CN111502533A - 液压式直井套管钻机和灭火井钻井方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钻井机械技术领域,是一种液压式直井套管钻机和灭火井钻井方法,前者包括双动力头井架、底盘、井架升降油缸、动力传动系统和液压系统,底盘上设有双动力头井架、动力传动系统和液压系统;后者包括步骤如下:(1)当液压式直井套管钻机到达指定井位后,开始进行灭火井钻井作业。本发明结构合理而紧凑,使用方便,通过将套装在一起的浮动套和浮动管之间设置花键,在不影响下液压马达的输出轴与套管接头传动下,实现对外套管上端丝扣和套管接头下端丝扣的保护;通过在单活塞的钻具升降油缸内设置单出的升降活塞杆,为升降活塞杆提供更好的提升力,具有高效、稳定和结构简单的特点。

Description

液压式直井套管钻机和灭火井钻井方法
技术领域
本发明涉及钻井机械技术领域,是一种液压式直井套管钻机和灭火井钻井方法。
背景技术
目前,单动力头钻机在钻进裂隙地层、砾石漂石等复杂地层时,存在井壁不坚固,容易出现塌陷,钻井效率低,故障率高的问题。因此,针对这类地形,常常使用双动力头钻机替代单动力头钻机。因此,对煤田火灾烧蚀的破碎地层这种复杂地质状态进行处理时,需要双动力头钻机才能完成灭火井的钻井作业。
在使用双动力头钻机进行钻井作业时,需不断向井内下放套装在一起的内钻杆和外套管,由于二者重量大、长度长以及套装在一起进行装卸,因此在将内钻杆和外套管与动力头安装的过程中,需要将二者起吊至套管接头和套管钻头之间位置,而在外套管上端与套管接头下端对扣过程中,外套管上端和内套杆上端会因套管接头和套管钻头之间位置不够,且调整滑移架不及时的情况下与套管接头下端发生磕碰,造成丝扣毁坏的问题;另外,现有的钻具提升工具存在结构复杂、提升力差和效率低的问题。
发明内容
本发明提供了一种液压式直井套管钻机和灭火井钻井方法,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决现有双动力头钻机无法完成灭火井的钻井作业的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的:一种液压式直井套管钻机包括双动力头井架、底盘、井架升降油缸、动力传动系统和液压系统,底盘上设有双动力头井架、动力传动系统和液压系统,动力传动系统的输出端与液压系统的输入端连接,双动力头井架和井架升降油缸分别与液压系统的输出端连接;双动力头井架包括塔架、滑移架、上液压马达、上动力头、下液压马达、下动力头、浮动套、浮动管、钻杆接头、内钻杆、内钻头、套管接头、外套管、套管钻头和除渣器,塔架的下端铰接在底盘上,底盘上铰接有井架升降油缸,井架升降油缸内设有能向上方伸出的井架活塞杆,井架活塞杆的上端与塔架后侧对应位置铰接在一起,塔架上设有能沿塔架滑动的滑移架,滑移架上设有上液压马达、上动力头、下液压马达和下动力头,上液压马达的输出轴与上动力头的输入端连接,上动力头上安装有钻杆接头,钻杆接头下端与内钻杆上端固定安装在一起,内钻杆下端与内钻头上端固定安装在一起;下液压马达的输出轴与下动力头的输入端连接,下动力头内安装有套装在钻杆接头外侧的浮动管,浮动管下部外侧设有浮动套,浮动管下端外侧设有限位外环台,对应限位外环台上方位置的浮动套上端内侧设有限位内环台,浮动管下端外侧与浮动套上端内侧通过键传动连接在一起,浮动套下端与套装在钻杆接头外侧的套管接头上端固定安装在一起,套管接头下端与套装在内钻杆外侧的外套管上端固定安装在一起,外套管下端与套装在内钻头外侧的套管钻头上端固定安装在一起,内钻头下端位于套管钻头下方;除渣器包括除渣筒和排渣管,套管接头上部外侧沿圆周分布有至少一个内外贯通的内排渣孔,对应内排渣孔位置的套管接头外侧套装有除渣筒,除渣筒上端内侧固定安装上密封环台,上密封环台内侧与套管接头外侧对应位置固定安装在一起,除渣筒下端内侧固定安装下密封环台,下密封环台内侧与套管接头外侧对应位置固定安装在一起;除渣筒中部外侧沿圆周分布有至少一个内外贯通的外排渣孔,对应每个外排渣孔位置的除渣筒外侧均固定安装有排渣管。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进:
上述滑移架可包括纵向滑架、安装板、横向滑架、滑轨、高度调节架、侧移油缸和移动油缸,塔架上设有能沿塔架上下滑动的纵向滑架,纵向滑架前侧设有安装板,安装板前侧设有呈水平方向的滑轨,滑轨右端位于安装板右方,安装板前侧设有能沿滑轨左右移动的横向滑架,侧移油缸的左端与安装板左部固定安装在一起,侧移油缸内设有能向右方伸出的侧移活塞杆,侧移活塞杆的右端与横向滑架右部固定安装在一起;横向滑架前侧上部设有能够沿横向滑架前侧上下移动的高度调节架,横向滑架前侧左右间隔设有两个移动油缸,移动油缸下端分别与横向滑架前侧对应位置安装在一起,移动油缸内设有能向上伸出的移动活塞杆,移动活塞杆上端分别与高度调节架对应位置安装在一起;高度调节架前侧固定安装有上动力头,横向滑架前侧下部固定安装有下动力头。
上述双动力头井架还可包括升降机构,升降机构包括钻具升降油缸、上定链轮、下定链轮、提升链条、下降链条和链轮组件,链轮组件包括第一动链轮、第二动链轮和轮架,塔架中部设有滑移腔,对应纵向滑架与塔架之间位置的塔架前侧固定安装有钻具升降油缸,钻具升降油缸内设有能向下方伸出的升降活塞杆,升降活塞杆下端固定安装有轮架,轮架上部设有第一动链轮,轮架下部设有第二动链轮,塔架上端设有上定链轮,塔架下部固定安装有下定链轮,提升链条的第一端与纵向滑架上端固定安装在一起,提升链条的第二端依次绕过上定链轮和第一动链轮后固定安装在钻具升降油缸下部,下降链条的第一端与纵向滑架下端固定安装在一起,下降链条的第二端依次绕过下定链轮和第二动链轮后固定安装在塔架的下端。
上述动力传动系统可包括发动机和分动箱,发动机的输出轴与分动箱的输入端连接;液压系统包括第一变量泵、第二变量泵、第三变量泵、第一齿轮泵和第二齿轮泵,分动箱的第一输出端分别与第一变量泵、第一齿轮泵和第二齿轮泵连接,第一变量泵上设有第一液压支路,第一液压支路上连接有上动力头,第一齿轮泵上设有第二液压支路,第二液压支路上连接有侧移油缸和移动油缸,第二齿轮泵上设有第三液压支路,第三液压支路上连接有井架升降油缸;分动箱的第二输出端与第二变量泵连接,第二变量泵上设有第四液压支路,第四液压支路上连接有钻具升降油缸;分动箱的第三输出端与第三变量泵连接,第三变量泵上设有第五液压支路,第五液压支路上连接有下动力头。
