CN204163625U - 在页岩气钻取时的回转立轴结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种在页岩气钻取时的回转立轴结构，箱体和保护罩连接，保护罩中设置有电机，电机连接有输入轴，输入轴上套合有锥齿轮一，锥齿轮一连接有锥齿轮二，锥齿轮二和锥齿轮一相互啮合，锥齿轮二中设置有立轴，立轴连接有上卡盘，立轴连接有下卡盘，立轴内部设置有钻杆，箱体安装有横梁，横梁和上卡盘之间设置有定位卡，定位卡固定有定位套，箱体固定有液压缸，液压缸中设置有活塞，活塞连接有活塞杆，活塞杆与活塞连接，活塞杆安装有连接板，液压缸连接有液压泵，液压泵连接有液压池。该回转立轴结构的结构简单，在钻取过程中能够承受很大的震动，使得在地层深处的开采时钻杆能够保持稳定不变形，提高页岩气开采的效率。

Description

在页岩气钻取时的回转立轴结构

技术领域

本实用新型涉及一种结构，尤其是涉及一种在页岩气钻取时的回转立轴结构。

背景技术

页岩气是赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，与“煤层气”、“致密气”同属一类。页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。页岩气很早就已经被人们所认知，但采集比传统天然气困难，随着资源能源日益匮乏，作为传统天然气的有益补充，人们逐渐意识到页岩气的重要性。页岩气以吸附状态（大约50％）存在于干酪根、粘土颗粒及孔隙表面，极少量以溶解状态储存于干酪根、沥青质及石油中天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中为天然气生成之后，在源岩层内的就近聚集表现为典型的原地成藏模式，与油页岩、油砂、地沥青等差别较大。与常规储层气藏不同，页岩既是天然气生成的源岩，也是聚集和保存天然气的储层和盖层。因此有机质含量高的黑色页岩、高碳泥岩等常是最好的页岩气发育条件。

页岩亦属致密岩石，故也可归入致密气层气。它起始于阿巴拉契亚盆地的泥盆系页岩，为暗褐色和黑色，富有机质，可大量生气。储集空间以裂缝为主并可以吸附气和水溶气形式赋存，为低（负）压、低饱和度（30％左右），因而为低产。但在裂缝发育带可获较高产量，井下爆炸和压裂等改造措施效果也好。页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点——大部分产气页岩分布范围广、厚度大，且普遍含气，使得页岩气井能够长期地稳定产气。但页岩气储集层渗透率低，开采难度较大。随着世界能源消费的不断攀升，包括页岩气在内的非常规能源越来越受到重视。美国和加拿大等国已实现页岩气商业性开发。过去十年内，页岩气已成为美国一种日益重要的天然气资源，同时也得到了全世界其他国家的广泛关注。2000年，美国页岩气产量仅占天然气总量的1%；而到2010年，因为水力压裂、水平钻井等技术的发展，页岩气所占的比重已超过20%。页岩气开采时一般的深度都是在地层深处，传统的开采机构在钻取时震动大，钻杆在地层中受到较大的震动产生变形，使得页岩气的开采非常困难，开采成本增加。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有开采机构在钻取时震动大，钻杆在地层中受到较大的震动产生变形，使得页岩气的开采非常困难，开采成本增加的问题，设计了一种在页岩气钻取时的回转立轴结构，该回转立轴结构的结构简单，在钻取过程中能够承受很大的震动，使得在地层深处的开采时钻杆能够保持稳定不变形，提高页岩气开采的效率，解决了现有开采机构在钻取时震动大，钻杆在地层中受到较大的震动产生变形，使得页岩气的开采非常困难，开采成本增加的问题。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：在页岩气钻取时的回转立轴结构，包括内部中空的保护罩，所述保护罩外部设置有内部中空的箱体，且箱体和保护罩连接，所述保护罩中设置有电机，电机连接有输入轴，输入轴一端与电机连接，另一端设置在保护罩外部，输入轴设置在保护罩外部的一端的外壁上套合有锥齿轮一，锥齿轮一连接有锥齿轮二，且锥齿轮二和锥齿轮一相互啮合，锥齿轮二和锥齿轮一均设置在箱体中，锥齿轮二中设置有内部中空的立轴，且立轴的两端穿过锥齿轮二的中心后设置在箱体外部，立轴的顶端连接有上卡盘，立轴的底端连接有下卡盘，立轴内部设置有钻杆，且钻杆的中心线和立轴的中心线重合，钻杆的两端分别与上卡盘和下卡盘连接，箱体设置在上卡盘和下卡盘之间，箱体的顶端安装有横梁，立轴和钻杆均穿过横梁，横梁设置在上卡盘的下方，横梁和上卡盘之间设置有定位卡，定位卡的顶端与上卡盘的底端连接，定位卡的底端固定有定位套，定位套的顶端与定位卡的底端固定，定位套的底端设置在横梁中且与横梁固定，立轴和钻杆均穿过定位套，且立轴的中心线、钻杆的中心线和定位套的中心线重合，箱体的外壁固定有液压缸，液压缸中设置有活塞，活塞连接有活塞杆，活塞杆的底端与活塞连接，活塞杆的顶端伸出液压缸的顶端后安装有连接板，且连接板与横梁固定，液压缸连接有液压泵，液压泵连接有液压池，且液压泵与液压缸的连接处位于活塞的下方。

