CN112227940A - 一种油气井井口带压钻孔装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种油气井井口带压钻孔装置，所述装置包括液压马达、减速器、丝杆组、导向轴、滑动件、安装支架、连接件、钻杆以及旋转马达，液压马达、减速器、丝杆组、安装支架以及连接件相互串联设置；丝杆组包括多根沿减速器周向均匀分布设置的丝杆，丝杆的两端通过螺母分别与减速器的另一端以及安装支架连接；导向轴与丝杆平行设置；丝杆组与滑动件能够实现螺旋传动以使丝杆旋转带动所述滑动件沿钻进方向滑动；安装支架与减速器相对设置，安装支架的中部开设有中心孔；连接件的一端设置在安装中心孔内，另一端与被钻孔设备连接，钻杆依次贯穿设置于所述连接件和滑动件中。本发明的钻孔装置采用螺杆传动机构，进给平稳。
Description
技术领域
本发明属于油气开采技术领域，更具体地讲，涉及一种油气井井口带压钻孔装置。
背景技术
在油气田油气开采过程中，经常发生井口阀门无法开启，以及表层套管循环通道堵塞。带压钻孔技术是对有压力的油、气、水井井口装置闸阀或管柱实施钻孔，建立泄压或循环通道的作业。其中，带压钻孔机是带压钻孔的动力设备。目前，常用的带压钻孔设备有手动钻孔机及液压钻孔机。通常情况下，手动钻孔机行程短、开孔直径小，适用管柱钻孔及小孔径开孔泄压。液动钻孔机又可分为液压加压和螺纹加压。随着油气资源需求越来越大，油气资源勘探开发向着深、超深井等方向发展。隐患井治理等处理的技术难度也将越来越大。工作压力35MPa带压钻孔装置已难以满足部分井的工作需要。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种能够对压力等级大于70MPa的井口带压装置进行钻孔的钻孔装置。
为了实现上述目的，本发明的提供了一种油气井井口带压钻孔装置，所述装置可以包括液压马达、减速器、丝杆组、导向轴、滑动件、安装支架、连接件、钻杆以及旋转马达，其中，所述液压马达设置在所述减速器的一端，与所述减速器传动连接；所述丝杆组包括多根沿减速器周向均匀分布设置的丝杆，所述丝杆的两端通过螺母分别与减速器的另一端以及安装支架连接，所述液压马达能够通过所述减速器带动所述丝杆组旋转；所述导向轴与所述丝杆平行设置，所述导向轴的两端通过螺母分别与减速器的另一端以及安装支架连接；所述滑动件设置在所述丝杆组的一端，所述丝杆组与所述滑动件能够实现螺旋传动以使丝杆旋转带动所述滑动件沿钻进方向滑动；所述安装支架与所述减速器相对设置，所述安装支架的中部开设有中心孔；所述连接件的一端设置在所述安装支架的中心孔内，与所述安装支架连接，所述连接件的另一端与被钻孔设备连接。所述钻杆依次贯穿设置于所述连接件和滑动件中，所述钻杆贯穿所述滑动件的一端与所述旋转马达连接；所述旋转马达用于驱动钻杆旋转以实现钻孔旋转切削。
在本发明的油气井井口带压钻孔装置的一个示例性实施例中，所述装置还可以包括丝杆支架，所述丝杆支架设置在所述减速器的另一端用于支撑丝杆。
在本发明的油气井井口带压钻孔装置的一个示例性实施例中，所述钻杆与所述连接件之间设置有密封件，所述密封件为V型夹布橡胶。
在本发明的油气井井口带压钻孔装置的一个示例性实施例中，所述丝杆组包括第一丝杆和第二丝杆，所述第一丝杆和第二丝杆相对设置在所述减速器与所述安装支架之间。
在本发明的油气井井口带压钻孔装置的一个示例性实施例中，所述安装支架中部开设的中心孔中设置有螺母，所述连接件与所述安装支架螺纹连接。
在本发明的油气井井口带压钻孔装置的一个示例性实施例中，所述安装支架中部开设的中心孔设置为螺纹孔，所述连接件与所述安装支架螺纹连接。
在本发明的油气井井口带压钻孔装置的一个示例性实施例中，所述连接件为连接法兰。
在本发明的油气井井口带压钻孔装置的一个示例性实施例中，所述油气井井口带压压力值不小于70MPa。
在本发明的油气井井口带压钻孔装置的一个示例性实施例中，所述减速器为摆线针减速器。
与现有技术相比，本发明的有益效果可以包括以下内容中的至少一项：