上述还可包括卷扬机、液压支腿、第一夹持器、第二夹持器、第三夹持器和泥浆泵,塔架上设有卷扬机,卷扬机接入第三液压支路;底盘下部设有四个液压支腿,每个液压支腿均接入第三液压支路;塔架下部由上至下依次设有第一夹持器、第二夹持器和第三夹持器,第一夹持器、第二夹持器和第三夹持器上均设有接入第二液压支路的夹持器油缸,第二夹持器上设有接入第二液压支路的卸扣油缸;底盘上设有泥浆泵,泥浆泵接入第四液压支路,泥浆泵的出水口与上动力头内的钻杆接头通过管线连通。
上述轮架可包括安装壳体、连接筒、上轮轴、下轮轴、左扶正装置和右扶正装置,安装壳体内设有上下贯通的安装腔,安装壳体上端内侧固定安装有上端位于其上方的连接筒,连接筒内侧与升降活塞杆下端外侧固定安装在一起;安装壳体内侧上下间隔固定安装有上轮轴和下轮轴,上轮轴和下轮轴均呈左右方向布置,上轮轴外侧套装有第一动链轮,对应第一动链轮下方位置的下轮轴外侧套装有第二动链轮;左扶正装置包括左扶正座、左轮轴、左轴承和左滚轮套,轮架左侧中央固定安装有左扶正座,左扶正座左侧中央与左轮轴右端固定安装在一起,左轮轴左端外侧设有左外环槽,左外环槽内设有左轴承,左轴承外侧套装有开口向右的左滚轮套;右扶正装置包括右扶正座、右轮轴、右轴承和右滚轮套,轮架右侧中央固定安装有右扶正座,右扶正座右侧中央与右轮轴左端固定安装在一起,右轮轴右端外侧设有右外环槽,右外环槽内设有右轴承,右轴承外侧套装有开口向左的右滚轮套;对应左滚轮套位置的塔架左部内侧设有呈竖直方向布置的左扶正槽,左滚轮套位于左扶正槽内,对应右滚轮套位置的塔架右部内侧设有呈竖直方向布置的右扶正槽,右滚轮套位于右扶正槽内。
上述纵向滑架可包括安装侧板、左滑移板、右滑移板、左凸轨道、左前导轮、左后导轮、右凸轨道、右前导轮和右后导轮,塔架左部外侧设有呈竖直方向布置的左凸轨道,安装侧板后侧左端固定安装有位于左凸轨道左方的左滑移板,对应左凸轨道前方位置的左滑移板右侧上下间隔分布有至少两个左前导轮,对应左凸轨道后方位置的左滑移板右侧上下间隔分布有至少两个左后导轮,左前导轮和左后导轮的转轴均呈左右方向,左前导轮的后侧均与左凸轨道前侧对应位置相接触,左后导轮的前侧均与左凸轨道后侧对应位置相接触;对应左凸轨道位置的塔架右部外侧设有呈竖直方向布置的右凸轨道,安装侧板后侧右端固定安装有位于右凸轨道右方的右滑移板,对应右凸轨道前方位置的右滑移板左侧上下间隔分布有至少两个右前导轮,对应右凸轨道后方位置的右滑移板左侧上下间隔分布有至少两个右后导轮,右前导轮和右后导轮的转轴均呈左右方向,右前导轮的后侧均与右凸轨道前侧对应位置相接触,右后导轮的前侧均与右凸轨道后侧对应位置相接触。
上述浮动管下端外侧可与浮动套上端内侧通过花键传动连接在一起。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的:一种使用上述液压式直井套管钻机的灭火井钻井方法,包括步骤如下:
(1)当液压式直井套管钻机到达指定井位后,开始进行灭火井钻井作业;
(2)启动井架升降油缸使塔架竖起锁定,用水平尺找到垂直位置,使塔架与地面垂直;
(3)启动移动油缸调整内钻头位置,使内钻头下端位于套管钻头下方,此时套装在一起的内钻杆和外套管为第一组;
(4)启动上动力头使内钻头顺时针旋转,启动下动力头使套管钻头逆时针旋转,开动泥浆泵使液体喷出内钻头,开始加压钻井;
(5)第一组套装在一起的内钻杆和外套管下部随内钻头和套管钻头进入地层后,用第三夹持器卡住第一组外套管上部,用第二夹持器卡住套管接头;
(6)启动卸扣油缸卸扣后,启动下动力头顺时针旋转完成第一组外套管与套管接头的拆卸;
(7)启动钻具升降油缸上提纵向滑架及套管接头,使钻杆接头露出,用第一夹持器卡住钻杆接头,用第二夹持器卡住第一组内钻杆;
(8)启动卸扣油缸卸扣后,启动上动力头逆时针旋转完成第一组内钻杆与钻杆接头的拆卸;
(9)启动钻具升降油缸上提纵向滑架、套管接头和钻杆接头,使套管接头与第一组外套管之间的距离大于外套管的长度,启动侧移油缸,使横向滑架移动至第一组外套管右部上方;
(10)将第二组内钻杆和外套管套装在一起,使第二组内钻杆下部位于第二组外套管下方;
(11)启动卷扬机上提第二组套装在一起的内钻杆和外套管至第一组外套管上方,使第一组内钻杆上端丝扣与第二组内钻杆下端丝扣对齐后,再使第一组外套管上端丝扣与第二组外套管下端丝扣对齐;
(12)启动侧移油缸,使横向滑架移动至第二组外套管正上方,启动钻具升降油缸下放纵向滑架,使第二组内钻杆上端丝扣与钻杆接头下端丝扣对齐,使第二组外套管上端丝扣与套管接头下端丝扣对齐;
(13)启动上动力头顺时针旋转,依次完成钻杆接头与第二组内钻杆之间安装,以及第二组内钻杆与第一组内钻杆之间的安装;
(14)启动下动力头逆时针旋转,依次完成套管接头与第二组外套管之间安装,以及第二组外套管与第一组外套管之间的安装;
(15)上动力头保持顺时针旋转,下动力头保持逆时针旋转,并且启动钻具升降油缸均速下放纵向滑架,使第二组套装在一起的内钻杆和外套管下部随内钻头和套管钻头进入地层后;
(16)重复上述步骤(5)至(15),下放多组套装在一起的内钻杆和外套管,直至内钻头和套管钻头钻至目的层;
(17)内钻头和套管钻头钻至目的层后,用第三夹持器卡住倒数第一组外套管上部,用第二夹持器卡住套管接头;
(18)启动卸扣油缸卸扣后,启动下动力头顺时针旋转完成倒数第一组外套管与套管接头的拆卸;
(19)启动钻具升降油缸上提纵向滑架、套管接头、钻杆接头和倒数第一组内钻杆,使倒数第二组内钻杆上部露出,用第一夹持器卡住倒数第一组内钻杆下端,用第二夹持器卡住倒数第二组内钻杆上端;
(20)启动卸扣油缸卸扣后,启动上动力头逆时针旋转,先完成倒数第一组内钻杆与倒数第二组内钻杆的拆卸,随后完成钻杆接头与倒数第一组内钻杆的拆卸;
(21)停止上动力头,手扶倒数第一组内钻杆,使第一夹持器不再卡紧倒数第一组内钻杆,取下倒数第一组内钻杆;
(22)启动钻具升降油缸下放纵向滑架,使倒数第二组内钻杆上端丝扣与钻杆接头下端丝扣对齐,启动上动力头顺时针旋转,完成钻杆接头与倒数第二组内钻杆之间安装;
