CN1944937A - 潜没式反循环工程钻机 - Google Patents

Abstract

一种潜没式反循环工程钻机，属钻机技术领域，用于消除构成中泥浆泵暴露导致的排空处理麻烦权限缺陷。方案中有钻塔、变速箱、钻杆电机、钻杆及泥浆泵、泥浆泵电机，独特之处为，钻杆为空心钻杆，变速箱输出轴为空心叉状轴，泥浆泵位于空心钻杆与空心叉状轴传动连接处。本发明中泥浆泵可随空心钻杆潜没在井中的泥浆液面之下，可利用泥浆阻隔空气的进入，从而在增加钻杆时免除了重复排空处理的麻烦，大大缩短了增加钻杆耗时，降低了工作负荷，提高了工率，极大地降低了泥浆泵自身的机械密封要求，延长使用寿命和工作可靠性，同时还使泥浆泵由分体设置变为与钻机紧密结合的集成设置，方便了钻井使用中的移动安置，适宜作为钻井工程设施使用。

Description

潜没式反循环工程钻机

技术领域

本发明涉及钻井用钻机，尤其是反循环工程钻机，属钻机技术领域。

背景技术

反循环工程钻机主要由钻井系统和泥浆抽取系统组成，按泥浆抽取方式分为两大类，一类是钻井系统和泥浆泵、注水泵分离设置式，另一类是钻进系统和泥浆泵、真空泵集成设置式。前者在钻进深度加深增加钻杆后，通过注水泵向泥浆泵注水，排出泵中空气后使泥浆泵正常运转；后者在增加钻杆后利用真空泵抽吸泥浆泵中空气，使井中泥浆在大气压作用自动被吸人泥浆泵中，然后再启动泥浆泵正常运行。两种结构形式中，泥浆泵的安置位置均处于井中泥浆液面之上，暴露于空气中，均存有运转前的排空问题。每次增加钻杆后，均需要对泥浆泵进行排空处理，常因此种频繁的排空处理影响钻井进度，进而影响到钻井作业效率，并大大增加了工人的工作负荷；此外，由于泥浆泵暴露于空气中，故对泵的机械密封性要求较高，而其所处的恶劣工作环境又常影响到机械密封的使用寿命并引发密封失效问题，导致泥浆泵难以正常可靠地运转；再者，泥浆泵处于泥浆液面之上无疑提升了泥浆泵的吸入高度，泥浆的比重又大，钻到一定深度时常出现泥浆抽吸困难问题，一般钻深达40米时就得放慢钻进进速度，至80米时很难再继续钻进。综上，现有的反循环钻机中泥浆暴露设置带来的种种弊病已成为影响制约反循环钻机可靠运行及工作效率的主要因素，必须设法解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可消除泥浆泵暴露设置缺陷的潜没式反循环工程钻机。

本发明所称问题是以如下技术方案实现的：

一种潜没式反循环工程钻机，构成中有钻塔，与钻塔滑动连接的变速箱，与变速箱的输入、输出轴传动连接的钻杆电机、钻杆，以及泥浆泵和泥浆泵电机，其独特之处在于，所述钻杆为空心钻杆4，所述变速箱2的输出轴为空心叉状轴6，所述泥浆泵5位于空心钻杆4与空心叉状轴6的传动连接处，其中心的进口7与空心钻杆4相连通、泵体一侧的出口8与空心叉端相连通，空心叉状轴6的上端延伸至变速箱外与排放管9相连通，延伸端与排放管9之间设有机械密封10，所述泥浆泵电机位于空心叉状轴6的叉端或上延伸端并与泥浆泵5传动连接。

上述潜没式反循环工程钻机，所述泥浆泵电机11位于空心叉状轴6的叉端并配置有集电环12，泥浆泵电机11固定于叉端泥浆泵5上，其输出轴直接与泥浆泵5传动连接，集电环12套装于空心叉桩轴6上并与变速箱2连接。

上述潜没式反循环工程钻机，所述泥浆泵电机13位于空心叉状轴6上延伸端上的排放管8上，泥浆泵电机13的输出轴通过空心叉状轴6中的传动轴14与泥浆泵5传动连接。

上述潜没式反循环工程钻机，所述泥浆泵5，其对称于出口8的壳壁上对接配重15。

上述潜没式反循环工程钻机，所述钻塔1带有钻杆升降装置，升降装置中吊杆16的两端与变速箱2连接，钢丝索17绕经吊杆顶端的滑抡18、钻塔顶部的滑轮19后引出。

本发明将泥浆泵设置在钻杆上端，并使钻杆及变速箱输出轴为空心轴，泥浆泵总是随空心钻杆潜没在井中的泥浆液面下，可利用泥浆阻隔空气的进入，从而在增加钻杆时免除了重复麻烦的排空处理，大大缩短了增加钻杆耗时，降低了工作负荷，提高了工效，并极大地降低了泥浆泵自身的机械密封性能要求，延长泥浆泵使用寿命及钻进深度，提高其工作可靠性；此外，还将泥浆泵相对钻机的分体设置方式变为与钻机紧密科学结合在一起的集成设置方式并省去了注水泵，简化了构成并使结构更为紧凑，使其在钻井使用中的移动安置变得更为方便，适宜作为钻井工程设施使用。

