CN213597902U - 一种水平井定向井防粘卡装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水平井定向井防粘卡装置,属于钻井设备技术领域，包括连接杆、固定杆和钻头，钻头与固定杆的下端固定连接，固定杆的上端中心处固定连接有矩形杆，连接杆的上端开设有多边形结构的连接孔，连接孔与连接杆的下端之间贯穿开设有矩形通孔，矩形杆的上端穿过矩形通孔并固定连接有矩形板，连接杆的下端边角处开设有多个均匀分布的直角缺口，多个直角缺口内均连接有防卡机构，固定杆的杆壁上倾斜固定连接有多个分流板。本实用新型，能够在钻井时分次改变水平井定向井的直径，而且在退出水平井定向井时使得钻柱上扩井部位的折叠收纳，从而能够有效的防止了钻头在井内发生粘卡事故。

Description

一种水平井定向井防粘卡装置

技术领域

本实用新型涉及钻井设备技术领域，尤其涉及一种水平井定向井防粘卡装置。

背景技术

目前正在发展的各种随钻技术和各种导向钻井技术，一方面极大地提髙了轨迹控制能力，另一方面使得井下信息的实时获得量大大增加，钻井时使用到的钻柱是钻头以上，水龙头以下的钢管柱的总称，其主体包括方钻柱、钻柱、钻铤，各种连接接头及稳定器等井下工具组成。

经检索，中国专利授权号为CN211115837U的专利，公开了一种水平井定向井钻柱防卡装置，包括钻柱体，钻柱体的底端固定连接有钻头，钻头的表面固定连接有多个刨土齿，钻柱体的表面内部设有呈螺旋状的泥槽，钻柱体的表面固定连接有多组防卡切割齿，钻柱体的顶端固定连接有套筒，当钻柱体顺时针钻井时发生卡顿，可先逆时针转动一次，利用不同方向的防卡切割齿来对障碍物进行切割，再顺时针旋转一次，这样反复正反装，可快速消除障碍，从而大大提高了防卡顿的功能。上述专利中的一种水平井定向井钻柱防卡装置存在以下不足：防卡切割齿固定不动，在钻柱前行或是退出时防卡切割齿都会与井壁摩擦进而被岩石等硬物卡死，只能不断的反复操作钻柱才能退出水平井定向井内，并且防卡装置也无法起到一定的扩井作用，在钻柱前行时也不易排出钻屑。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中防卡切割齿固定不动，在钻柱前行或是退出时防卡切割齿都会与井壁摩擦进而被岩石等硬物卡死，只能不断的反复操作钻柱才能退出水平井定向井内，并且防卡装置也无法起到一定的括井作用，在钻柱前行时也不易排出钻屑的问题，而提出的一种水平井定向井防粘卡装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种水平井定向井防粘卡装置，包括连接杆、固定杆和钻头，所述钻头与固定杆的下端固定连接，所述固定杆的上端中心处固定连接有矩形杆，所述连接杆的上端开设有多边形结构的连接孔，所述连接孔与连接杆的下端之间贯穿开设有矩形通孔，所述矩形杆的上端穿过矩形通孔并固定连接有矩形板，所述连接杆的下端边角处开设有多个均匀分布的直角缺口，多个所述直角缺口内均连接有防卡机构，所述固定杆的杆壁上倾斜固定连接有多个分流板，多个所述分流板沿固定杆的中心线呈环形分布。

优选的，所述防卡机构包括滑动连接在直角缺口内的连接块，所述连接块的侧壁通过转轴与直角缺口相对的两侧转动连接，所述连接块的下端固定连接有切削块，所述切削块为圆饼状结构，所述固定杆的上端边角处开设有多个均匀分布的豁口，多个所述豁口的一侧均为弧形结构，所述切削块远离连接块的一端与豁口滑动连接。