(23)启动钻具升降油缸上提纵向滑架、套管接头、钻杆接头和倒数第二组内钻杆,使倒数第三组内钻杆上部露出,用第一夹持器卡住倒数第二组内钻杆下端,用第二夹持器卡住倒数第三组内钻杆上端;
(24)重复上述步骤(17)至(23),直至第一组内钻杆取出后,向井内下放花管;
(25)当花管下端经全部外套管内腔下放至目的层后,用第三夹持器卡住倒数第一组外套管上部,用第二夹持器卡住套管接头;
(26)启动钻具升降油缸下放纵向滑架,使倒数第一组外套管上端丝扣与套管接头下端丝扣对齐,启动下动力头逆时针旋转,完成套管接头与倒数第一组外套管之间安装;
(27)启动钻具升降油缸上提纵向滑架、套管接头、钻杆接头和倒数第一组外套管,使倒数第二组外套管上部露出,用第一夹持器卡住倒数第一组外套管下端,用第二夹持器卡住倒数第二组外套管上端;
(28)启动卸扣油缸卸扣后,启动下动力头顺时针旋转,先完成倒数第一组外套管与倒数第二组外套管的拆卸,随后完成套管接头与倒数第一组外套管的拆卸;
(29)停止上动力头,手扶倒数第一组外套管,使第一夹持器不再卡紧倒数第一组外套管,取下倒数第一组外套管;
(30)重复上述步骤(25)至(29),直至第一组外套管取出后,从井口向花管内注水即可实现井内灭火。
本发明结构合理而紧凑,使用方便,通过将套装在一起的浮动套和浮动管之间设置花键,在不影响下液压马达的输出轴与套管接头传动下,实现对外套管上端丝扣和套管接头下端丝扣的保护;通过上定链轮、第一动链轮和提升链条与钻具升降油缸配合,增强了滑移架上行效率;通过下定链轮、第二动链轮和下降链条与钻具升降油缸配合,增强了滑移架下行效率;通过在单活塞的钻具升降油缸内设置单出的升降活塞杆,为升降活塞杆提供更好的提升力,具有高效、稳定和结构简单的特点。
附图说明
附图1为本发明最佳实施例的主视结构示意图。
附图2为附图1的左视缩小结构示意图。
附图3为附图1中升降机构的结构原理图。
附图4为附图1中链轮组件的主视放大结构示意图。
附图5为附图1中浮动套和浮动管安装在一起的主视放大剖视结构示意图。
附图6为本发明最佳实施例的液压原理示意图。
附图中的编码分别为:1为塔架,2为上液压马达,3为上动力头,4为下液压马达,5为下动力头,6为浮动套,7为浮动管,8为底盘,9为井架升降油缸,10为限位外环台,11为限位内环台,12为纵向滑架,13为安装板,14为横向滑架,15为侧移油缸,16为钻具升降油缸,17为上定链轮,18为下定链轮,19为提升链条,20为下降链条,21为第一动链轮,22为第二动链轮,23为安装壳体,24为连接筒,25为上轮轴,26为下轮轴,27为左扶正座,28为左轮轴,29为左轴承,30为左滚轮套,31为高度调节架,32为移动油缸,33为左凸轨道,34为夹持器油缸,35为卸扣油缸,36为卷扬机,37为液压支腿,38为第一夹持器,39为第二夹持器,40为第三夹持器,41为钻杆接头,42为内钻杆,43为内钻头,44为套管接头,45为外套管,46为套管钻头,47为发动机,48为分动箱,49为第一变量泵,50为第二变量泵,51为第三变量泵,52为第一齿轮泵,53为第二齿轮泵,54为第一液压支路,55为第二液压支路,56为第三液压支路,57为第四液压支路,58为第五液压支路,59为泥浆泵,60为除渣筒,61为排渣管。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制,可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中,为了便于描述,各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的,如:前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述:
如附图1、2、3、4、5、6所示,该液压式直井套管钻机包括双动力头井架、底盘8、井架升降油缸9、动力传动系统和液压系统,底盘8上设有双动力头井架、动力传动系统和液压系统,动力传动系统的输出端与液压系统的输入端连接,双动力头井架和井架升降油缸9分别与液压系统的输出端连接;双动力头井架包括塔架1、滑移架、上液压马达2、上动力头3、下液压马达4、下动力头5、浮动套6、浮动管7、钻杆接头41、内钻杆42、内钻头43、套管接头44、外套管45、套管钻头46和除渣器,塔架1的下端铰接在底盘8上,底盘8上铰接有井架升降油缸9,井架升降油缸9内设有能向上方伸出的井架活塞杆,井架活塞杆的上端与塔架1后侧对应位置铰接在一起,塔架1上设有能沿塔架1滑动的滑移架,滑移架上设有上液压马达2、上动力头3、下液压马达4和下动力头5,上液压马达2的输出轴与上动力头3的输入端连接,上动力头3上安装有钻杆接头41,钻杆接头41下端与内钻杆42上端固定安装在一起,内钻杆42下端与内钻头43上端固定安装在一起;下液压马达4的输出轴与下动力头5的输入端连接,下动力头5内安装有套装在钻杆接头41外侧的浮动管7,浮动管7下部外侧设有浮动套6,浮动管7下端外侧设有限位外环台10,对应限位外环台10上方位置的浮动套6上端内侧设有限位内环台11,浮动管7下端外侧与浮动套6上端内侧通过键传动连接在一起,浮动套6下端与套装在钻杆接头41外侧的套管接头44上端固定安装在一起,套管接头44下端与套装在内钻杆42外侧的外套管45上端固定安装在一起,外套管45下端与套装在内钻头43外侧的套管钻头46上端固定安装在一起,内钻头43下端位于套管钻头46下方;除渣器包括除渣筒60和排渣管61,套管接头44上部外侧沿圆周分布有至少一个内外贯通的内排渣孔,对应内排渣孔位置的套管接头44外侧套装有除渣筒60,除渣筒60上端内侧固定安装上密封环台,上密封环台内侧与套管接头44外侧对应位置固定安装在一起,除渣筒60下端内侧固定安装下密封环台,下密封环台内侧与套管接头44外侧对应位置固定安装在一起;除渣筒60中部外侧沿圆周分布有至少一个内外贯通的外排渣孔,对应每个外排渣孔位置的除渣筒60外侧均固定安装有排渣管61。
