在其中沿周向转动的岩屑输送杆，所述岩屑输送杆的外壁设置有螺旋状凸起，以在所述岩屑输送杆旋转时将岩屑输送至所述储罐中，所述动力泵的进口端通过胶皮管与所述储罐相连通，所述动力泵的出口端位于所述容置壳体外，所述动力泵能在所述胶皮管中产生负压，以将所述储罐中的岩屑排出所述容置壳体。
优选地，所述动力泵的数量为多个，多个所述动力泵通过管路依次串接。
优选地，所述储罐的数量为多个，多个所述储罐与多个所述动力泵相对应连接。
优选地，所述动力泵包括泵壳，所述泵壳上设置有向上延伸的连接柱，所述容置壳体内设置有固定横梁，所述动力泵通过所述连接柱可拆卸地连接在所述固定横梁上。
优选地，所述动力泵还包括收容在所述泵壳内的转子，所述转子设置在转轴上，所述转轴伸出所述泵壳外，所述转轴伸出所述泵壳的端部设置有驱动齿轮；
所述固定横梁上设置驱动电机以及与所述驱动电机传动连接的减速器，所述减速器的输出轴与所述转轴相垂直，所述输出轴上设置有锥形齿轮，所述锥形齿轮与所述驱动齿轮相啮合。
一种遁甲钻探设备，包括：
能延伸进入地层中的容置壳体，所述容置壳体的下端设置有钻头，所述钻头能被驱动以发生旋转，从而破碎地层产生岩屑；
设置在所述容置壳体中的岩屑输送管道、储罐和动力泵，所述岩屑输送管道的下端与所述钻头相连接，所述岩屑输送管道的上端与所述储罐相连通，所述岩屑输送管道中容置有能在其中沿周向转动的岩屑输送杆，所述岩屑输送杆的外壁设置有螺旋状凸起，以在所述岩屑输送杆旋转时将岩屑输送至所述储罐中，所述动力泵的进口端通过胶皮管与所述储罐相连通，所述动力泵的出口端位于所述容置壳体外，所述动力泵能在所述胶皮管中产生负压，以将所述储罐中的岩屑排出所述容置壳体。
优选地，所述动力泵的数量为多个，多个所述动力泵通过管路依次串接。
优选地，所述储罐的数量为多个，多个所述储罐与多个所述动力泵相对应连接。
优选地，所述动力泵包括泵壳，所述泵壳上设置有向上延伸的连接柱，所述容置壳体内设置有固定横梁，所述动力泵通过所述连接柱可拆卸地连接在所述固定横梁上。
优选地，所述动力泵还包括收容在所述泵壳内的转子，所述转子设置在转轴上，所述转轴伸出所述泵壳外，所述转轴伸出所述泵壳的端部设置有驱动齿轮；
所述固定横梁上设置驱动电机以及与所述驱动电机传动连接的减速器，所述减速器的输出轴与所述转轴相垂直，所述输出轴上设置有锥形齿轮，所述锥形齿轮与所述驱动齿轮相啮合。
优选地，所述遁甲钻探设备还包括设置在地面上的控制装置，所述控制装置与所述驱动电机电性连接。
借由以上的技术方案，本申请实施方式的用于遁甲钻探器的岩屑输送装置及遁甲钻探设备，通过在容置壳体中设置岩屑输送管道、储罐和动力泵，岩屑输送管道中旋转的岩屑输送杆可以将钻头在钻探作业过程中产生的岩屑输送至储罐，同时动力泵对储罐进行抽吸可以使胶皮管产生负压，从而岩屑在压差的作用下被输送至容置壳体外。籍此，即便在无水或水含量低的环境下，也能安全、高效的实现岩屑的排出和输送。
其它应用领域将根据本文中提供的描述而变得明显。本发明内容的描述和具体示例仅旨在例示的目的，并非旨在限制本发明的范围。
附图说明
在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本申请公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本申请的理解，并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本申请。在附图中：
图1为本申请实施方式的遁甲钻探设备的结构示意图；
图2为图1中用于遁甲钻探器的岩屑输送装置的结构示意图；
图3为图2中岩屑输送装置的局部放大结构示意图；
图4为图3中动力泵的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，当一个零部件被称为“设置于”另一个零部件，它可以直接在另一个零部件上或者也可以存在居中的零部件。当一个零部件被认为是“连接”另一个零部件，它可以是直接连接到另一个零部件或者可能同时存在居中零部件。本文所使用的术语“垂直”、“水平”、“左”、“右”以及类似的表述是基于说明书附图为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
如图1所示，本申请实施方式提供了一种遁甲钻探设备，该遁甲钻探设备可以包括设置在地面的控制装置1以及与控制装置1通过电缆2实现电性以及信号连接的井下遁甲钻探设备3。如图3所示，为保护电缆2，可以将电缆2收容在管线12中。
其中，控制装置1在地面负责收集数据并发送控制信号指令，井下遁甲钻探设备3负责钻探，并把采集的数据通过电缆2传输到控制装置1中。
