CN112227936A - 一种基于多阶段给进式钻孔机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多阶段给进式钻孔机构，涉及油田钻井技术领域。本发明包括固定端架；固定端架底端通过螺栓依次固定连接有若干连接钻架；位于固定端架最底部一连接钻架底端通过螺栓固定连接有旋转钻头；位于固定端架最顶部一连接钻架顶部周侧面套设有安装架。本发明在安装时，安装架可对连接钻架逐个进行固定，使得固定端架和多个连接钻架相互连接，提高整体的安装效率，且第一旋转轴和第二旋转轴在端筒和导筒的防护下，避免与钻井内壁相互摩擦，增加了设备整体的使用寿命，同时，第一旋转轴在转动时带动第一螺旋输送辊和第二螺旋输送辊对泥沙和岩石进行导送，无需采用额外的设备对其进行排出，降低了钻孔施工的使用成本。

Description

一种基于多阶段给进式钻孔机构

技术领域

本发明属于油田钻井技术领域，特别是涉及一种基于多阶段给进式钻孔机构。

背景技术

钻井是利用机械设备，将地层钻成具有一定深度的园柱形孔眼的工程。在地质工作中，利用钻探设备向地下钻成的直径较小、深度较大的柱状圆孔。又称钻孔。钻井直径和深度大小，取决于钻井用途及矿产埋藏深度等。

钻井按钻孔方式和所用工具类型，又可分为顿钻和旋转钻，顿钻，又称冲击钻。用钢丝绳把顿钻钻头送到井底，由动力驱动游梁机构，使游梁一端上下运动，并带动钢丝绳和钻头产生上下冲击作用，使岩石破碎。顿钻钻速慢，效率低，不能适应井深日益增加和复杂地层的钻探要求，旋转钻是利用钻头旋转时产生的切削或研磨作用破碎岩石。是当前最通用的钻井方法。比顿钻钻速快，并易于处理井塌、井喷等复杂情况，但钻杆安装时，需要整个对其进行安装，再进行钻孔使用，安装不便，且在使用时，位于钻井内，经常与钻井壁相互贴合，使得钻杆磨损严重，使用寿命较低，对于破碎后产生的泥土和岩石，需要采用额外的设备对其进行导出清理，使用成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多阶段给进式钻孔机构，通过固定端架、连接钻架、旋转钻头、安装架和密封端头的配合使用，解决了现有的钻井钻孔设备安装不便、寿命低、使用成本高的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种基于多阶段给进式钻孔机构，包括固定端架；所述固定端架底端通过螺栓依次固定连接有若干连接钻架；其中，位于固定端架最底部一连接钻架底端通过螺栓固定连接有旋转钻头；位于固定端架最顶部一连接钻架顶部周侧面套设有安装架；所述固定端架包括端筒；所述端筒内部中心位置设有第一连接筒；所述端筒内部且位于第一连接筒周侧面环形阵列均设有第二连接筒；所述端筒两端之间且位于第一连接筒和第二连接筒内部分别通过滚珠轴承转动连接有第一旋转轴和第一螺旋输送辊，第一旋转轴位于第一连接筒内，第二连接筒位于第二连接筒内；所述第一旋转轴靠近端筒顶部一端设有主动齿轮；所述第一螺旋输送辊靠近端筒顶部一端设有与主动齿轮相配合的从动齿轮；所述连接钻架包括导筒；所述导筒内部中心位置设有第三连接筒；所述导筒内部且位于第三连接筒周侧面环形阵列均设有第四连接筒；所述导筒两端之间且位于第三连接筒和第二连接筒内部分别通过滚珠轴承转动连接有与第一旋转轴相互卡接的第二旋转轴和与第一螺旋输送辊相卡接的第二螺旋输送辊。

进一步地，所述旋转钻头顶端与第二旋转轴相互卡接；所述旋转钻头顶部与导筒底端之间通过滚珠轴承转动连接有密封端头；所述密封端头周侧面通过螺栓与导筒固定连接。

进一步地，所述端筒顶端设有连接座；所述连接座表面开有安装孔；所述安装座内底部固定有伺服电机；所述伺服电机转轴端与第一旋转轴固定连接；所述端筒周侧面环形阵列均设有与第二连接筒相互连通的出泥口。