根据需求,上液压马达2为摆线马达,其型号可为J6K390;下液压马达4采用两台摆线马达,其型号可为BM1250。在使用过程中,使用本发明进行钻井作业时,需不断向井内下放套装在一起的内钻杆42和外套管45,因此需要不断地拆卸钻杆接头41与内钻杆42之间的螺纹以及套管接头44和外套管45之间的螺纹,并不断的装入并下放套装在一起的内钻杆42和外套管45。在钻井过程中,井下阻力和拉力很大,通过设置键连接的浮动套6和浮动管7,使浮动套6与浮动管7之间具有上下浮动的空间,避免外钻具直接与下动力头5连接,遇到井下阻力和拉力大的情况下,损坏外钻具与下动力头5之间的连接丝扣;另外,在不断的装入并下放套装在一起的内钻杆42和外套管45时,需要下放下动力头5使套管接头44下端丝扣与外套管45上端丝扣对齐,对扣过程中,由于浮动套6与浮动管7之间具有上下浮动的空间,从而防止套管接头44下端与外套管45上端直接碰击,损坏套管接头44与外套管45之间的连接丝扣;通过动力传动系统与液压系统配合,实现对井架升降油缸9、上液压马达2和下液压马达4的驱动,由此上动力头3将扭矩通过钻杆接头41和内钻杆42传递至内钻头43,并通过不断下放的内钻杆42和最下方的内钻头43完成钻井,下动力头5将扭矩通过浮动管7、浮动套6、套管接头44和外套管45传递至套管钻头46,并通过不断下放的外套管45和最下方的套管钻头46完成保护井壁;通过收回井架升降油缸9上的井架活塞杆,可使双动力头井架放倒收回底盘8上方,增强本发明的通行能力;通过设置内排渣孔,使钻杆接头41与套管接头44之间、内钻杆42和外套管45之间、内钻头43和套管钻头46之间的环空腔均与除渣筒60连通,便于内钻头43在钻井过程中,环空腔内的沙、土和泥等钻井渣从排渣管61排出。
可根据实际需要,对上述液压式直井套管钻机作进一步优化或/和改进:
如附图1、2、3、4、5、6所示,滑移架包括纵向滑架12、安装板13、横向滑架14、滑轨、高度调节架31、侧移油缸15和移动油缸32,塔架1上设有能沿塔架1上下滑动的纵向滑架12,纵向滑架12前侧设有安装板13,安装板13前侧设有呈水平方向的滑轨,滑轨右端位于安装板13右方,安装板13前侧设有能沿滑轨左右移动的横向滑架14,侧移油缸15的左端与安装板13左部固定安装在一起,侧移油缸15内设有能向右方伸出的侧移活塞杆,侧移活塞杆的右端与横向滑架14右部固定安装在一起;横向滑架14前侧上部设有能够沿横向滑架14前侧上下移动的高度调节架31,横向滑架14前侧左右间隔设有两个移动油缸32,移动油缸32下端分别与横向滑架14前侧对应位置安装在一起,移动油缸32内设有能向上伸出的移动活塞杆,移动活塞杆上端分别与高度调节架31对应位置安装在一起;高度调节架31前侧固定安装有上动力头3,横向滑架14前侧下部固定安装有下动力头5。
根据需求,高度调节架31与横向滑架14之间可设有现有公知的限位导轨,由此保证高度调节架31能够沿横向滑架14前侧上下移动。在使用过程中,通过侧移油缸15能够使横向滑架14相对安装板13向右移动,由此使上动力头3、下动力头5、钻杆接头41和套管接头44与内钻杆42和外套管45的位置错开,由此内钻头43和套管钻头46在钻井过程中,便于不断的安装并下放套装在一起的内钻杆42和外套管45;通过移动油缸32使高度调节架31能够沿横向滑架14上下移动,从而实现调整内钻杆42下端与外套管45下端之间的距离,如在需要调整内钻具下端露出外钻具的长度时。
如附图1、2、3、4、5、6所示,双动力头井架还包括升降机构,升降机构包括钻具升降油缸16、上定链轮17、下定链轮18、提升链条19、下降链条20和链轮组件,链轮组件包括第一动链轮21、第二动链轮22和轮架,塔架1中部设有滑移腔,对应纵向滑架12与塔架1之间位置的塔架1前侧固定安装有钻具升降油缸16,钻具升降油缸16内设有能向下方伸出的升降活塞杆,升降活塞杆下端固定安装有轮架,轮架上部设有第一动链轮21,轮架下部设有第二动链轮22,塔架1上端设有上定链轮17,塔架1下部固定安装有下定链轮18,提升链条19的第一端与纵向滑架12上端固定安装在一起,提升链条19的第二端依次绕过上定链轮17和第一动链轮21后固定安装在钻具升降油缸16下部,下降链条20的第一端与纵向滑架12下端固定安装在一起,下降链条20的第二端依次绕过下定链轮18和第二动链轮22后固定安装在塔架1的下端。
在使用过程中,当升降活塞杆从钻具升降油缸16内向下伸出的距离为a时,升降活塞杆将轮架向下推动的距离也为a,此时在第一动链轮21的作用下,提升链条19将滑移架上提的距离为2a,形成倍数运动,增强了滑移架上行效率;同理,当伸出钻具升降油缸16的升降活塞杆收回升降油缸中的距离为b时,升降活塞杆将轮架向上拉动的距离也为b,此时在第二动链轮22的作用下,下降链条20将滑移架下放的距离为2b,形成倍数运动,增强了滑移架下行效率;通过使用单活塞单出的钻具升降油缸16,使本发明具有更好的提升力;通过在轮架内安装第一动链轮21和第二动链轮22,使链轮组件本体在使用时更加稳定可靠;通过上定链轮17、下定链轮18、第一动链轮21和第二动链轮22,四个链轮就能满足滑移架的高效率的提升和下降,使本发明具有高效、稳定和结构简单的特点。
如附图1、2、3、4、5、6所示,动力传动系统包括发动机47和分动箱48,发动机47的输出轴与分动箱48的输入端连接;液压系统包括第一变量泵49、第二变量泵50、第三变量泵51、第一齿轮泵52和第二齿轮泵53,分动箱48的第一输出端分别与第一变量泵49、第一齿轮泵52和第二齿轮泵53连接,第一变量泵49上设有第一液压支路54,第一液压支路54上连接有上动力头3,第一齿轮泵52上设有第二液压支路55,第二液压支路55上连接有侧移油缸15和移动油缸32,第二齿轮泵53上设有第三液压支路56,第三液压支路56上连接有井架升降油缸9;分动箱48的第二输出端与第二变量泵50连接,第二变量泵50上设有第四液压支路57,第四液压支路57上连接有钻具升降油缸16;分动箱48的第三输出端与第三变量泵51连接,第三变量泵51上设有第五液压支路58,第五液压支路58上连接有下动力头5。
根据需求,第一变量泵49和第二变量泵50均为现有公知技术,其型号可为DANFOSS45E90;第三变量泵51可为现有公知技术,其型号可为DANFOSS100BL.LS;第一齿轮泵52和第二齿轮泵53为现有公知的双联齿轮泵,其型号可为CBT25:25;发动机47为现有公知的技术,其型号可为315马力康明斯发动机47;分动箱48为现有公知的技术,其型号可为意大利300kW分动箱48。在使用过程中,通过动力传动系统与液压系统配合,使本发明采用全液压结构,各个执行部件均由液压驱动,大大简化了相互间的传动机构,使得本发明结构更加紧凑,使用时操作更加方便以及使用更加稳定可靠。