在本申请中，控制装置1可以按任何适当的方式实现。具体的，例如，控制装置1可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该微处理器或处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器(Programmable LogicController，PLC)和嵌入微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)的形式，上述模块的例子包括但不限于以下微控制单元：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320。本领域技术人员也应当知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现所述控制装置1的功能以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制单元等形式来实现相同功能。
井下遁甲钻探设备3配置有岩屑输送装置，岩屑输送装置可以将井下遁甲钻探设备3在钻探作业时产生的岩屑排出并直接覆盖在井下遁甲钻探设备3井下设备上，可以不排出井筒之外。
还结合图2和图3所示，井下遁甲钻探设备3可以包括能延伸进入地层4中的容置壳体5，容置壳体5的下端设置有钻头6，容置壳体5中可以设置有用于驱动钻头6旋转的电机(未示出)，从而破碎地层4产生岩屑。该用于驱动钻头6旋转的电机可以通过收容在管线12中的电缆2与设置在地面上的控制装置1实现电性以及信号连接。
容置壳体5中设置有岩屑输送管道7、储罐8和动力泵9，其中，岩屑输送管道7的下端与钻头6相连接，岩屑输送管道7的上端与储罐8相连通，岩屑输送管道7中容置有能在其中沿周向转动的岩屑输送杆10，岩屑输送杆10的外壁设置有螺旋状凸起11，以在岩屑输送杆10旋转时将岩屑输送至储罐8中。
同样的，岩屑输送杆10可以由另一个电机驱动以周向转动，该用于驱动岩屑输送杆10转动的电机同样可以通过收容在管线12中的电缆2与设置在地面上的控制装置1实现电性以及信号连接。
动力泵9的进口端901通过胶皮管17与储罐8相连通，出口端902延伸至容置壳体5外。具体的，动力泵9的进口端901可以通过管路与储罐8相连通，出口端902连接有管路，且该连接动力泵9出口端902的管路从上端伸出容置壳体5，从而可以将岩屑排出容置壳体5并堆置在容置壳体5的上方。
动力泵9运行时能在胶皮管17中产生负压，以将储罐8中的岩屑排出容置壳体5。具体的，动力泵9可以为离心泵或者抽吸泵，其可以将储罐8在的空气泵出，从而使得储罐8中的大气压强小于外界大气压强。如此，容置在储罐8中的岩屑在压差作用下排出储罐8。
如图3和图4所示，动力泵9可以包括泵壳903，泵壳903上设置有向上延伸的连接柱904，容置壳体5内设置有固定横梁13，动力泵9通过连接柱904可拆卸地连接在固定横梁13上。具体的，连接柱904的上端形成有向外延伸的连接部905，连接部905上设置有能供螺栓穿设的穿孔。相应地，固定横梁13上也设置有与通孔相对应的穿孔。如此，通过螺栓的紧固作用，实现动力泵9的可拆卸连接。
进一步地，动力泵9还可以包括收容在泵壳903内的转子906，转子906设置在转轴907上，转轴907伸出泵壳903外(具体可以为，泵壳903的壁上设置有通孔，转轴907穿设在通孔中并延伸至泵壳903外)，转轴907伸出泵壳903的端部可以设置有驱动齿轮908。
固定横梁13上可以设置驱动电机14以及与驱动电机14传动连接的减速器15，减速器15的输出轴151与转轴907相垂直，输出轴151上设置有锥形齿轮16，锥形齿轮16与驱动齿轮908相啮合。以此实现动力泵9的运行。
同样的，驱动电机14与控制装置1通过电缆2实现电性以及信号连接，从而可以根据需要对驱动电机14进行调速和启停。
在某些情况下，当钻探深度较深，容置壳体5下入地层4的深度较大，导致采用一台动力泵9无法在胶皮管17中产生足够大的负压，而造成容置在储罐8中的岩屑无法正常排出容置壳体5外时，可以将动力泵9的数量设置为多个，并且多个动力泵9可以通过管路依次串接起来。
具体的，多个动力泵9中，位于最下方的动力泵9的进口端901通过管路与储罐8相连通，位于最上方的动力泵9的出口端902伸出容置壳体5外，相邻两个动力泵9中，位于相对下方的动力泵9的出口端902可以通过管路与位于相对上方的动力泵9的进口端901相连接。如此，通过设置多个动力泵9，可以实现接力传输，避免上述由于无法在胶皮管17中产生足够大的负压，而造成容置在储罐8中的岩屑无法正常排出容置壳体5外的情况发生。
当动力泵9的数量为多个时，储罐8的数量可以只设置一个，也可以设置为多个，且多个储罐8与多个动力泵9相对应连接。即一个动力泵9和一个储罐8形成一个输送单元，一个输送单元中的动力泵9的出口端902通过管路与位于其上方的输送单元的储罐8相连通。