(1)本发明的钻孔装置能够实现70MPa以上的带压钻孔动密封；
(2)本发明的钻孔装置采用螺杆传动机构，进给平稳；
(3)本发明的钻孔装置前端设置有连接法兰，可以根据实际连接法兰的尺寸要求进行灵活更换。
附图说明
通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1示出了本发明一个示例性实施例的油气井井口带压钻孔装置结构示意图；
图2示出了本发明一个示例性实施例的油气井井口带压钻孔装置前端结构示意图。
附图标记说明：
1-液压马达，2-减速器，3-丝杆，4-导向轴，5-滑动件，6-安装支架，7-连接件，8-钻杆，9-旋转马达，10-丝杆支架，11-密封件，12-螺母。
具体实施方式
在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述根据本发明的油气井井口带压钻孔装置。
图1示出了本发明一个示例性实施例的油气井井口带压钻孔装置结构示意图；图2示出了本发明一个示例性实施例的油气井井口带压钻孔装置前端结构示意图。
本发明提供了一种油气井井口带压钻孔装置。在本发明的油气井井口带压钻孔装置的一个示例性实施例中，如图1所示，所示装置可以包括液压马达1、减速器2、丝杆组、导向轴4、滑动件5、安装支架6、连接件7、钻杆8以及旋转马达9。
所示液压马达1、减速器2、丝杆组(或导向轴4)、安装支架6以及连接件7相互串联设置。所示液压马达1设置在减速器2的一端。所示液压马达1与所示减速器2传动连接。
所述丝杆组可以包括多根丝杆3。所述丝杆3的一端与所述减速器连接，另一端与所述安装支架6连接。所述液压马达1可以通过所述减速器2带动所述丝杆组旋转。所述减速器输入的旋转方向与减速器输出的旋转方向相反。例如，如图1中所示，沿减速器朝安装支架方向，所述减速器的输入旋转方向为顺时针，所述丝杆的旋转方向为逆时针，即减速器输入旋转方向与丝杆的旋转方向相反。所述多根丝杆3之间相互平行设置。所述多个丝杆3绕着旋转周向均匀布置，即所述多根丝杆3均匀分布设置在减速器的一端上。
所述导向轴4设置在所述减速器2与所述安装支架6之间。所述导向轴4可以对称设置为多根，例如可以设置有4根。所述导向轴4的一端通过螺母与减速器2的一端连接，另一端与所述安装支架6连接。所述导向轴4能够引导钻杆在直线方向上运动，减少钻杆钻进偏差，提高钻孔定位的精度。
所述滑动件5可以与所述丝杆组螺纹配合以实现螺纹传动。当所述丝杆组旋转运动时能够驱动所述滑动件5沿着钻进方向移动，能够实现小进给以及较大的进给力。所述螺纹传动可以实现滚动摩擦的螺旋传动。滚动摩擦的螺旋传动具有自锁功能，能够防止憋跳，退刀和减少钻头震动，保证进给平稳。所述滑动件5的中部设置有滑动件开孔，滑动件开孔可以使钻杆贯穿滑动件以与滑动件连接。所述滑动件5的端面开设有螺纹孔。通过螺纹孔可以使滑动件5分别与丝杆3以及导向轴4连接。
所述安装支架6与所述减速器2相对设置。所述安装支架6用于固定所述丝杆3和导向轴4。所述安装支架6可以用螺母与丝杆3和导向轴4连接。所述安装支架6的中部设置有中心孔。所述中心孔用于连接件7的一端设置在所述中心孔内以使连接件7与安装支架6连接。
所述连接件7的一端设置在所述中心孔中，以使连接件固定。所述连接件7的另一端用于连接被钻孔的装置。
所述钻杆8依次贯穿设置在所述连接件7以及滑动件5之中。所述滑动件5沿钻进方向移动时能够带动钻杆给进。所述丝杆的转动方向与所述钻杆的转动方向相反，例如，如图1所示。
所述旋转马达9可以设置在钻杆的一端，用于驱动钻杆旋转以实现钻孔旋转切削。
以上，本发明的钻孔装置通过进给液压马达驱动，通过减速器减速后，带动丝杆旋转，螺旋传动驱动滑动支架沿钻进方向移动，实现带压钻孔给进。旋转马达驱动钻杆旋转，实现钻孔旋转切削。
在本实施例中，所述装置还包括丝杆支架10。所述丝杆支架10设置在所述减速器的端面上。所述丝杆3贯穿所述丝杆支架10内以与减速器2连接。所述丝杆支架10能够保证装置结构的稳定性和丝杆3旋转时的平稳性。
