CN208152945U - 一种自钻自沉式井壁管系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自钻自沉式井壁管系统，包括引导环、井壁管、钻井机构以及推进机构；所述井壁管包括外护管和内沉管，所述引导环的上端面开有环形插槽，所述内沉管的下端插入所述环形插槽内并与所述环形插槽活动配合，所述外护管活动套设在所述内沉管外且所述外护管支撑在所述引导环的上端面，所述引导环的横截面的下端呈V形，所述内沉管的内表面固定有两条以上的分别平行于所述内沉管的轴线方向且相互间隔分布的齿条。本实用新型通过，钻井机构与推进机构的配合，引导环的引导，内沉管的自沉，可以实现边钻井边沉入井壁管的目的，而且下降速度非常快；作业结束后，可以将内沉管从环形插槽内拔出，实现回收再使用。

Description

一种自钻自沉式井壁管系统

技术领域

本实用新型涉及一种自钻自沉式井壁管系统。

背景技术

在很多工程中，都需要钻井并在井内安装井壁管，井壁管，又称井管，是安装在井内的套管，用于保护井壁，应用广泛。

传统施工过程是，先在地面上钻出符合深度要求的井，然后将井壁管一节一节地沉入井内，这种作业方式，虽然能够满足一定需求，但是在效率仍然低下，如能够边钻井边沉入井壁管，则能够解决这一问题。

另外，现有的井壁管大多为采用混凝土浇筑成型的整体管，这种井壁管在井内受阻大，下降慢，而且功能单一，越来越不能适应现代建筑产业的发展。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种钻井边能快速沉入井壁管的自钻自沉式井壁管系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种自钻自沉式井壁管系统，包括引导环、井壁管、钻井机构以及推进机构；

所述井壁管包括外护管和内沉管，所述引导环的上端面开有环形插槽，所述内沉管的下端插入所述环形插槽内并与所述环形插槽活动配合，所述外护管活动套设在所述内沉管外且所述外护管支撑在所述引导环的上端面，所述引导环的横截面的下端呈V形，所述内沉管的内表面固定有两条以上的分别平行于所述内沉管的轴线方向且相互间隔分布的齿条；

所述钻井机构位于所述内沉管内，所述钻井机构包括第一支撑架以及安装在所述第一支撑架的底部的钻机，所述第一支撑架上转动安装有与所述两条以上的齿条数量相同的第一齿轮，所述第一支撑架上还设有用于驱动所述第一齿轮转动的第一电动机，各所述第一齿轮一一对应地与各所述齿条相啮合；

所述推进机构包括架设在井口上方的第二支撑架以及通过升降机构安装在所述第二支撑架的底部的安装座，所述安装座上转动安装有与所述两条以上的齿条数量相同的第二齿轮，所述安装座上还设有用于驱动所述第二齿轮转动的第二电动机，作业时，各所述第二齿轮一一对应地与各所述齿条相啮合。

优选地，所述引导环的上端面四周设有突出的环形台阶，所述外护管的下端位于所述环形台阶内。

优选地，所述引导环的外周面为从上至下逐渐收拢的锥面。

优选地，所述引导环的内周面的上部为柱面，所述引导环的内周面的下部为从上至下逐渐扩展的锥面。

优选地，所述钻机为万向钻机。

优选地，所述两条以上的齿条沿所述内沉管的周向均匀分布。

优选地，所述第二支撑架包括水平的支撑板以及多根连接在所述支撑板的底面四周的支撑腿，所述安装座固定在所述支撑板的底面中部。

优选地，所述支撑腿为长度可调结构。

优选地，所述支撑腿的上端与所述支撑板构成铰接配合，所述支撑腿的下端铰接有稳定盘，所述稳定盘的底面固定有多根锥形插杆。

优选地，所述外护管由纤维砼基体以及嵌设在纤维砼基体内的钢筋龙骨组成。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过，钻井机构与推进机构的配合，引导环的引导，内沉管的自沉，可以实现边钻井边沉入井壁管的目的，而且下降速度非常快；作业结束后，可以将内沉管从环形插槽内拔出，实现回收再使用。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的结构示意图。