如附图1、2、3、4、5、6所示,还包括卷扬机36、液压支腿37、第一夹持器38、第二夹持器39、第三夹持器40和泥浆泵59,塔架1上设有卷扬机36,卷扬机36接入第三液压支路56;底盘8下部设有四个液压支腿37,每个液压支腿37均接入第三液压支路56;塔架1下部由上至下依次设有第一夹持器38、第二夹持器39和第三夹持器40,第一夹持器38、第二夹持器39和第三夹持器40上均设有接入第二液压支路55的夹持器油缸34,第二夹持器39上设有接入第二液压支路55的卸扣油缸35;底盘8上设有泥浆泵59,泥浆泵59接入第四液压支路57,泥浆泵59的出水口与上动力头3内的钻杆接头41通过管线连通。
在使用过程中,通过设置卷扬机36,便于不断的起吊并安装套装在一起的内钻杆42和外套管45;通过设置第一夹持器38、第二夹持器39和第三夹持器40,便于不断的安装并拆卸套装在一起的内钻杆42和外套管45;通过设置液压支腿37,在底盘8与地面之间起到支撑作用;通过设置泥浆泵59,使得内钻头43在钻井过程中,向钻杆接头41、内钻杆42和内钻头43内注水,不仅能起到降温和润滑的作用,能够方便将井内沙、土和泥等钻井渣排出。
如附图1、2、3、4、5、6所示,轮架包括安装壳体23、连接筒24、上轮轴25、下轮轴26、左扶正装置和右扶正装置,安装壳体23内设有上下贯通的安装腔,安装壳体23上端内侧固定安装有上端位于其上方的连接筒24,连接筒24内侧与升降活塞杆下端外侧固定安装在一起;安装壳体23内侧上下间隔固定安装有上轮轴25和下轮轴26,上轮轴25和下轮轴26均呈左右方向布置,上轮轴25外侧套装有第一动链轮21,对应第一动链轮21下方位置的下轮轴26外侧套装有第二动链轮22;左扶正装置包括左扶正座27、左轮轴28、左轴承29和左滚轮套30,轮架左侧中央固定安装有左扶正座27,左扶正座27左侧中央与左轮轴28右端固定安装在一起,左轮轴28左端外侧设有左外环槽,左外环槽内设有左轴承29,左轴承29外侧套装有开口向右的左滚轮套30;右扶正装置包括右扶正座、右轮轴、右轴承和右滚轮套,轮架右侧中央固定安装有右扶正座,右扶正座右侧中央与右轮轴左端固定安装在一起,右轮轴右端外侧设有右外环槽,右外环槽内设有右轴承,右轴承外侧套装有开口向左的右滚轮套;对应左滚轮套30位置的塔架1左部内侧设有呈竖直方向布置的左扶正槽,左滚轮套30位于左扶正槽内,对应右滚轮套位置的塔架1右部内侧设有呈竖直方向布置的右扶正槽,右滚轮套位于右扶正槽内。
根据需求,第一动链轮21与上轮轴25之间可设有现有公知的轴承;第二动链轮22与下轮轴26之间可设有现有公知的轴承;另外,安装壳体23可为两个左右间隔分布的安装板13,两个安装板13之间形成安装腔,由此便于上轮轴25和下轮轴26转动。在使用过程中,通过这样的设置,便于轮架与升降活塞杆下端固定安装在一起,并且能够使轮架整体更加紧凑和可靠,第一动链轮21和第二动链轮22均能在轮架内转动;另外,通过设置左扶正装置和右扶正装置,能够防止钻具升降油缸16带动轮架在塔架1内上下移动时发生偏移。
如附图1、2、3、4、5、6所示,纵向滑架12包括安装侧板、左滑移板、右滑移板、左凸轨道33、左前导轮、左后导轮、右凸轨道、右前导轮和右后导轮,塔架1左部外侧设有呈竖直方向布置的左凸轨道33,安装侧板后侧左端固定安装有位于左凸轨道33左方的左滑移板,对应左凸轨道33前方位置的左滑移板右侧上下间隔分布有至少两个左前导轮,对应左凸轨道33后方位置的左滑移板右侧上下间隔分布有至少两个左后导轮,左前导轮和左后导轮的转轴均呈左右方向,左前导轮的后侧均与左凸轨道33前侧对应位置相接触,左后导轮的前侧均与左凸轨道33后侧对应位置相接触;对应左凸轨道33位置的塔架1右部外侧设有呈竖直方向布置的右凸轨道,安装侧板后侧右端固定安装有位于右凸轨道右方的右滑移板,对应右凸轨道前方位置的右滑移板左侧上下间隔分布有至少两个右前导轮,对应右凸轨道后方位置的右滑移板左侧上下间隔分布有至少两个右后导轮,右前导轮和右后导轮的转轴均呈左右方向,右前导轮的后侧均与右凸轨道前侧对应位置相接触,右后导轮的前侧均与右凸轨道后侧对应位置相接触。在使用过程中,通过这样的设置可减小纵向滑架12相对于塔架1上下移动时的摩擦力。
如附图1、2、3、4、5、6所示,浮动管7下端外侧与浮动套6上端内侧通过花键传动连接在一起。在使用过程,通过设置花键使浮动管7与浮动套6之间传递扭矩时更加稳定可靠。
如附图1、2、3、4、5、6所示,一种使用上述液压式直井套管钻机的灭火井钻井方法,包括步骤如下:
(1)当液压式直井套管钻机到达指定井位后,开始进行灭火井钻井作业;
(2)启动井架升降油缸9使塔架1竖起锁定,用水平尺找到垂直位置,使塔架1与地面垂直;
(3)启动移动油缸32调整内钻头43位置,使内钻头43下端位于套管钻头46下方,此时套装在一起的内钻杆42和外套管45为第一组;
(4)启动上动力头3使内钻头43顺时针旋转,启动下动力头5使套管钻头46逆时针旋转,开动泥浆泵59使液体喷出内钻头43,开始加压钻井;
(5)第一组套装在一起的内钻杆42和外套管45下部随内钻头43和套管钻头46进入地层后,用第三夹持器40卡住第一组外套管45上部,用第二夹持器39卡住套管接头44;
(6)启动卸扣油缸35卸扣后,启动下动力头5顺时针旋转完成第一组外套管45与套管接头44的拆卸;
(7)启动钻具升降油缸16上提纵向滑架12及套管接头44,使钻杆接头41露出,用第一夹持器38卡住钻杆接头41,用第二夹持器39卡住第一组内钻杆42;
(8)启动卸扣油缸35卸扣后,启动上动力头3逆时针旋转完成第一组内钻杆42与钻杆接头41的拆卸;
(9)启动钻具升降油缸16上提纵向滑架12、套管接头44和钻杆接头41,使套管接头44与第一组外套管45之间的距离大于外套管45的长度,启动侧移油缸15,使横向滑架14移动至第一组外套管45右部上方;
(10)将第二组内钻杆42和外套管45套装在一起,使第二组内钻杆42下部位于第二组外套管45下方;
(11)启动卷扬机36上提第二组套装在一起的内钻杆42和外套管45至第一组外套管45上方,使第一组内钻杆42上端丝扣与第二组内钻杆42下端丝扣对齐后,再使第一组外套管45上端丝扣与第二组外套管45下端丝扣对齐;