优选的，所述固定杆的上端开设有多个均匀分布的直角卡槽，多个所述直角卡槽沿固定杆的中心线呈环形分布，所述连接杆的下端固定连接有多个均匀分布的三角形卡块，多个所述三角形卡块沿连接杆的中心线呈环形分布，所述三角形卡块的宽度与直角卡槽的槽口宽度相同。

优选的，所述连接杆的杆壁上固定连接有多个均匀分布的推土片，多个所述推土片的上端共同固定连接有限位环，所述限位环的内侧与连接杆的杆壁固定连接，所述推土片远离连接杆的一侧开设有多个均匀分布的通槽，所述连接杆的杆壁上位于推土片的下方倾斜固定连接有多个铲土板，多个所述铲土板分别位于多个推土片的下方。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种水平井定向井防粘卡装置，具备以下有益效果：

1、该水平井定向井防粘卡装置，通过将连接杆与钻机驱动轴进行连接，钻机驱动装置旋转时，底部的钻头能够初步切削土层内的障碍物，在排出碎屑时，利用分流板组成的螺旋状输送槽快速排出钻屑，并且在螺旋分布的分流板在旋转时能够初步切削钻头钻出的井壁，起到第一步扩孔的作用，并且在钻头与土层接触受力时，固定杆上的矩形杆在矩形通孔内滑动，此时连接杆与固定杆接触，并且切削块移动至豁口内时，利用豁口的弧形面进而能够使得连接块在直角缺口内摆动展开，并且在切削块与井壁接触时，最终切削块和连接块摆动至与连接杆垂直的转态，并受直角缺口的限制停止摆动，从而能够利用切削块和连接块进行二次扩孔，二次扩孔后定向井的直径达到最大，在退回钻柱时，钻机的驱动轴线带动连接杆移动，此时连接杆先在矩形杆上滑动，受到矩形板的限位后再拉动矩形杆，进而使固定杆和钻头移动，此时连接块即可摆动复位带动切削块缩回直角缺口内，进而能够有效的防止切削部件卡滞在井壁内。

2、该水平井定向井防粘卡装置，通过设有的铲土板，在切削块进行二次切削扩井时，产生的钻屑由铲土板铲起并由推土片推动上移，并且在推土片旋转推土时，受到限位环的限位作用，钻屑会在推土片上的通槽内实现互通，并且在推土片的作用下将钻屑推向井壁，填充井壁上破碎岩石的缝隙使得井壁较为光滑，有利于钻柱在定向井内移动，在钻井过程中不易粘卡钻头，提高了钻井的速度。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本实用新型，能够在钻井时分次改变水平井定向井的直径，而且在退出水平井定向井时使得钻柱上扩井部位的折叠收纳，从而能够有效的防止了钻头在井内发生粘卡事故。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种水平井定向井防粘卡装置的结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种水平井定向井防粘卡装置中防卡机构的结构示意图；

图3为本实用新型提出的一种水平井定向井防粘卡装置中固定杆和分流板的结构示意图。

图中：1、连接杆；2、限位环；3、推土片；4、通槽；5、铲土板；6、切削块；7、直角卡槽；8、分流板；9、钻头；10、固定杆； 11、矩形杆；12、连接块；13、三角形卡块；14、矩形板；15、豁口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，因此不能理解为对本实用新型的限制。

参照图1-3，一种水平井定向井防粘卡装置，包括连接杆1、固定杆10和钻头9，钻头9与固定杆10的下端固定连接，固定杆10 的上端中心处固定连接有矩形杆11，连接杆1的上端开设有多边形结构的连接孔，连接孔与连接杆1的下端之间贯穿开设有矩形通孔，矩形杆11的上端穿过矩形通孔并固定连接有矩形板14，连接杆1的下端边角处开设有多个均匀分布的直角缺口，多个直角缺口内均连接有防卡机构，固定杆10的杆壁上倾斜固定连接有多个分流板8，多个分流板8沿固定杆10的中心线呈环形分布，连接杆1的杆壁上固定连接有多个均匀分布的推土片3，多个推土片3的上端共同固定连接有限位环2，限位环2的内侧与连接杆1的杆壁固定连接，推土片 3远离连接杆1的一侧开设有多个均匀分布的通槽4，连接杆1的杆壁上位于推土片3的下方倾斜固定连接有多个铲土板5，多个铲土板5分别位于多个推土片3的下方。

