CN210141094U - 一种钻井装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及地质钻探的技术领域，更具体地，涉及一种钻井装置，包括可旋转和升降的钻井组件、用于盛装泥浆的泥浆桶以及将井内泥浆抽取至泥浆桶内的泥浆泵，所述泥浆桶、泥浆泵及钻井组件自上而下设置，且泥浆泵设有伸至井底的进浆管以及与泥浆桶连通的出浆管。本实用新型通过钻井组件旋转和升降实现钻探，能够获取较好的钻井效果，且钻探过程中产生的泥浆由泥浆泵及时抽取至泥浆桶中暂时储存，存储一定时间后将泥浆桶吊出井外进行清理；本实用新型的钻井组件、泥浆泵及泥浆桶可分开拆卸以运输，适用于偏远山区的钻井工作，且本实用新型使用过程中无需携带钻杆，设备体积小、作业占用空间小。

Description

一种钻井装置

技术领域

本实用新型涉及地质钻探的技术领域，更具体地，涉及一种钻井装置。

背景技术

钻井是指经过勘探发现储油区块，利用专用设备和技术，在预先选定的地表位置处，向下或一侧钻出一定直径的圆柱孔眼，并钻达地下油气层的工作，钻井就是利用钻机设备及破岩工具破碎地层形成井筒的工艺过程，目地是进行地质评价、发现油气藏、开发油气藏，但是，目前这种石油开采用钻井设备在钻井操作时需要借助钻杆，钻杆占用体积大，一方面要求钻井装置预留钻井安装的空间，一方面钻杆携带和运输不便，不适于部分偏远山区的钻井工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种钻井装置，占用体积小，运输方便，能够解决现有钻井装置无足够空间安装钻杆的问题及不适于运输到偏远山区进行钻井工作的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

提供一种钻井装置，包括可旋转和升降的钻井组件、用于盛装泥浆的泥浆桶以及将井内泥浆抽取至泥浆桶内的泥浆泵，所述泥浆桶、泥浆泵及钻井组件自上而下设置，且泥浆泵设有伸至井底的进浆管以及与泥浆桶连通的出浆管。

本实用新型的钻井装置，通过钻井组件旋转和升降实现钻探，钻探过程中产生的泥浆由泥浆泵及时抽取至泥浆桶中暂时储存，存储一定时间后将泥浆桶吊出井外进行清理；本实用新型的钻井组件、泥浆泵及泥浆桶可分开拆卸以运输，适用于偏远山区的钻井工作，且本实用新型使用过程中无需携带钻杆，设备体积小、作业占用空间小。

进一步地，所述钻井组件包括壳体、钻头、驱动钻头旋转的驱动组件、驱动钻头升降的升降组件以及将钻井组件固定于井壁的固定组件，所述钻头连接于驱动组件的输出端，所述驱动组件与升降组件活动连接，所述驱动组件、升降组件置于壳体内部。驱动组件驱动钻头旋转，同时驱动组件相对升降组件向下活动探取，较好地实现钻井操作；固定组件将壳体支撑在井壁，保证旋转运动和升降运动的稳定性。

进一步地，所述驱动组件包括电机、连接于电机输出端的传动轴以及套设于传动轴外周的空心光轴，所述钻头与传动轴连接。电机工作带动传动轴旋转，传动轴带动钻头旋转；传动轴设置在空心光轴内，使得钻头的旋转运动和升降运动相互独立，不产生相互影响。

进一步地，所述升降组件包括啮合设置的行走齿轮和齿轮条，所述齿轮条设于壳体内部，所述电机连接有支撑部，所述行走齿轮连接于支撑部。电力驱动行走齿轮相对齿轮条运动，钻头跟随向下探取；行走齿轮与齿轮条的啮合赋予其较为稳定的运动性能。

进一步地，所述行走齿轮至少为两组，且行走齿轮关于传动轴中心线对称设置。偶数组行走齿轮对称设置，改善升降运动的稳定性。

进一步地，所述电机的两端、支撑部的两端均设有滑块，所述壳体内壁设有导轨，所述滑块与导轨滑动连接。在升降运动时，滑块在滑轨中滑动，起引导作用，有效防止升降运动时发生旋转或偏移，改善钻井的效果。

进一步地，所述固定组件包括第一气缸以及连接于第一气缸输出轴的第一固定管，所述第一固定管与井壁贴合设置。在做升降运动和旋转运动之前，控制第一气缸工作，驱动第一固定管运动至与井壁贴合，将钻井组件固定，保证后续钻井工作顺利稳定地进行。