(12)启动侧移油缸15,使横向滑架14移动至第二组外套管45正上方,启动钻具升降油缸16下放纵向滑架12,使第二组内钻杆42上端丝扣与钻杆接头41下端丝扣对齐,使第二组外套管45上端丝扣与套管接头44下端丝扣对齐;
(13)启动上动力头3顺时针旋转,依次完成钻杆接头41与第二组内钻杆42之间安装,以及第二组内钻杆42与第一组内钻杆42之间的安装;
(14)启动下动力头5逆时针旋转,依次完成套管接头44与第二组外套管45之间安装,以及第二组外套管45与第一组外套管45之间的安装;
(15)上动力头3保持顺时针旋转,下动力头5保持逆时针旋转,并且启动钻具升降油缸16均速下放纵向滑架12,使第二组套装在一起的内钻杆42和外套管45下部随内钻头43和套管钻头46进入地层后;
(16)重复上述步骤(5)至(15),下放多组套装在一起的内钻杆42和外套管45,直至内钻头43和套管钻头46钻至目的层;
(17)内钻头43和套管钻头46钻至目的层后,用第三夹持器40卡住倒数第一组外套管45上部,用第二夹持器39卡住套管接头44;
(18)启动卸扣油缸35卸扣后,启动下动力头5顺时针旋转完成倒数第一组外套管45与套管接头44的拆卸;
(19)启动钻具升降油缸16上提纵向滑架12、套管接头44、钻杆接头41和倒数第一组内钻杆42,使倒数第二组内钻杆42上部露出,用第一夹持器38卡住倒数第一组内钻杆42下端,用第二夹持器39卡住倒数第二组内钻杆42上端;
(20)启动卸扣油缸35卸扣后,启动上动力头3逆时针旋转,先完成倒数第一组内钻杆42与倒数第二组内钻杆42的拆卸,随后完成钻杆接头41与倒数第一组内钻杆42的拆卸;
(21)停止上动力头3,手扶倒数第一组内钻杆42,使第一夹持器38不再卡紧倒数第一组内钻杆42,取下倒数第一组内钻杆42;
(22)启动钻具升降油缸16下放纵向滑架12,使倒数第二组内钻杆42上端丝扣与钻杆接头41下端丝扣对齐,启动上动力头3顺时针旋转,完成钻杆接头41与倒数第二组内钻杆42之间安装;
(23)启动钻具升降油缸16上提纵向滑架12、套管接头44、钻杆接头41和倒数第二组内钻杆42,使倒数第三组内钻杆42上部露出,用第一夹持器38卡住倒数第二组内钻杆42下端,用第二夹持器39卡住倒数第三组内钻杆42上端;
(24)重复上述步骤(17)至(23),直至第一组内钻杆42取出后,向井内下放花管;
(25)当花管下端经全部外套管45内腔下放至目的层后,用第三夹持器40卡住倒数第一组外套管45上部,用第二夹持器39卡住套管接头44;
(26)启动钻具升降油缸16下放纵向滑架12,使倒数第一组外套管45上端丝扣与套管接头44下端丝扣对齐,启动下动力头5逆时针旋转,完成套管接头44与倒数第一组外套管45之间安装;
(27)启动钻具升降油缸16上提纵向滑架12、套管接头44、钻杆接头41和倒数第一组外套管45,使倒数第二组外套管45上部露出,用第一夹持器38卡住倒数第一组外套管45下端,用第二夹持器39卡住倒数第二组外套管45上端;
(28)启动卸扣油缸35卸扣后,启动下动力头5顺时针旋转,先完成倒数第一组外套管45与倒数第二组外套管45的拆卸,随后完成套管接头44与倒数第一组外套管45的拆卸;
(29)停止上动力头3,手扶倒数第一组外套管45,使第一夹持器38不再卡紧倒数第一组外套管45,取下倒数第一组外套管45;
(30)重复上述步骤(25)至(29),直至第一组外套管45取出后,从井口向花管内注水即可实现井内灭火。
根据需求,可使内钻头43下端伸出套管钻头46下方60mm。在钻井过程中,套管钻头46和内钻头43形成切削旋向相反的工法状态,粉碎岩石保护井壁,内钻头43内喷出的液体不仅具有冷却和润滑的作用,还能够将井内钻屑从内钻杆42和外套管45之间的环空腔携带到除渣筒60内并从排渣管61排出。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例,其具有较强的适应性和最佳实施效果,可根据实际需要增减非必要的技术特征,来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种液压式直井套管钻机,其特征在于包括双动力头井架、底盘、井架升降油缸、动力传动系统和液压系统,底盘上设有双动力头井架、动力传动系统和液压系统,动力传动系统的输出端与液压系统的输入端连接,双动力头井架和井架升降油缸分别与液压系统的输出端连接;双动力头井架包括塔架、滑移架、上液压马达、上动力头、下液压马达、下动力头、浮动套、浮动管、钻杆接头、内钻杆、内钻头、套管接头、外套管、套管钻头和除渣器,塔架的下端铰接在底盘上,底盘上铰接有井架升降油缸,井架升降油缸内设有能向上方伸出的井架活塞杆,井架活塞杆的上端与塔架后侧对应位置铰接在一起,塔架上设有能沿塔架滑动的滑移架,滑移架上设有上液压马达、上动力头、下液压马达和下动力头,上液压马达的输出轴与上动力头的输入端连接,上动力头上安装有钻杆接头,钻杆接头下端与内钻杆上端固定安装在一起,内钻杆下端与内钻头上端固定安装在一起;下液压马达的输出轴与下动力头的输入端连接,下动力头内安装有套装在钻杆接头外侧的浮动管,浮动管下部外侧设有浮动套,浮动管下端外侧设有限位外环台,对应限位外环台上方位置的浮动套上端内侧设有限位内环台,浮动管下端外侧与浮动套上端内侧通过键传动连接在一起,浮动套下端与套装在钻杆接头外侧的套管接头上端固定安装在一起,套管接头下端与套装在内钻杆外侧的外套管上端固定安装在一起,外套管下端与套装在内钻头外侧的套管钻头上端固定安装在一起,内钻头下端位于套管钻头下方;除渣器包括除渣筒和排渣管,套管接头上部外侧沿圆周分布有至少一个内外贯通的内排渣孔,对应内排渣孔位置的套管接头外侧套装有除渣筒,除渣筒上端内侧固定安装上密封环台,上密封环台内侧与套管接头外侧对应位置固定安装在一起,除渣筒下端内侧固定安装下密封环台,下密封环台内侧与套管接头外侧对应位置固定安装在一起;除渣筒中部外侧沿圆周分布有至少一个内外贯通的外排渣孔,对应每个外排渣孔位置的除渣筒外侧均固定安装有排渣管。