进一步地，所述导筒顶端周侧面环形阵列均开有插销孔；所述导筒底端周侧面环形阵列均开有与第四连接筒相互连通的进泥槽。

进一步地，所述安装架包括环形座；所述环形座周侧面环形阵列均设有与插销孔相配合的弹簧插销；所述环形座周侧面且位于相邻两弹簧插销之间均设有支撑杆。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过固定端架、连接钻架、旋转钻头、安装架和密封端头的配合使用，安装时，安装架可对连接钻架逐个进行固定，使得固定端架和多个连接钻架相互连接，提高整体的安装效率，且第一旋转轴和第二旋转轴在端筒和导筒的防护下，避免与钻井内壁相互摩擦，增加了设备整体的使用寿命，同时，第一旋转轴在转动时带动第一螺旋输送辊和第二螺旋输送辊对钻孔产生的泥沙和岩石进行导送，无需采用额外的设备对其进行排出，降低了钻孔施工的使用成本，满足了钻井钻孔的需求。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种基于多阶段给进式钻孔机构的结构示意图；

图2为图1中A处放大图；

图3为一种基于多阶段给进式钻孔机构的剖视结构示意图；

图4为图3中B处放大图；

图5为图3中C处放大图；

图6为连接钻架的结构示意图；

图7为旋转钻头和密封端头的结构示意图；

图8为安装架的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-固定端架，2-连接钻架，3-旋转钻头，4-安装架，5-密封端头，6-伺服电机，101-端筒，102-第一连接筒，103-第二连接筒，104-第一旋转轴，105-第一螺旋输送辊，106-主动齿轮，107-从动齿轮，108-连接座，109-安装孔，1010-出泥口，201-导筒，202-第三连接筒，203-第四连接筒，204-第二旋转轴，205-第二螺旋输送辊，206-插销孔，207-进泥槽，401-环形座，402-弹簧插销，403-支撑杆。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8所示，本发明为一种基于多阶段给进式钻孔机构，包括固定端架1；固定端架1底端通过螺栓依次固定连接有若干连接钻架2；其中，位于固定端架1最底部一连接钻架2底端通过螺栓固定连接有旋转钻头3；位于固定端架1最顶部一连接钻架2顶部周侧面套设有安装架4；

固定端架1包括端筒101；端筒101内部中心位置设有第一连接筒102；端筒101内部且位于第一连接筒102周侧面环形阵列均设有第二连接筒103；端筒101两端之间且位于第一连接筒101和第二连接筒102内部分别通过滚珠轴承转动连接有第一旋转轴104和第一螺旋输送辊105；第一旋转轴104靠近端筒101顶部一端设有主动齿轮106；第一螺旋输送辊105靠近端筒101顶部一端设有与主动齿轮106相配合的从动齿轮107；

连接钻架2包括导筒201；导筒201内部中心位置设有第三连接筒202；导筒201内部且位于第三连接筒202周侧面环形阵列均设有第四连接筒203；导筒201两端之间且位于第三连接筒201和第二连接筒102内部分别通过滚珠轴承转动连接有与第一旋转轴104相互卡接的第二旋转轴204和与第一螺旋输送辊105相卡接的第二螺旋输送辊205。

其中，旋转钻头3顶端与第二旋转轴204相互卡接；旋转钻头3顶部与导筒201底端之间通过滚珠轴承转动连接有密封端头5；密封端头5周侧面通过螺栓与导筒201固定连接。

其中，端筒101顶端设有连接座108；连接座108表面开有安装孔109；安装座108内底部固定有伺服电机6；伺服电机6转轴端与第一旋转轴104固定连接；端筒101周侧面环形阵列均设有与第二连接筒103相互连通的出泥口1010。

其中，导筒201顶端周侧面环形阵列均开有插销孔206；导筒201底端周侧面环形阵列均开有与第四连接筒203相互连通的进泥槽207。

其中，安装架4包括环形座401；环形座401周侧面环形阵列均设有与插销孔206相配合的弹簧插销402；环形座401周侧面且位于相邻两弹簧插销402之间均设有支撑杆403。

