CN110924868A - 一种可扩径的钻杆的生产制造工艺及施工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了包括钻孔钻杆，所述钻孔钻杆外靠近底部处套设有外套管，所述钻孔钻杆的顶端穿过外套管，并延伸到外套管的上方固定连接有钻头，所述钻孔钻杆上靠近钻头处从上往下依次套设有两个圆环，位于上方的所述圆环外壁靠近底部处活动连接有若干个均匀分布的挤扩臂，所述挤扩臂的底部与下方圆环的外壁活动连接，所述挤扩臂的外壁上安装有合金刀片。本发明通过钻孔钻杆、挤扩臂套筒、钻头、合金刀片和外套管之间的相互配合，即可以纵向钻孔，也可以横向扩径，且具扩径的大小和数量及位置可自由选择，可有效的提高其使用效率和适用范围，从而可有效的提高其工作效率。

Description

一种可扩径的钻杆的生产制造工艺及施工工艺
技术领域
本发明涉及钻杆的生产制造技术领域，具体为一种可扩径的钻杆的生产制造工艺及施工工艺。
背景技术
钻孔钻杆是一种尾部带有螺纹的钢管，用于连接钻机地表设备和位于钻井底端钻磨设备或底孔装置。钻杆的用途是将钻探泥浆运送到钻头，并与钻头一起提高、降低或旋转底孔装置。钻杆必须能够承受巨大的内外压、扭曲、弯曲和振动。在油气的开采和提炼过程中，钻杆可以多次使用。钻杆分为方钻杆、钻杆和加重钻杆三类。
而普通的钻孔钻杆只能纵向钻孔，其在使用时不可以横向扩径、具扩径的大小和数量及位置不可自由选择，从而大大降低了其使用效率，因此我们提出一种可扩径的钻杆的生产制造工艺及施工工艺。
发明内容
本发明解决的技术问题在于克服现有技术的不可以横向扩径、具扩径的大小和数量及位置不可自由选择等缺陷，提供一种可扩径的钻杆的生产制造工艺及施工工艺。所述一种可扩径的钻杆的生产制造工艺及施工工艺具有可以横向扩径、具扩径的大小和数量及位置可自由选择等特点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方：一种可扩径的钻杆的生产制造工艺及施工工艺，包括钻孔钻杆，所述钻孔钻杆外靠近底部处套设有外套管，所述钻孔钻杆的顶端穿过外套管，并延伸到外套管的上方固定连接有钻头，所述钻孔钻杆上靠近钻头处从上往下依次套设有两个圆环，位于上方的所述圆环外壁靠近底部处活动连接有若干个均匀分布的挤扩臂，所述挤扩臂的底部与下方圆环的外壁活动连接，所述挤扩臂的外壁上安装有合金刀片。
优选的，位于下方的所述圆环的顶部和底部上分别固定连接有限位套筒，且限位套筒套设在钻孔钻杆上，位于下方的所述限位套筒的底部延伸到外套管内，且外套管的左侧外壁上开设有插销口，所述外套管的左侧外壁上安装有与插销口相匹配的插销。
优选的，两个所述圆环的外壁之间等比安装有若干个均匀分布的挤扩臂，并将两个圆环上多个挤扩臂对应相扣活动连结形成一个挤扩臂套筒。
优选的，所述外套管采用高强度高韧性钢管，在管端通过连结螺丝与圆环相连结，在外套管旋转推进时，带动挤扩臂同步推进撑开挤扩臂并旋转，另一管端可与钻机动力头相连的接口，以便于连结。
优选的，将与挤扩臂套筒连结好的外套管，套到钻孔钻杆外面，当钻孔钻杆钻孔时，钻机动力头连结在钻杆上，当需要扩径时，钻机动力头可转换到外套管上。
优选的，所述钻孔钻杆的主杆部分是由无缝钢管做成，钻头部分一般都镶有硬质合金，当钻孔钻杆连接上钻机动力头时，直接纵向钻孔，所述钻头的外径大于外套管的外径。
优选的，所述钻孔钻杆各部件均采用高强度高韧性钢材制造，主要指标为：抗拉强度在1200--2000兆帕，冲击功aku≧80J。
一种可扩径的钻杆的生产制造工艺及施工工艺，包括以下步骤：
S1：施工时，首先将钻机动力头连结在钻孔钻杆上，纵向钻孔到需要扩径处，停止钻孔，将钻机动力头转换到外套管上；