附图说明

图1是实施例1的结构示意图；

图2是实施例2结构示意图。

附图中零部件标号分别为：1-钻塔，2-变速箱，3-钻杆电机，4-钻杆，5-泥浆泵，6-空心叉状轴，7-进口，8-出口，9-排放管，10-机械密封，11、13-泥浆泵电机，12-集电环，14-传动轴，15-配重，16-吊杆，17-钢丝索，18、19-滑轮，20-齿轮，21-叶轮、22-导向套。

具体实施方式

参阅图1、2。本发明中，钻塔1为门形框，两框边为导向柱，变速箱2通过匹配的导向套22滑移于导向柱上。钻杆电机3安置于变速箱2的顶部，与变速箱2的输入轴传、动连接。变速箱2的输出轴位于变速箱中心，其上的齿轮20为变速传动系统末端齿轮。输出轴为独特的空心叉状轴6，空心叉状轴6下方叉端用于连接空心钻杆4及其上端的叶轮泥浆泵5，泵体一侧的出口8与一个空心叉端对接连通，空心钻杆4与泵中心的进口7对接连通，空心杆体兼作进水管。工作时，钻杆电机3通过空心叉状轴6、泥浆泵5驱动空心钻杆4旋转，空心叉状轴6的叉端或上延伸端上的泥浆泵电机驱动泥浆泵5旋转，井中的泥浆由空心钻杆4、进口7进入泥浆泵5内，经出口8、空心叉状轴6、排放管9排放到外面的泥浆池中，泥浆泵5总是随空心钻杆4潜没在井中的浆液下面，从而省去了增加钻杆时重复麻烦的排空处理。

参阅图1。实施例1中，泥浆泵电机11位于空心叉状轴6下方叉端处，固定在泥浆泵5上，输出轴直接与泵中的叶轮21连接，随空心叉状轴6同步旋转，故其电源线需利用集电环12与外部电源线相连通。集电环12的内环套装在空心叉状轴6上、外环固定在变速箱2上，泥浆泵电机11的电源线接在内环上，外部电源线接在外环上，内、外之间通过炭刷实现旋转电连接。

参阅图2。实施例2中，泥浆泵电机13位于空心叉状轴6上延伸端上的排放管9上，不随空心叉状轴6旋转，其输出轴通过空心叉状轴6中的传动轴14与泥浆泵5中的叶轮21连接。

参阅图1、2。由于叶轮泥浆泵5的出口8所在泵体侧向外扩张偏离，为非对称泵体，为满足动平衡要求，对称出口8的壳壁上对接有配重15。配重15为与泵壳匹配对接的具有一定弧长的弧形空心体，对接在泵壳上后封堵住另一空心叉端。

仍参阅图1、2。空心叉状轴6的上延伸端与排放管9之间的机械密封10可为橡胶圈垫或石墨填料等。为便于加工，空心叉状轴6可由上方的直杆体和下方的叉杆体通过法兰对接组成。

仍参阅图1、2。本发明中还带有钻杆升降装置，装置中吊杆16的两端分别与变速箱2顶部两侧连接，吊杆顶端有滑轮18，钻塔顶部有滑轮19，钢丝索17绕经两滑轮后与钻塔旁的卷扬机等设施传动连接，通过卷扬机等收、放钢丝索17可使变速箱2及钻杆等沿钻塔1升降，实施钻井进给等。

Claims (5)

1.一种潜没式反循环工程钻机，构成中有钻塔，与钻塔滑动连接的变速箱，与变速箱的输入、输出轴传动连接的钻杆电机、钻杆，以及泥浆泵和泥浆泵电机，其特征在于，所述钻杆为空心钻杆[4]，所述变速箱[2]的输出轴为空心叉状轴[6]，所述泥浆泵[5]位于空心钻杆[4]与空心叉状轴[6]的传动连接处，其中心的进水口[7]与空心钻杆[4]相连通、泵体一侧的出口[8]与空心叉端相连通，空心叉状轴[6]的上端延伸至变速箱外与排放管[9]相连通，延伸端与排放管[9]之间设有机械密封[10]，所述泥浆泵电机位于空心叉状轴[6]的叉端或上延伸端并与泥浆泵[5]传动连接。

2.根据权利要求1所述的潜没式反循环工程钻机，其特征在于，所述泥浆泵电机[11]位于空心叉状轴[6]的叉端并配置有集电环[12]，泥浆泵电机[11]固定于叉端的泥浆泵[5]上，其输出轴直接与泥浆泵[5]传动连接，集电环[12]套装于空心叉桩轴[6]上并与变速箱[2]连接。

3.根据权利要求1所述的潜没式反循环工程钻机，其特征在于，所述泥浆泵电机[13]固定于空心叉状轴[6]上延伸端上的排放管[8]上，泥浆泵电机[13]的输出轴通过空心叉状轴[6]中的传动轴[14]与泥浆泵[5]传动连接。

4.根据权利要求2或3所述的潜没式反循环工程钻机，其特征在于，所述泥浆泵[5]，其对称于出口[8]的壳壁上对接配重[15]。

5.根据权利要求4所述的潜没式反循环工程钻机，其特征在于，所述钻塔[1]带有钻杆升降装置，升降装置中吊杆[16]的两端与变速箱[2]连接，钢丝索[17]绕经吊杆顶端的滑抡[18]、钻塔顶部的滑轮[19]后引出。

Images