本实施例的一个具体应用为：使用时，固定端架1通过连接座108与钻井机端部固定连接，将其中一连接钻架2通过螺栓与固定端架1底端固定连接，使得第一旋转轴104和第一螺旋输送辊105分别与第二连接轴204和第二螺旋输送辊205相互卡接，密封端头5通过螺栓与连接钻架2底端固定连接，使得第二旋转轴204与旋转钻头3相互卡接，当需要增长整体结构是，将连接钻架2与安装架4通过弹簧插销402相互卡接，并将固定端架1与连接钻架2之间的螺栓拆卸，使得固定端架1与连接钻夹2相互分离，将另一连接钻架2通过螺栓与位于安装架4内卡接的连接钻架2固定连接，在将固定端头1与位于安装架4顶部的其中一连接钻架2通过螺栓固定安装，工作时，伺服电机6转动，并通过第一旋转轴104和第二旋转轴204带动旋转钻头3进行钻孔工作，且第一旋转轴104在转动时，在主动齿轮106的作用下带动从动齿轮107转动，使得第一螺旋输送辊105带动第二螺旋输送辊205转动，位于钻井内钻孔产生的泥沙和岩石经导筒201底端周侧面的进泥槽207挤压进入第四连接筒203内，在第二旋转输送辊205的作用下向上传输并进入第二连接筒103内，在第一螺旋输送辊105的作用下，使得泥沙和岩石从出泥口1010排出，提高整体的安装效率，在端筒和导筒的防护下，避免与钻井内壁相互摩擦，增加了设备整体的使用寿命，无需采用额外的设备对其进行排出，降低了钻孔施工的使用成本，满足了钻井钻孔的需求。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种基于多阶段给进式钻孔机构，其特征在于：包括

固定端架(1)；所述固定端架(1)底端通过螺栓依次固定连接有若干连接钻架(2)；

其中，位于固定端架(1)最底部一连接钻架(2)底端通过螺栓固定连接有旋转钻头(3)；

位于固定端架(1)最顶部一连接钻架(2)顶部周侧面套设有安装架(4)；

所述固定端架(1)包括端筒(101)；所述端筒(101)内部中心位置设有第一连接筒(102)；所述端筒(101)内部且位于第一连接筒(102)周侧面环形阵列均设有第二连接筒(103)；所述端筒(101)两端之间且位于第一连接筒(101)和第二连接筒(102)内部分别通过滚珠轴承转动连接有第一旋转轴(104)和第一螺旋输送辊(105)，第一旋转轴(104)位于第一连接筒(101)内，第二连接筒(102)位于第二连接筒(102)内；

所述第一旋转轴(104)靠近端筒(101)顶部一端设有主动齿轮(106)；所述第一螺旋输送辊(105)靠近端筒(101)顶部一端设有与主动齿轮(106)相配合的从动齿轮(107)；

所述连接钻架(2)包括导筒(201)；所述导筒(201)内部中心位置设有第三连接筒(202)；所述导筒(201)内部且位于第三连接筒(202)周侧面环形阵列均设有第四连接筒(203)；

所述导筒(201)两端之间且位于第三连接筒(201)和第二连接筒(102)内部分别通过滚珠轴承转动连接有与第一旋转轴(104)相互卡接的第二旋转轴(204)和与第一螺旋输送辊(105)相卡接的第二螺旋输送辊(205)。

2.根据权利要求1所述的一种基于多阶段给进式钻孔机构，其特征在于，所述旋转钻头(3)顶端与第二旋转轴(204)相互卡接。

3.根据权利要求2所述的一种基于多阶段给进式钻孔机构，其特征在于，所述旋转钻头(3)顶部与导筒(201)底端之间通过滚珠轴承转动连接有密封端头(5)；所述密封端头(5)周侧面通过螺栓与导筒(201)固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于多阶段给进式钻孔机构，其特征在于，所述端筒(101)顶端设有连接座(108)；所述安装座(108)内底部固定有伺服电机(6)；所述伺服电机(6)转轴端与第一旋转轴(104)固定连接。

5.根据权利要求1或4所述的一种基于多阶段给进式钻孔机构，其特征在于，所述端筒(101)周侧面环形阵列均设有与第二连接筒(103)相互连通的出泥口(1010)。

6.根据权利要求4所述的一种基于多阶段给进式钻孔机构，其特征在于，所述连接座(108)表面开有安装孔(109)。

7.根据权利要求1所述的一种基于多阶段给进式钻孔机构，其特征在于，所述导筒(201)顶端周侧面环形阵列均开有插销孔(206)；所述导筒(201)底端周侧面环形阵列均开有与第四连接筒(203)相互连通的进泥槽(207)。

8.根据权利要求7所述的一种基于多阶段给进式钻孔机构，其特征在于，所述安装架(4)包括环形座(401)；所述环形座(401)周侧面环形阵列均设有与插销孔(206)相配合的弹簧插销(402)。

9.根据权利要求8所述的一种基于多阶段给进式钻孔机构，其特征在于，所述环形座(401)周侧面且位于相邻两弹簧插销(402)之间均设有支撑杆(403)。

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