S2：钻机动力头带动外套管转动，外套管带动挤扩臂转动，并使得挤扩臂进行挖掘，同时对外套管施加压力，并使得外套管挤压挤扩臂，可使得所有挤扩臂逐渐撑开，使其呈锥形扣合，最终在岩石层中形成一个椭球形扩大内腔，同步的外套管带动限位套筒转动，并使得限位套筒的顶部与钻头的底部相接触，挤扩臂挤扩的横向直径可由限位套筒的长度控制，钻孔钻杆的直径长度也可根据工程需要自由选择，然后外套管收缩，带动与之相连结的所有挤扩臂回位；
S3：更换不同位置，重复第二条步骤，就可在岩石层中行的多个椭球形扩大内腔；
S4：根据设计要求，可通过更换本发明钻杆型号，实现不同孔径和扩径的施工。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明一种可扩径的钻杆的生产制造工艺及施工工艺在使用时，通过钻孔钻杆、圆环、压缩弹簧、钻头、合金刀片和外套管之间的相互配合，即可以纵向钻孔，也可以横向扩径，且具扩径的大小和数量及位置可自由选择，可有效的提高其使用效率和适用范围，从而可有效的提高其工作效率。
附图说明
图1为本发明撑开后的结构示意图；
图2为本发明撑开前的结构示意图；
图3为图1的局部放大图；
图4为图2的局部放大图。
图中标号：1、钻孔钻杆；2、挤扩臂；3、限位套筒；4、钻头；5、合金刀片；6、外套管；7、圆环。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种可扩径的钻杆的生产制造工艺及施工工艺，包括钻孔钻杆1，钻孔钻杆1各部件均采用高强度高韧性钢材制造，主要指标为：抗拉强度在1200--2000兆帕，冲击功aku≧80J，钻孔钻杆1外靠近底部处套设有外套管6，钻孔钻杆1的顶端穿过外套管6，并延伸到外套管6的上方固定连接有钻头4，钻孔钻杆1的主杆部分是由无缝钢管做成，钻头4部分一般都镶有硬质合金，当钻孔钻杆1连接上钻机动力头时，直接纵向钻孔，钻头4的外径大于外套管6的外径，钻孔钻杆1上靠近钻头4处从上往下依次套设有两个圆环7，位于上方的圆环7外壁靠近底部处活动连接有若干个均匀分布的挤扩臂2，挤扩臂2的底部与下方圆环7的外壁活动连接，挤扩臂2的外壁上安装有合金刀片5，位于下方的圆环7的顶部和底部上分别固定连接有限位套筒3，且限位套筒3套设在钻孔钻杆1上，位于下方的限位套筒3的底部延伸到外套管6内，且外套管6的左侧外壁上开设有插销口，外套管6的左侧外壁上安装有与插销口相匹配的插销，两个圆环2的外壁之间等比安装有若干个均匀分布的挤扩臂2，并将两个多个挤扩臂2对应相扣活动连结形成一个挤扩臂套筒，外套管6采用高强度高韧性钢管，在管端通过连结螺丝与圆环2相连结，在外套管6旋转推进时，带动挤扩臂同步推进撑开挤扩臂并旋转，另一管端可与钻机动力头相连的接口，以便于连结，将与挤扩臂套筒连结好的外套管6，套到钻孔钻杆1外面，当钻孔钻杆1钻孔时，钻机动力头连结在钻杆上，当需要扩径时，钻机动力头可转换到外套管6上。
一种可扩径的钻杆的生产制造工艺及施工工艺，包括以下步骤：
S1：施工时，首先将钻机动力头连结在钻孔钻杆1上，纵向钻孔到需要扩径处，停止钻孔，将钻机动力头转换到外套管6上；
S2：钻机动力头带动外套管6转动，外套管6带动挤扩臂2转动，并使得挤扩臂2进行挖掘，同时对外套管6施加压力，并使得外套管6挤压挤扩臂2，可使得所有挤扩臂2逐渐撑开，使其呈锥形扣合，最终在岩石土层中形成一个椭球形扩大内腔，同步的外套管6带动限位套筒3转动，并使得限位套筒3的顶部与钻头4的底部相接触，挤扩臂2挤扩的横向直径可由限位套筒3的长度控制，钻孔钻杆1的直径长度也可根据工程需要自由选择，然后外套管6收缩，带动与之相连结的所有挤扩臂2回位；
S3：更换不同位置，重复第二条步骤，就可在岩石土层中行的多个椭球形扩大内腔；