在本实施例中，所述连接件可以为连接法兰。对于油气井的井口装置，连接法兰便于与井口装置连接。由于钻杆贯穿所述连接件，在连接件与钻杆之间必然存在缝隙，并且油气井井口带压，为了解决钻杆的高压动密封问题，如图2所示，在所述连接件与所述钻杆之间可以设置有密封件11。所述密封件11可以为V型夹布橡胶，例如，可以为多个V型夹布橡胶相互连接的多重V型夹布橡胶。所述连接件与钻杆的动密封采用多重V型夹布橡胶密封，钻杆可以采用镀铬处理，增加钻杆表面光洁度，提高钻杆及密封件使用寿命，能够解决钻杆高压动密封问题。
在本实施例中，如图2所示，所述安装支架的中心孔中可以设置有螺母12。所述安装支架与所述连接件通过螺纹连接。所述连接件与安装支架之间取消了焊接的连接方式，改成整体锻件及螺纹连接相配合的方式，可以对连接件进行灵活更换。
在本实施例中，所述安装支架的中心孔中设置有内螺纹，所述连接件与安装支架连接的一端设置有外螺纹，所述安装支架与所述连接件通过螺纹连接。
在本实施例中，所述减速器可以是摆线针减速器。摆线针的轮啮合副啮合齿数较多，重叠系数大，且具有机件平衡的机理，使振动和噪声限制在最小的程度内。减速器与丝杆的传动之间的接触可以采用滚动摩擦，增加使用寿命及传动效率。
综上所述，本发明的钻孔装置能够实现70MPa以上的带压钻孔动密封；本发明的钻孔装置采用螺杆传动机构，进给平稳；本发明的钻孔装置前端设置有连接法兰，可以根据实际连接法兰的尺寸要求进行灵活更换。
尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本发明的示例性实施例进行各种修改和改变。
Claims (9)
1.一种油气井井口带压钻孔装置，其特征在于，所述装置包括液压马达、减速器、丝杆组、导向轴、滑动件、安装支架、连接件、钻杆以及旋转马达，其中，
所述液压马达设置在所述减速器的一端，与所述减速器传动连接；
所述丝杆组包括多根沿减速器周向均匀分布设置的丝杆，所述丝杆的两端通过螺母分别与减速器的另一端以及安装支架连接，所述液压马达能够通过所述减速器带动所述丝杆组旋转；
所述导向轴与所述丝杆平行设置，所述导向轴的两端通过螺母分别与减速器的另一端以及安装支架连接；
所述滑动件设置在所述丝杆组的一端，所述丝杆组与所述滑动件能够实现螺旋传动以使丝杆旋转带动所述滑动件沿钻进方向滑动；
所述安装支架与所述减速器相对设置，所述安装支架的中部开设有中心孔；
所述连接件的一端设置在所述安装支架的中心孔内，与所述安装支架连接，所述连接件的另一端与被钻孔设备连接；
所述钻杆依次贯穿设置于所述连接件和滑动件中，所述钻杆贯穿所述滑动件的一端与所述旋转马达连接；
所述旋转马达用于驱动钻杆旋转以实现钻孔旋转切削。
2.根据权利要求1所述的油气井井口带压钻孔装置，其特征在于，所述装置还包括丝杆支架，所述丝杆支架设置在所述减速器的另一端用于支撑丝杆。
3.根据权利要求1或2所述的油气井井口带压钻孔装置，其特征在于，所述钻杆与所述连接件之间设置有密封件，所述密封件为V型夹布橡胶。
4.根据权利要求1或2所述的油气井井口带压钻孔装置，其特征在于，所述丝杆组包括第一丝杆和第二丝杆，所述第一丝杆和第二丝杆相对设置在所述减速器与所述安装支架之间。
5.根据权利要求1或2所述的油气井井口带压钻孔装置，其特征在于，所述安装支架中部开设的中心孔中设置有螺母，所述连接件与所述安装支架螺纹连接。
6.根据权利要求1或2所述的油气井井口带压钻孔装置，其特征在于，所述安装支架中部开设的中心孔设置为螺纹孔，所述连接件与所述安装支架螺纹连接。
7.根据权利要求1或2所述的油气井井口带压钻孔装置，其特征在于，所述连接件为连接法兰。
8.根据权利要求1或2所述的油气井井口带压钻孔装置，其特征在于，所述油气井井口带压压力值不小于70MPa。
9.根据权利要求1或2所述的油气井井口带压钻孔装置，其特征在于，所述减速器为摆线针减速器。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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