本申请实施方式的用于遁甲钻探器的岩屑输送装置及遁甲钻探设备，通过在容置壳体5中设置岩屑输送管道7、储罐8和动力泵9，岩屑输送管道7中旋转的岩屑输送杆10可以将钻头6在钻探作业过程中产生的岩屑输送至储罐8，同时动力泵9对储罐8进行抽吸可以使胶皮管17产生负压，从而岩屑在压差的作用下被输送至容置壳体5外。籍此，即便在无水或水含量低的环境下，也能安全、高效的实现岩屑的排出和输送。
应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。
Claims (11)
1.一种用于遁甲钻探器的岩屑输送装置，所述遁甲钻探器包括能延伸进入地层中的容置壳体，所述容置壳体的下端设置有钻头，所述钻头能被驱动以发生旋转，从而破碎地层产生岩屑；其特征在于，所述岩屑输送装置包括设置在所述容置壳体中的岩屑输送管道、储罐和动力泵，所述岩屑输送管道的下端与所述钻头相连接，所述岩屑输送管道的上端与所述储罐相连通，所述岩屑输送管道中容置有能在其中沿周向转动的岩屑输送杆，所述岩屑输送杆的外壁设置有螺旋状凸起，以在所述岩屑输送杆旋转时将岩屑输送至所述储罐中，所述动力泵的进口端通过胶皮管与所述储罐相连通，所述动力泵的出口端位于所述容置壳体外，所述动力泵能在所述胶皮管中产生负压，以将所述储罐中的岩屑排出所述容置壳体。
2.如权利要求1所述的用于遁甲钻探器的岩屑输送装置，其特征在于，所述动力泵的数量为多个，多个所述动力泵通过管路依次串接。
3.如权利要求2所述的用于遁甲钻探器的岩屑输送装置，其特征在于，所述储罐的数量为多个，多个所述储罐与多个所述动力泵相对应连接。
4.如权利要求1所述的用于遁甲钻探器的岩屑输送装置，其特征在于，所述动力泵包括泵壳，所述泵壳上设置有向上延伸的连接柱，所述容置壳体内设置有固定横梁，所述动力泵通过所述连接柱可拆卸地连接在所述固定横梁上。
5.如权利要求4所述的用于遁甲钻探器的岩屑输送装置，其特征在于，所述动力泵还包括收容在所述泵壳内的转子，所述转子设置在转轴上，所述转轴伸出所述泵壳外，所述转轴伸出所述泵壳的端部设置有驱动齿轮；
所述固定横梁上设置驱动电机以及与所述驱动电机传动连接的减速器，所述减速器的输出轴与所述转轴相垂直，所述输出轴上设置有锥形齿轮，所述锥形齿轮与所述驱动齿轮相啮合。
6.一种遁甲钻探设备，其特征在于，包括：
能延伸进入地层中的容置壳体，所述容置壳体的下端设置有钻头，所述钻头能被驱动以发生旋转，从而破碎地层产生岩屑；
设置在所述容置壳体中的岩屑输送管道、储罐和动力泵，所述岩屑输送管道的下端与所述钻头相连接，所述岩屑输送管道的上端与所述储罐相连通，所述岩屑输送管道中容置有能在其中沿周向转动的岩屑输送杆，所述岩屑输送杆的外壁设置有螺旋状凸起，以在所述岩屑输送杆旋转时将岩屑输送至所述储罐中，所述动力泵的进口端通过胶皮管与所述储罐相连通，所述动力泵的出口端位于所述容置壳体外，所述动力泵能在所述胶皮管中产生负压，以将所述储罐中的岩屑排出所述容置壳体。
7.如权利要求6所述的遁甲钻探设备，其特征在于，所述动力泵的数量为多个，多个所述动力泵通过管路依次串接。
8.如权利要求7所述的遁甲钻探设备，其特征在于，所述储罐的数量为多个，多个所述储罐与多个所述动力泵相对应连接。
9.如权利要求6所述的遁甲钻探设备，其特征在于，所述动力泵包括泵壳，所述泵壳上设置有向上延伸的连接柱，所述容置壳体内设置有固定横梁，所述动力泵通过所述连接柱可拆卸地连接在所述固定横梁上。
10.如权利要求9所述的遁甲钻探设备，其特征在于，所述动力泵还包括收容在所述泵壳内的转子，所述转子设置在转轴上，所述转轴伸出所述泵壳外，所述转轴伸出所述泵壳的端部设置有驱动齿轮；
所述固定横梁上设置驱动电机以及与所述驱动电机传动连接的减速器，所述减速器的输出轴与所述转轴相垂直，所述输出轴上设置有锥形齿轮，所述锥形齿轮与所述驱动齿轮相啮合。
11.如权利要求10所述的遁甲钻探设备，其特征在于，所述遁甲钻探设备还包括设置在地面上的控制装置，所述控制装置与所述驱动电机电性连接。
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| CN111852361A (zh) * | 2019-04-28 | 2020-10-30 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种井下钻探器用岩屑输送机构和井下钻探器 |
| CN111852361B (zh) * | 2019-04-28 | 2022-06-03 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种井下钻探器用岩屑输送机构和井下钻探器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107893630B (zh) | 2024-01-30 |
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