所述箱体上设置有变角装置，变角装置同时与箱体和保护罩连接，且变角装置的两端分别设置在箱体和保护罩中。

所述横梁和箱体之间设置有减震垫，且减震垫的顶端与横梁的底端连接，减震垫的底端和箱体的顶端连接，立轴和钻杆均穿过减震垫。

综上所述，本实用新型的有益效果是：该回转立轴结构的结构简单，在钻取过程中能够承受很大的震动，使得在地层深处的开采时钻杆能够保持稳定不变形，提高页岩气开采的效率，解决了现有开采机构在钻取时震动大，钻杆在地层中受到较大的震动产生变形，使得页岩气的开采非常困难，开采成本增加的问题。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

附图中标记及相应的零部件名称：1—电机；2—保护罩；3—锥齿轮一；4—箱体；5—定位套；6—上卡盘；7—定位卡；8—横梁；9—连接板；10—减震垫；11—锥齿轮二；12—液压缸；13—活塞杆；14—活塞；15—液压泵；16—液压池；17—下卡盘；18—立轴；19—钻杆；20—变角装置；21—输入轴。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。

实施例1：

如图1所示，在页岩气钻取时的回转立轴结构，包括内部中空的保护罩2，所述保护罩2外部设置有内部中空的箱体4，且箱体4和保护罩2连接，所述保护罩2中设置有电机1，电机1连接有输入轴21，输入轴21一端与电机连接，另一端设置在保护罩2外部，输入轴21设置在保护罩2外部的一端的外壁上套合有锥齿轮一3，锥齿轮一3连接有锥齿轮二11，且锥齿轮二11和锥齿轮一3相互啮合，锥齿轮二11和锥齿轮一3均设置在箱体4中，锥齿轮二11中设置有内部中空的立轴18，且立轴18的两端穿过锥齿轮二11的中心后设置在箱体4外部，立轴18的顶端连接有上卡盘6，立轴18的底端连接有下卡盘17，立轴18内部设置有钻杆19，且钻杆19的中心线和立轴18的中心线重合，钻杆19的两端分别与上卡盘6和下卡盘17连接，箱体4设置在上卡盘6和下卡盘17之间，箱体4的顶端安装有横梁8，立轴18和钻杆19均穿过横梁8，横梁8设置在上卡盘6的下方，横梁8和上卡盘6之间设置有定位卡7，定位卡7的顶端与上卡盘6的底端连接，定位卡7的底端固定有定位套5，定位套5的顶端与定位卡7的底端固定，定位套5的底端设置在横梁8中且与横梁8固定，立轴18和钻杆19均穿过定位套5，且立轴18的中心线、钻杆19的中心线和定位套5的中心线重合，箱体4的外壁固定有液压缸12，液压缸12中设置有活塞14，活塞14连接有活塞杆13，活塞杆13的底端与活塞14连接，活塞杆13的顶端伸出液压缸12的顶端后安装有连接板9，且连接板9与横梁8固定，液压缸12连接有液压泵15，液压泵15连接有液压池16，且液压泵15与液压缸12的连接处位于活塞14的下方。本技术方案是在页岩气钻取时，为了提高钻取效率，电机1带动锥齿轮转动，通过锥齿轮的啮合使得立轴和钻杆产生传动，从而对岩层进行钻取，这种结构能够保持钻取时的平稳，钻杆不易变形，而且钻取的效率高，钻头借助钻机给钻杆的轴向力和回转力作用破碎孔底矿岩。钻杆拆卸时通过液压泵15抽取液压池16中的液压油到液压缸12中，推动活塞14运动，使得活塞杆13向上运动，从而使得横梁向上移动，定位卡7上移使得上卡盘6与立轴和钻杆脱离接触，从而实现拆卸，这个过程定位套5也随之上移，但是始终在横梁中，该回转立轴结构的结构简单，在钻取过程中能够承受很大的震动，使得在地层深处的开采时钻杆能够保持稳定不变形，提高页岩气开采的效率，而且钻杆的拆卸方便，解决了现有开采机构在钻取时震动大，钻杆在地层中受到较大的震动产生变形，使得页岩气的开采非常困难，开采成本增加的问题。