图2是A处放大图。

图3是内沉管和齿条的俯视图。

具体实施方式

下面将参考附图来详细说明本实用新型。

如图1，图2和图3所示。

本实用新型自钻自沉式井壁管系统，包括引导环1、井壁管、钻井机构以及推进机构；

所述井壁管包括外护管2和内沉管3，所述引导环1的上端面开有环形插槽11，所述内沉管3的下端插入所述环形插槽11内并与所述环形插槽11活动配合，所述外护管2活动套设在所述内沉管3外且所述外护管2支撑在所述引导环1的上端面，所述引导环1的横截面的下端呈V形，所述内沉管3的内表面固定有两条以上的分别平行于所述内沉管3的轴线方向且相互间隔分布的齿条31；

所述钻井机构位于所述内沉管3内，所述钻井机构包括第一支撑架7以及安装在所述第一支撑架7的底部的钻机8，所述第一支撑架7上转动安装有与所述两条以上的齿条31数量相同的第一齿轮71，所述第一支撑架7上还设有用于驱动所述第一齿轮71转动的第一电动机，各所述第一齿轮71一一对应地与各所述齿条31相啮合；

所述推进机构包括架设在井口上方的第二支撑架4以及通过升降机构6安装在所述第二支撑架4的底部的安装座5，所述安装座5上转动安装有与所述两条以上的齿条31数量相同的第二齿轮51，所述安装座5上还设有用于驱动所述第二齿轮51转动的第二电动机，作业时，各所述第二齿轮51一一对应地与各所述齿条31相啮合。

本实用新型中，外护管和内沉管可随引导环一起下沉，由于引导环的横截面的下端呈V形，因此它在井内下降的过程中受到的阻力小，可以引导携带外护管和内沉管更轻松地下降；内沉管通过自身的重力对引导环提供向下的压力，使引导环更容易冲破阻力而快速下降；外护管则起到保护井壁的作用；而且，作业结束后，可以将内沉管从环形插槽内拔出，实现回收再使用。

为简洁描述起见，第一、第二电动机未在图中示出，但通过电动机驱动齿轮转动是本领域的公知常识，通过以上描述，本领域技术人员已然能够理解本实用新型的方案并实施。第一齿轮朝不同方向旋转，可在齿条上向上移动或向下移动，从而带动第一支撑架向下或向下移动，钻井机构通过第一支撑架的支撑，第一齿轮与齿条的配合即可在内沉管内上下移动；第二齿轮朝不同方向旋转，可推动齿条向上移动或向下移动，从而带动内沉管向下或向下移动。

施工时，先钻出一段井，然后沉入引导环，再将内沉管和钻井机构组装好插入井内，令内沉管的下端插入所述环形插槽内，之后安装推进机构，令各所述第二齿轮一一对应地与各所述齿条相啮合，最后启动第一电动机，驱动钻井机构下降到底部，再启动钻机进行钻孔，同时启动第二电动机推动齿条向下移动，在齿条的带动下，内沉管下压引导环，使引导环能够更容易冲破阻力，引导环即可携带外护管和内沉管随着井的加深而下沉，在内沉管的下降过程中，升降机构可以配合伸长，从而使第二齿轮一直能作用于齿条。

从以上可以看出，本实用新型通过，钻井机构与推进机构的配合，引导环的引导，内沉管的自沉，可以实现边钻井边快速沉入井壁管的目的。

为了保证钻井覆盖面，所述钻机8选用现有的万向钻机。

为了保证钻井机构、推进机构与内沉管之间的配合稳定性，所述两条以上的齿条31沿所述内沉管3的周向均匀分布，这样，内沉管对钻井机构、推进机构的支撑力更加均匀。

具体实施中，所述升降机构6为气缸或液压缸或直线电机，能够稳定支持第二支撑架并带动其上下移动。

具体实施中，井壁管可以分为多节，作业时，逐节安装，实用性更好。

较佳实施例中，所述第二支撑架4包括水平的支撑板41以及多根连接在所述支撑板41的底面四周的支撑腿42，所述安装座5固定在所述支撑板41的底面中部。这样设计，结构简单，容易制作安装，而且强度可靠，空间利用合理。支撑腿42的数量以能够稳定支持支撑板即可。

为了方便调整支撑板的高度，扩大适用范围，所述支撑腿42设计为长度可调结构。

同样为了扩大适用范围，设计所述支撑腿42的上端与所述支撑板41构成铰接配合，所述支撑腿42的下端铰接有稳定盘43，所述稳定盘43的底面固定有多根锥形插杆44。稳定盘通过插杆插入地面得到固定，而且支撑腿的角度可调，从而可调节稳定盘的安装位置，安装好后，支撑板与支撑腿形成梯形结构，能够保证稳定性。