进一步地，所述固定组件还包括第二气缸以及可插入井壁周围泥土中的固定件，所述固定件连接于第二气缸的输出轴。尽管采用第一固定管与井壁贴合的方式固定钻井组件，但这种固定方式在钻头旋转钻井操作时难免会发生位置偏移，第二气缸驱动固定件插入井壁周围泥土中，则可以有效避免这种位置偏移。

进一步地，所述泥浆泵顶部设有密封顶板，所述密封顶板内设有第三气缸，所述第三气缸的输出轴连接有第二固定管，所述第二固定管与井壁贴合设置。泥浆泵可通过螺纹连接固定在钻井组件的顶部，为防止泥浆泵工作时产生的振动对钻井动作的影响，本实用新型通过第三气缸驱动第二固定管运动至与井壁贴合以起到固定作用。

进一步地，所述泥浆桶的上部设有用于截留砂石的过滤网，且泥浆桶的顶部设有吊耳。泥浆桶的吊入和吊出通过吊母连接外力施加装置实现，过滤网截留泥浆中大颗粒砂石，便于后续砂石和泥浆水的处理。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的钻井组件可同时旋转和升降，且旋转和升降运动之间不产生相互影响，能够获取较好的钻井效果；

本实用新型的钻井组件、泥浆泵及泥浆桶可分开拆卸以运输，适用于偏远山区的钻井工作，且本实用新型使用过程中无需携带钻杆，设备体积小、作业占用空间小；

本实用新型通过固定组件将壳体支撑在井壁、通过在井壁插入固定件中实现对钻井组件的固定，改善钻井组件的工作稳定性；通过第三气缸和第二固定管的设置固定泥浆泵，有效避免泥浆泵工作振动对钻井工作的影响。

附图说明

图1为钻井组件的主视图；

图2为钻井组件的侧视图；

图3为钻井组件的仰视图；

图4为泥浆泵的主视图；

图5为泥浆泵的左视图；

图6为泥浆桶的主视图；

图7为泥浆桶的俯视图；

图8为泥浆桶的仰视图。

附图中：1-壳体；11-第一泥浆管进口；12-第二泥浆管进口；13-泥浆管出口；14-底部密封板；15-滑触线；16-控制器；17-空气压缩机；18-进风口；19- 出风口；2-驱动组件；21-电机；22-传动轴；23-空心光轴；24-机械水封件；25- 轴承；3-升降组件；31-行走齿轮；32-齿轮条；33-支撑部；34-滑块；35-导轨； 4-固定组件；41-第一气缸；42-第一固定管；43-第二气缸；44-固定件；5-泥浆桶； 51-吊耳；52-过滤网；53-预留口；54-止水垫；6-泥浆泵；61-密封顶板；62-第三气缸；63-第二固定管；64-吊母。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例

如图1至图8所示为本实用新型的钻井装置的第一实施例，包括可旋转和升降的钻井组件、用于盛装泥浆的泥浆桶5以及将井内泥浆抽取至泥浆桶5内的泥浆泵6，泥浆桶5、泥浆泵6及钻井组件自上而下设置，且泥浆泵6设有伸至井底的进浆管以及与泥浆桶5连通的出浆管。本实施例的钻井组件、泥浆泵6及泥浆桶5可拆卸分开以运输；在钻井操作时，泥浆泵6可通过螺纹结构对接在钻井组件的顶部，泥浆桶5则可以直接吊入放置在泥浆泵6的顶部。

本实施例在实施时，通过钻井组件旋转和升降实现钻探，钻探过程中产生的泥浆由泥浆泵6及时抽取至泥浆桶5中暂时储存，存储一定时间后将泥浆桶5吊出井外进行清理。

如图1至图3所示，钻井组件包括壳体1、钻头、驱动钻头旋转的驱动组件 2、驱动钻头升降的升降组件3以及将钻井组件固定于井壁的固定组件4，钻头连接于驱动组件2的输出端，驱动组件2与升降组件3活动连接，驱动组件2、升降组件3置于壳体1内部，固定组件4至少部分安装在壳体1内部。在实施时，固定组件4将壳体1支撑在井壁，保证旋转运动和升降运动的稳定性；驱动组件 2驱动钻头旋转，同时驱动组件2相对升降组件3向下活动探取，较好地实现钻井操作。为了实现钻井组件自动升降和自动旋转，本实施例可设置控制器16并将固定组件4、驱动组件2、升降组件3的动力部分连接于控制器16的输出端；可在控制器的输入端连接遥控器等信号发送模块发送控制信号实现远程对固定组件、驱动组件及升降组件的动作控制。