S4：根据设计要求，可通过更换本发明钻杆型号各部件的规格尺寸，实现不同孔径和扩径的施工，其中挤扩臂2挤阔的横向直径可由部位限位套筒3的长度控制，同时钻孔钻杆1的直径长度均可根据工程需要自由选择。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种可扩径的钻杆的生产制造工艺及施工工艺，包括钻孔钻杆（1），其特征在于：所述钻孔钻杆（1）外靠近底部处套设有外套管（6），所述钻孔钻杆（1）的顶端穿过外套管（6），并延伸到外套管（6）的上方固定连接有钻头（4），所述钻孔钻杆（1）上靠近钻头（4）处从上往下依次套设有两个圆环（7），位于上方的所述圆环（7）外壁靠近底部处活动连接有若干个均匀分布的挤扩臂（2），所述挤扩臂（2）的底部与下方圆环（7）的外壁活动连接，所述挤扩臂（2）的外壁上安装有合金刀片（5）。
2.根据权利要求1所述的一种可扩径的钻杆的生产制造工艺及施工工艺，其特征在于：位于下方的所述圆环（7）的顶部和底部上分别固定连接有限位套筒（3），且限位套筒（3）套设在钻孔钻杆（1）上，位于下方的所述限位套筒（3）的底部延伸到外套管（6）内，且外套管（6）的左侧外壁上开设有插销口，所述外套管（6）的左侧外壁上安装有与插销口相匹配的插销。
3.根据权利要求1所述的一种可扩径的钻杆的生产制造工艺及施工工艺，其特征在于：两个所述圆环（2）的外壁之间等比安装有若干个均匀分布的挤扩臂（2），并将两个多个挤扩臂（2）对应相扣活动连结形成一个挤扩臂套筒。
4.根据权利要求1所述的一种可扩径的钻杆的生产制造工艺及施工工艺，其特征在于：所述外套管（6）采用高强度高韧性钢管，在管端通过连结螺丝与圆环（2）相连结，在外套管（6）旋转推进时，带动挤扩臂同步推进撑开挤扩臂并旋转，另一管端可与钻机动力头相连的接口，以便于连结。
5.根据权利要求1所述的一种可扩径的钻杆的生产制造工艺及施工工艺，其特征在于：将与挤扩臂套筒连结好的外套管（6），套到钻孔钻杆（1）外面，当钻孔钻杆（1）钻孔时，钻机动力头连结在钻杆上，当需要扩径时，钻机动力头可转换到外套管（6）上。
6.根据权利要求1所述的一种可扩径的钻杆的生产制造工艺及施工工艺，其特征在于：所述钻孔钻杆（1）的主杆部分是由无缝钢管做成，钻头（4）部分一般都镶有硬质合金，当钻孔钻杆（1）连接上钻机动力头时，直接纵向钻孔，所述钻头（4）的外径大于外套管（6）的外径。
7.根据权利要求1所述的一种可扩径的钻杆的生产制造工艺及施工工艺，其特征在于：所述钻孔钻杆（1）各部件均采用高强度高韧性钢材制造，主要指标为：抗拉强度在1200--2000兆帕，冲击功aku≧80J。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种可扩径的钻杆的生产制造工艺及施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：施工时，首先将钻机动力头连结在钻孔钻杆（1）上，纵向钻孔到需要扩径处，停止钻孔，将钻机动力头转换到外套管（6）上；
S2：钻机动力头带动外套管（6）转动，外套管（6）带动挤扩臂（2）转动，并使得挤扩臂（2）进行挖掘，同时对外套管（6）施加压力，并使得外套管（6）挤压挤扩臂（2），可使得所有挤扩臂（2）逐渐撑开，使其呈锥形扣合，最终在岩石（土）层中形成一个椭球形扩大内腔，同步的外套管（6）带动限位套筒（3）转动，并使得限位套筒（3）的顶部与钻头（4）的底部相接触，挤扩臂（2）挤扩的横向直径可由限位套筒（3）的长度控制，钻孔钻杆（1）的直径长度也可根据工程需要自由选择，然后外套管（6）收缩，带动与之相连结的所有挤扩臂（2）回位；
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