优选实施中，所述环形插槽11与所述引导环1共轴线，可使引导环与内沉管共轴线，结构更加稳定。

为了进一步对外护管进行限位，提高稳定性，所述引导环1的上端面四周设有突出的环形台阶12，所述外护管2的下端位于所述环形台阶12内。优选实施中，所述环形台阶12与所述引导环1共轴线，结构更加稳定。

为了提高内沉管与引导环之间的配合稳定性，并方便作业完成后，拔出内沉管，所述环形插槽11的横截面呈直角梯形，所述内沉管3的下端与所述环形插槽11形状相同、大小相应(以尽可能与环形插槽吻合，且不影响内沉管的下端的插拔为准)。

为了进一步减小引导环在井内受到的阻力，设计所述引导环1的外周面为从上至下逐渐收拢的锥面。

为了进一步减小引导环在井内受到的阻力，设计所述引导环1的内周面的下部为从上至下逐渐扩展的锥面，为了保证引导环的结构强度，设计所述引导环1的内周面的上部为柱面。

具体实施中，所述外护管2由纤维砼基体以及嵌设在纤维砼基体内的钢筋龙骨组成，具有强度高，自重轻的优点，纤维砼即混有纤维的混凝土，纤维优选为植物纤维。

具体实施中，所述内沉管3可采用钢材料制成。能够保证具有较大的自重，并且强度可靠。

具体实施中，所述引导环1的上部采用混凝土制成，所述引导环1的下部采用钢材料制成。这样，引导环受阻部位强度高、耐磨损，整体成本低。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种自钻自沉式井壁管系统，其特征在于：包括引导环、井壁管、钻井机构以及推进机构；

所述井壁管包括外护管和内沉管，所述引导环的上端面开有环形插槽，所述内沉管的下端插入所述环形插槽内并与所述环形插槽活动配合，所述外护管活动套设在所述内沉管外且所述外护管支撑在所述引导环的上端面，所述引导环的横截面的下端呈V形，所述内沉管的内表面固定有两条以上的分别平行于所述内沉管的轴线方向且相互间隔分布的齿条；

所述钻井机构位于所述内沉管内，所述钻井机构包括第一支撑架以及安装在所述第一支撑架的底部的钻机，所述第一支撑架上转动安装有与所述两条以上的齿条数量相同的第一齿轮，所述第一支撑架上还设有用于驱动所述第一齿轮转动的第一电动机，各所述第一齿轮一一对应地与各所述齿条相啮合；

所述推进机构包括架设在井口上方的第二支撑架以及通过升降机构安装在所述第二支撑架的底部的安装座，所述安装座上转动安装有与所述两条以上的齿条数量相同的第二齿轮，所述安装座上还设有用于驱动所述第二齿轮转动的第二电动机，作业时，各所述第二齿轮一一对应地与各所述齿条相啮合。

2.根据权利要求1所述的自钻自沉式井壁管系统，其特征在于：所述引导环的上端面四周设有突出的环形台阶，所述外护管的下端位于所述环形台阶内。

3.根据权利要求1或2所述的自钻自沉式井壁管系统，其特征在于：所述引导环的外周面为从上至下逐渐收拢的锥面。

4.根据权利要求1或2所述的自钻自沉式井壁管系统，其特征在于：所述引导环的内周面的上部为柱面，所述引导环的内周面的下部为从上至下逐渐扩展的锥面。

5.根据权利要求1或2所述的自钻自沉式井壁管系统，其特征在于：所述钻机为万向钻机。

6.根据权利要求1或2所述的自钻自沉式井壁管系统，其特征在于：所述两条以上的齿条沿所述内沉管的周向均匀分布。

7.根据权利要求1或2所述的自钻自沉式井壁管系统，其特征在于：所述第二支撑架包括水平的支撑板以及多根连接在所述支撑板的底面四周的支撑腿，所述安装座固定在所述支撑板的底面中部。

8.根据权利要求7所述的自钻自沉式井壁管系统，其特征在于：所述支撑腿为长度可调结构。

9.根据权利要求7所述的自钻自沉式井壁管系统，其特征在于：所述支撑腿的上端与所述支撑板构成铰接配合，所述支撑腿的下端铰接有稳定盘，所述稳定盘的底面固定有多根锥形插杆。

10.根据权利要求1或2所述的自钻自沉式井壁管系统，其特征在于：所述外护管由纤维砼基体以及嵌设在纤维砼基体内的钢筋龙骨组成。