2.根据权利要求1所述的液压式直井套管钻机,其特征在于滑移架包括纵向滑架、安装板、横向滑架、滑轨、高度调节架、侧移油缸和移动油缸,塔架上设有能沿塔架上下滑动的纵向滑架,纵向滑架前侧设有安装板,安装板前侧设有呈水平方向的滑轨,滑轨右端位于安装板右方,安装板前侧设有能沿滑轨左右移动的横向滑架,侧移油缸的左端与安装板左部固定安装在一起,侧移油缸内设有能向右方伸出的侧移活塞杆,侧移活塞杆的右端与横向滑架右部固定安装在一起;横向滑架前侧上部设有能够沿横向滑架前侧上下移动的高度调节架,横向滑架前侧左右间隔设有两个移动油缸,移动油缸下端分别与横向滑架前侧对应位置安装在一起,移动油缸内设有能向上伸出的移动活塞杆,移动活塞杆上端分别与高度调节架对应位置安装在一起;高度调节架前侧固定安装有上动力头,横向滑架前侧下部固定安装有下动力头。
3.根据权利要求2所述的液压式直井套管钻机,其特征在于双动力头井架还包括升降机构,升降机构包括钻具升降油缸、上定链轮、下定链轮、提升链条、下降链条和链轮组件,链轮组件包括第一动链轮、第二动链轮和轮架,塔架中部设有滑移腔,对应纵向滑架与塔架之间位置的塔架前侧固定安装有钻具升降油缸,钻具升降油缸内设有能向下方伸出的升降活塞杆,升降活塞杆下端固定安装有轮架,轮架上部设有第一动链轮,轮架下部设有第二动链轮,塔架上端设有上定链轮,塔架下部固定安装有下定链轮,提升链条的第一端与纵向滑架上端固定安装在一起,提升链条的第二端依次绕过上定链轮和第一动链轮后固定安装在钻具升降油缸下部,下降链条的第一端与纵向滑架下端固定安装在一起,下降链条的第二端依次绕过下定链轮和第二动链轮后固定安装在塔架的下端。
4.根据权利要求3所述的液压式直井套管钻机,其特征在于动力传动系统包括发动机和分动箱,发动机的输出轴与分动箱的输入端连接;液压系统包括第一变量泵、第二变量泵、第三变量泵、第一齿轮泵和第二齿轮泵,分动箱的第一输出端分别与第一变量泵、第一齿轮泵和第二齿轮泵连接,第一变量泵上设有第一液压支路,第一液压支路上连接有上动力头,第一齿轮泵上设有第二液压支路,第二液压支路上连接有侧移油缸和移动油缸,第二齿轮泵上设有第三液压支路,第三液压支路上连接有井架升降油缸;分动箱的第二输出端与第二变量泵连接,第二变量泵上设有第四液压支路,第四液压支路上连接有钻具升降油缸;分动箱的第三输出端与第三变量泵连接,第三变量泵上设有第五液压支路,第五液压支路上连接有下动力头。
5.根据权利要求4所述的液压式直井套管钻机,其特征在于还包括卷扬机、液压支腿、第一夹持器、第二夹持器、第三夹持器和泥浆泵,塔架上设有卷扬机,卷扬机接入第三液压支路;底盘下部设有四个液压支腿,每个液压支腿均接入第三液压支路;塔架下部由上至下依次设有第一夹持器、第二夹持器和第三夹持器,第一夹持器、第二夹持器和第三夹持器上均设有接入第二液压支路的夹持器油缸,第二夹持器上设有接入第二液压支路的卸扣油缸;底盘上设有泥浆泵,泥浆泵接入第四液压支路,泥浆泵的出水口与上动力头内的钻杆接头通过管线连通。
6.根据权利要求3或4或5所述的液压式直井套管钻机,其特征在于轮架包括安装壳体、连接筒、上轮轴、下轮轴、左扶正装置和右扶正装置,安装壳体内设有上下贯通的安装腔,安装壳体上端内侧固定安装有上端位于其上方的连接筒,连接筒内侧与升降活塞杆下端外侧固定安装在一起;安装壳体内侧上下间隔固定安装有上轮轴和下轮轴,上轮轴和下轮轴均呈左右方向布置,上轮轴外侧套装有第一动链轮,对应第一动链轮下方位置的下轮轴外侧套装有第二动链轮;左扶正装置包括左扶正座、左轮轴、左轴承和左滚轮套,轮架左侧中央固定安装有左扶正座,左扶正座左侧中央与左轮轴右端固定安装在一起,左轮轴左端外侧设有左外环槽,左外环槽内设有左轴承,左轴承外侧套装有开口向右的左滚轮套;右扶正装置包括右扶正座、右轮轴、右轴承和右滚轮套,轮架右侧中央固定安装有右扶正座,右扶正座右侧中央与右轮轴左端固定安装在一起,右轮轴右端外侧设有右外环槽,右外环槽内设有右轴承,右轴承外侧套装有开口向左的右滚轮套;对应左滚轮套位置的塔架左部内侧设有呈竖直方向布置的左扶正槽,左滚轮套位于左扶正槽内,对应右滚轮套位置的塔架右部内侧设有呈竖直方向布置的右扶正槽,右滚轮套位于右扶正槽内。
7.根据权利要求2或3或4或5所述的液压式直井套管钻机,其特征在于纵向滑架包括安装侧板、左滑移板、右滑移板、左凸轨道、左前导轮、左后导轮、右凸轨道、右前导轮和右后导轮,塔架左部外侧设有呈竖直方向布置的左凸轨道,安装侧板后侧左端固定安装有位于左凸轨道左方的左滑移板,对应左凸轨道前方位置的左滑移板右侧上下间隔分布有至少两个左前导轮,对应左凸轨道后方位置的左滑移板右侧上下间隔分布有至少两个左后导轮,左前导轮和左后导轮的转轴均呈左右方向,左前导轮的后侧均与左凸轨道前侧对应位置相接触,左后导轮的前侧均与左凸轨道后侧对应位置相接触;对应左凸轨道位置的塔架右部外侧设有呈竖直方向布置的右凸轨道,安装侧板后侧右端固定安装有位于右凸轨道右方的右滑移板,对应右凸轨道前方位置的右滑移板左侧上下间隔分布有至少两个右前导轮,对应右凸轨道后方位置的右滑移板左侧上下间隔分布有至少两个右后导轮,右前导轮和右后导轮的转轴均呈左右方向,右前导轮的后侧均与右凸轨道前侧对应位置相接触,右后导轮的前侧均与右凸轨道后侧对应位置相接触。
8.根据权利要求6所述的液压式直井套管钻机,其特征在于纵向滑架包括安装侧板、左滑移板、右滑移板、左凸轨道、左前导轮、左后导轮、右凸轨道、右前导轮和右后导轮,塔架左部外侧设有呈竖直方向布置的左凸轨道,安装侧板后侧左端固定安装有位于左凸轨道左方的左滑移板,对应左凸轨道前方位置的左滑移板右侧上下间隔分布有至少两个左前导轮,对应左凸轨道后方位置的左滑移板右侧上下间隔分布有至少两个左后导轮,左前导轮和左后导轮的转轴均呈左右方向,左前导轮的后侧均与左凸轨道前侧对应位置相接触,左后导轮的前侧均与左凸轨道后侧对应位置相接触;对应左凸轨道位置的塔架右部外侧设有呈竖直方向布置的右凸轨道,安装侧板后侧右端固定安装有位于右凸轨道右方的右滑移板,对应右凸轨道前方位置的右滑移板左侧上下间隔分布有至少两个右前导轮,对应右凸轨道后方位置的右滑移板左侧上下间隔分布有至少两个右后导轮,右前导轮和右后导轮的转轴均呈左右方向,右前导轮的后侧均与右凸轨道前侧对应位置相接触,右后导轮的前侧均与右凸轨道后侧对应位置相接触。
9.根据权利要求1或2或3或4或5或8所述的液压式直井套管钻机,其特征在于浮动管下端外侧与浮动套上端内侧通过花键传动连接在一起。
10.一种使用如权利要求5至9中任意一项所述的液压式直井套管钻机的灭火井钻井方法,其特征在于包括步骤如下:
(1)当液压式直井套管钻机到达指定井位后,开始进行灭火井钻井作业;