所述箱体4上设置有变角装置20，变角装置20同时与箱体4和保护罩2连接，且变角装置20的两端分别设置在箱体4和保护罩2中。变角装置20是用于调整箱体4和保护罩2之间的连接关系，使得它们之间的角度产生改变，但是只能是采用微调，变角装置20优先采用调整螺栓，利用改变多个调整螺栓在箱体4和保护罩2之间的伸入长度变化，使得箱体4和保护罩2之间的角度变化，从而立轴18相对于的铅垂线的角度能够进行轻微的变化，以调整钻杆钻取时角度的改变。

所述横梁8和箱体4之间设置有减震垫10，且减震垫10的顶端与横梁8的底端连接，减震垫10的底端和箱体4的顶端连接，立轴18和钻杆19均穿过减震垫10。减震垫10是将箱体4在钻取时受到的震动减弱，以免对横梁造成很大的影响，使得上卡盘6与钻杆和立轴18之间产生松动，造成安全隐患。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术、方法实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.在页岩气钻取时的回转立轴结构，其特征在于：包括内部中空的保护罩（2），所述保护罩（2）外部设置有内部中空的箱体（4），且箱体（4）和保护罩（2）连接，所述保护罩（2）中设置有电机（1），电机（1）连接有输入轴（21），输入轴（21）一端与电机连接，另一端设置在保护罩（2）外部，输入轴（21）设置在保护罩（2）外部的一端的外壁上套合有锥齿轮一（3），锥齿轮一（3）连接有锥齿轮二（11），且锥齿轮二（11）和锥齿轮一（3）相互啮合，锥齿轮二（11）和锥齿轮一（3）均设置在箱体（4）中，锥齿轮二（11）中设置有内部中空的立轴（18），且立轴（18）的两端穿过锥齿轮二（11）的中心后设置在箱体（4）外部，立轴（18）的顶端连接有上卡盘（6），立轴（18）的底端连接有下卡盘（17），立轴（18）内部设置有钻杆（19），且钻杆（19）的中心线和立轴（18）的中心线重合，钻杆（19）的两端分别与上卡盘（6）和下卡盘（17）连接，箱体（4）设置在上卡盘（6）和下卡盘（17）之间，箱体（4）的顶端安装有横梁（8），立轴（18）和钻杆（19）均穿过横梁（8），横梁（8）设置在上卡盘（6）的下方，横梁（8）和上卡盘（6）之间设置有定位卡（7），定位卡（7）的顶端与上卡盘（6）的底端连接，定位卡（7）的底端固定有定位套（5），定位套（5）的顶端与定位卡（7）的底端固定，定位套（5）的底端设置在横梁（8）中且与横梁（8）固定，立轴（18）和钻杆（19）均穿过定位套（5），且立轴（18）的中心线、钻杆（19）的中心线和定位套（5）的中心线重合，箱体（4）的外壁固定有液压缸（12），液压缸（12）中设置有活塞（14），活塞（14）连接有活塞杆（13），活塞杆（13）的底端与活塞（14）连接，活塞杆（13）的顶端伸出液压缸（12）的顶端后安装有连接板（9），且连接板（9）与横梁（8）固定，液压缸（12）连接有液压泵（15），液压泵（15）连接有液压池（16），且液压泵（15）与液压缸（12）的连接处位于活塞（14）的下方。

2.根据权利要求1所述的在页岩气钻取时的回转立轴结构，其特征在于：所述箱体（4）上设置有变角装置（20），变角装置（20）同时与箱体（4）和保护罩（2）连接，且变角装置（20）的两端分别设置在箱体（4）和保护罩（2）中。

3.根据权利要求1所述的在页岩气钻取时的回转立轴结构，其特征在于：所述横梁（8）和箱体（4）之间设置有减震垫（10），且减震垫（10）的顶端与横梁（8）的底端连接，减震垫（10）的底端和箱体（4）的顶端连接，立轴（18）和钻杆（19）均穿过减震垫（10）。