为便于泥浆管的布置，本实施例在壳体1与第一固定管42之间预留有空隙作为第一泥浆管进口11，在泥浆泵6外设置外壳并在外壳与泥浆泵6之间设有第二泥浆管进口12和泥浆管出口13，第二泥浆管进口12与泥浆管出口13垂直设置，第二泥浆管进口12设置在外壳的底部，泥浆管出口13设置在外壳的侧部，如图6所示；但需要说明的时，上述第一泥浆管进口11、第二泥浆管进口12、泥浆管出口13的位置布置是为了根据泥浆泵6的结构而做出的合理布局，而不作为限制性的规定。

其中，如图1、图2所示，驱动组件2包括电机21、连接于电机21输出端的传动轴22以及套设于传动轴22外周的空心光轴23，钻头与传动轴22连接；电机21工作带动传动轴22旋转，传动轴22带动钻头旋转；传动轴22设置在空心光轴23内，使得钻头的旋转运动和升降运动相互独立，不产生相互影响。本实施例中：为防止泥浆进入空心光轴23中，在空心光轴23与传动轴22之间设置机械水封件24，且在壳体1的底部设置底部密封板14，同时在空心光轴23与密封板的连接处设置密封圈；为便于钻头的连接，在传动轴22的末端连接有轴承25；为防止空心光轴23发生转动，将空心光轴23的一端安装在电机21外壳上。

如图1、图2所示，升降组件3包括啮合设置的行走齿轮31和齿轮条32，齿轮条32设于壳体1内部，电机21连接有支撑部33，行走齿轮31连接于支撑部33。电力驱动行走齿轮31相对齿轮条32运动，钻头跟随向下探取；行走齿轮31与齿轮条32的啮合赋予其较为稳定的运动性能；行走齿轮31包括设置在行走齿轮31中心处的驱动电机21，工作时驱动电机21带动行走齿轮31转动并在齿轮条32上运动。其中，为改善升降运动的稳定性，本实施例的行走齿轮31 至少为两组，且行走齿轮31关于传动轴22中心线对称设置。本实施例还可在电机21的两端、支撑部33的两端设置滑块34，在壳体1内部设置导轨35，通过控制滑块34沿着导轨35设定的路径运动以有效防止升降运动时电机21发生旋转或偏移。另外，为控制行走齿轮31的移动位移，本实施例可在齿轮条32的末端设置限位开关，当行走齿轮31运动到限位开关的位置时，限位开关触发信号并发送至控制器16，控制行走齿轮31反向旋转，上升回复至原位。本实施例可在壳体1内部设有滑触线15，为电机21和行走齿轮31的驱动电机21提供电力。

如图1所示，固定组件4包括第一气缸41以及连接于第一气缸41输出轴的第一固定管42，第一固定管42与井壁贴合设置。本实施例在做升降运动和旋转运动之前，控制第一气缸41工作，驱动第一固定管42运动至与井壁贴合，将钻井组件固定，保证后续钻井工作顺利稳定地进行。具体地，第一固定管42为半圆管，其高度与壳体1的高度相等，第一固定管42为两组，每组固定管上连接两组第一气缸41，其中一组气缸连接在第一固定管42的中上部，另一组第一气缸41连接在第一固定管42的中下部，当然，本实施例第一气缸41的数目可根据应用场景而做相应的增加。其中，第一气缸41设置在壳体1内部，第一气缸 41的输出轴伸出壳体1与第一固定管42连接，本实施例为防止泥浆进入壳体1 内，在第一气缸41的输出轴与壳体1的穿接处设置密封圈。

然而，采用第一固定管42与井壁贴合的方式固定钻井组件，在钻头旋转钻井操作时依然可能会发生位置偏移，本实施例的固定组件4还包括第二气缸43 及连接于第二气缸43输出轴的固定件44，通过固定件44插入井壁周围泥土中有效避免这种位置偏移。为了获得较好的稳固效果，本实施例的固定件44可优选为T字形铁，但并不作为限制性的规定。本实施例的T字形铁可设置为两组，且两组T字形铁可一上一下设置，以进一步改善其稳固效果。