(2)启动井架升降油缸使塔架竖起锁定,用水平尺找到垂直位置,使塔架与地面垂直;
(3)启动移动油缸调整内钻头位置,使内钻头下端位于套管钻头下方,此时套装在一起的内钻杆和外套管为第一组;
(4)启动上动力头使内钻头顺时针旋转,启动下动力头使套管钻头逆时针旋转,开动泥浆泵使液体喷出内钻头,开始加压钻井;
(5)第一组套装在一起的内钻杆和外套管下部随内钻头和套管钻头进入地层后,用第三夹持器卡住第一组外套管上部,用第二夹持器卡住套管接头;
(6)启动卸扣油缸卸扣后,启动下动力头顺时针旋转完成第一组外套管与套管接头的拆卸;
(7)启动钻具升降油缸上提纵向滑架及套管接头,使钻杆接头露出,用第一夹持器卡住钻杆接头,用第二夹持器卡住第一组内钻杆;
(8)启动卸扣油缸卸扣后,启动上动力头逆时针旋转完成第一组内钻杆与钻杆接头的拆卸;
(9)启动钻具升降油缸上提纵向滑架、套管接头和钻杆接头,使套管接头与第一组外套管之间的距离大于外套管的长度,启动侧移油缸,使横向滑架移动至第一组外套管右部上方;
(10)将第二组内钻杆和外套管套装在一起,使第二组内钻杆下部位于第二组外套管下方;
(11)启动卷扬机上提第二组套装在一起的内钻杆和外套管至第一组外套管上方,使第一组内钻杆上端丝扣与第二组内钻杆下端丝扣对齐后,再使第一组外套管上端丝扣与第二组外套管下端丝扣对齐;
(12)启动侧移油缸,使横向滑架移动至第二组外套管正上方,启动钻具升降油缸下放纵向滑架,使第二组内钻杆上端丝扣与钻杆接头下端丝扣对齐,使第二组外套管上端丝扣与套管接头下端丝扣对齐;
(13)启动上动力头顺时针旋转,依次完成钻杆接头与第二组内钻杆之间安装,以及第二组内钻杆与第一组内钻杆之间的安装;
(14)启动下动力头逆时针旋转,依次完成套管接头与第二组外套管之间安装,以及第二组外套管与第一组外套管之间的安装;
(15)上动力头保持顺时针旋转,下动力头保持逆时针旋转,并且启动钻具升降油缸均速下放纵向滑架,使第二组套装在一起的内钻杆和外套管下部随内钻头和套管钻头进入地层后;
(16)重复上述步骤(5)至(15),下放多组套装在一起的内钻杆和外套管,直至内钻头和套管钻头钻至目的层;
(17)内钻头和套管钻头钻至目的层后,用第三夹持器卡住倒数第一组外套管上部,用第二夹持器卡住套管接头;
(18)启动卸扣油缸卸扣后,启动下动力头顺时针旋转完成倒数第一组外套管与套管接头的拆卸;
(19)启动钻具升降油缸上提纵向滑架、套管接头、钻杆接头和倒数第一组内钻杆,使倒数第二组内钻杆上部露出,用第一夹持器卡住倒数第一组内钻杆下端,用第二夹持器卡住倒数第二组内钻杆上端;
(20)启动卸扣油缸卸扣后,启动上动力头逆时针旋转,先完成倒数第一组内钻杆与倒数第二组内钻杆的拆卸,随后完成钻杆接头与倒数第一组内钻杆的拆卸;
(21)停止上动力头,手扶倒数第一组内钻杆,使第一夹持器不再卡紧倒数第一组内钻杆,取下倒数第一组内钻杆;
(22)启动钻具升降油缸下放纵向滑架,使倒数第二组内钻杆上端丝扣与钻杆接头下端丝扣对齐,启动上动力头顺时针旋转,完成钻杆接头与倒数第二组内钻杆之间安装;
(23)启动钻具升降油缸上提纵向滑架、套管接头、钻杆接头和倒数第二组内钻杆,使倒数第三组内钻杆上部露出,用第一夹持器卡住倒数第二组内钻杆下端,用第二夹持器卡住倒数第三组内钻杆上端;
(24)重复上述步骤(17)至(23),直至第一组内钻杆取出后,向井内下放花管;
(25)当花管下端经全部外套管内腔下放至目的层后,用第三夹持器卡住倒数第一组外套管上部,用第二夹持器卡住套管接头;
(26)启动钻具升降油缸下放纵向滑架,使倒数第一组外套管上端丝扣与套管接头下端丝扣对齐,启动下动力头逆时针旋转,完成套管接头与倒数第一组外套管之间安装;
(27)启动钻具升降油缸上提纵向滑架、套管接头、钻杆接头和倒数第一组外套管,使倒数第二组外套管上部露出,用第一夹持器卡住倒数第一组外套管下端,用第二夹持器卡住倒数第二组外套管上端;
(28)启动卸扣油缸卸扣后,启动下动力头顺时针旋转,先完成倒数第一组外套管与倒数第二组外套管的拆卸,随后完成套管接头与倒数第一组外套管的拆卸;
(29)停止上动力头,手扶倒数第一组外套管,使第一夹持器不再卡紧倒数第一组外套管,取下倒数第一组外套管;
(30)重复上述步骤(25)至(29),直至第一组外套管取出后,从井口向花管内注水即可实现井内灭火。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2667135Y (zh) * 2003-09-27 2004-12-29 北京中昊项目管理服务有限公司 轻型车载转盘式潜孔锤水井钻机
CN202360025U (zh) * 2011-12-15 2012-08-01 王振庄 全液压式煤层气车装钻机
CN203742448U (zh) * 2014-03-28 2014-07-30 乌鲁木齐菲林震源物探钻井有限公司 全液压山地勘探履带钻机
CN105927162A (zh) * 2016-06-06 2016-09-07 乌鲁木齐菲林震源物探钻井有限公司 双动力头井架及全液压双动力头套管钻机
CN205677541U (zh) * 2016-06-06 2016-11-09 乌鲁木齐菲林震源物探钻井有限公司 双动力头井架及全液压双动力头套管钻机

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2667135Y (zh) * 2003-09-27 2004-12-29 北京中昊项目管理服务有限公司 轻型车载转盘式潜孔锤水井钻机
CN202360025U (zh) * 2011-12-15 2012-08-01 王振庄 全液压式煤层气车装钻机
CN203742448U (zh) * 2014-03-28 2014-07-30 乌鲁木齐菲林震源物探钻井有限公司 全液压山地勘探履带钻机
CN105927162A (zh) * 2016-06-06 2016-09-07 乌鲁木齐菲林震源物探钻井有限公司 双动力头井架及全液压双动力头套管钻机
CN205677541U (zh) * 2016-06-06 2016-11-09 乌鲁木齐菲林震源物探钻井有限公司 双动力头井架及全液压双动力头套管钻机

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