另外，如图1、图2所示，控制器16设置在控制箱内，控制箱设置在壳体1 的顶部，在控制箱的下方设置空气压缩机17，第一气缸41、第二气缸43及装置中其他驱动用气缸排出的气体通至空气压缩机17中进行压缩，压缩气体可作为气源。为保证空气压缩机17的密封性能，在空气压缩机17及控制箱间、或空气压缩机17与其他连接部件间、在控制箱的顶部设置密封板。壳体1内部多种电器工作时会产生较多的热量，为便于热量的及时排出，本实施例在壳体1的底部设置有进风口18和出风口19，在有散热必要时，打开进风口18和出风口19实现散热，如图4所示。

如图4至图5所示，泥浆泵6顶部设有密封顶板61，密封顶板61内设有第三气缸62，第三气缸62的输出轴连接有第二固定管63，第二固定管63与井壁贴合设置。本实施例的泥浆泵6可通过螺纹结构对接在钻井组件的顶部，为防止泥浆泵6工作时产生的振动对钻井动作的影响，本实施例在密封顶板61内设置第三气缸62、在第三气缸62的输出轴连接与井壁贴合设置的第二固定管63，通过驱动第二固定管63运动至紧密贴合在井壁上，起到固定的作用，有效防止泥浆泵6振动对钻井动作的影响；在密封顶板61的顶部设置有吊母64。

如图6至图8所示，为便于泥浆桶5的吊入和吊出，本实施例在泥浆桶5的顶部设有吊耳51，用于连接外力施加装置；为便于后续砂石和泥浆水的处理，本实施例泥浆桶5的上部设有过滤网52，用于截留大颗粒的砂石。如图7、图8 所示，本实施例在泥浆桶5设置有预留口53，为吊母64穿接的钢丝绳预留空间。另外，在泥浆桶5的底部设置有进浆口，进浆口与泥浆管出口13对应，出浆管由进浆口伸入泥浆桶5中，在进浆口的周围设置止水垫54防止泥浆泄漏。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钻井装置，其特征在于，包括可旋转和升降的钻井组件、用于盛装泥浆的泥浆桶(5)以及将井内泥浆抽取至泥浆桶(5)内的泥浆泵(6)，所述泥浆桶(5)、泥浆泵(6)及钻井组件自上而下设置，且泥浆泵(6)设有伸至井底的进浆管以及与泥浆桶(5)连通的出浆管。

2.根据权利要求1所述的钻井装置，其特征在于，所述钻井组件包括壳体(1)、钻头、驱动钻头旋转的驱动组件(2)、驱动钻头升降的升降组件(3)以及将钻井组件固定于井壁的固定组件(4)，所述钻头连接于驱动组件(2)的输出端，所述驱动组件(2)与升降组件(3)活动连接，所述驱动组件(2)、升降组件(3)置于壳体(1)内部。

3.根据权利要求2所述的钻井装置，其特征在于，所述驱动组件(2)包括电机(21)、连接于电机(21)输出端的传动轴(22)以及套设于传动轴(22)外周的空心光轴(23)，所述钻头与传动轴(22)连接。

4.根据权利要求3所述的钻井装置，其特征在于，所述升降组件(3)包括啮合设置的行走齿轮(31)和齿轮条(32)，所述齿轮条(32)设于壳体(1)内部，所述电机(21)连接有支撑部(33)，所述行走齿轮(31)连接于支撑部(33)。

5.根据权利要求4所述的钻井装置，其特征在于，所述行走齿轮(31)至少为两组，且行走齿轮(31)关于传动轴(22)中心线对称设置。

6.根据权利要求4所述的钻井装置，其特征在于，所述电机(21)的两端、支撑部(33)的两端均设有滑块(34)，所述壳体(1)内壁设有导轨(35)，所述滑块(34)与导轨(35)滑动连接。

7.根据权利要求2至6任一项所述的钻井装置，其特征在于，所述固定组件(4)包括第一气缸(41)以及连接于第一气缸(41)输出轴的第一固定管(42)，所述第一固定管(42)与井壁贴合设置。

8.根据权利要求7所述的钻井装置，其特征在于，所述固定组件(4)还包括第二气缸(43)以及可插入井壁周围泥土中的固定件(44)，所述固定件(44)连接于第二气缸(43)的输出轴。

9.根据权利要求1所述的钻井装置，其特征在于，所述泥浆泵(6)顶部设有密封顶板(61)，所述密封顶板(61)内设有第三气缸(62)，所述第三气缸(62)的输出轴连接有第二固定管(63)，所述第二固定管(63)与井壁贴合设置。

10.根据权利要求1所述的钻井装置，其特征在于，所述泥浆桶(5)的上部设有用于截留砂石的过滤网(52)，且泥浆桶(5)的顶部设有吊耳(51)。

Images