防卡机构包括滑动连接在直角缺口内的连接块12，连接块12的侧壁通过转轴与直角缺口相对的两侧转动连接，连接块12的下端固定连接有切削块6，切削块6为圆饼状结构，固定杆10的上端边角处开设有多个均匀分布的豁口15，多个豁口15的一侧均为弧形结构，切削块6远离连接块12的一端与豁口15滑动连接，固定杆10 的上端开设有多个均匀分布的直角卡槽7，多个直角卡槽7沿固定杆 10的中心线呈环形分布，连接杆1的下端固定连接有多个均匀分布的三角形卡块13，多个三角形卡块13沿连接杆1的中心线呈环形分布，三角形卡块13的宽度与直角卡槽7的槽口宽度相同。

本实用新型中，使用时，将连接杆1与钻机驱动轴进行连接，钻机驱动装置旋转时，底部的钻头9能够初步切削土层内的障碍物，在排出碎屑时，利用分流板8组成的螺旋状输送槽快速排出钻屑，并且在螺旋分布的分流板8在旋转时能够初步切削钻头9钻出的井壁，起到第一步扩孔的作用，并且在钻头9与土层接触受力时，固定杆10 上的矩形杆11在矩形通孔内滑动，此时连接杆1与固定杆10接触，并且切削块6移动至豁口15内时，利用豁口15的弧形面进而能够使得连接块12在直角缺口内摆动展开，并且在切削块6与井壁接触时，最终切削块6和连接块12摆动至与连接杆1垂直的转态，并受直角缺口的限制停止摆动，从而能够利用切削块6和连接块12进行二次扩孔，二次扩孔后定向井的直径达到最大，在退回钻柱时，钻机的驱动轴线带动连接杆1移动，此时连接杆1先在矩形杆11上滑动，受到矩形板14的限位后再拉动矩形杆11，进而使固定杆10和钻头9 移动，此时连接块12即可摆动复位带动切削块6缩回直角缺口内，进而能够有效的防止切削部件卡滞在井壁内，并且在切削块6进行二次切削扩井时，产生的钻屑由铲土板5铲起并由推土片3推动上移，并且在推土片3旋转推土时，受到限位环2的限位作用，钻屑会在推土片3上的通槽4内实现互通，并且在推土片3的作用下将钻屑推向井壁，填充井壁上破碎岩石的缝隙使得井壁较为光滑，有利于钻柱在定向井内移动，在钻井过程中不易粘卡钻头，提高了钻井的速度。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种水平井定向井防粘卡装置，包括连接杆(1)、固定杆(10)和钻头(9)，其特征在于，所述钻头(9)与固定杆(10)的下端固定连接，所述固定杆(10)的上端中心处固定连接有矩形杆(11)，所述连接杆(1)的上端开设有多边形结构的连接孔，所述连接孔与连接杆(1)的下端之间贯穿开设有矩形通孔，所述矩形杆(11)的上端穿过矩形通孔并固定连接有矩形板(14)，所述连接杆(1)的下端边角处开设有多个均匀分布的直角缺口，多个所述直角缺口内均连接有防卡机构，所述固定杆(10)的杆壁上倾斜固定连接有多个分流板(8)，多个所述分流板(8)沿固定杆(10)的中心线呈环形分布。

2.根据权利要求1所述的一种水平井定向井防粘卡装置，其特征在于，所述防卡机构包括滑动连接在直角缺口内的连接块(12)，所述连接块(12)的侧壁通过转轴与直角缺口相对的两侧转动连接，所述连接块(12)的下端固定连接有切削块(6)，所述切削块(6)为圆饼状结构，所述固定杆(10)的上端边角处开设有多个均匀分布的豁口(15)，多个所述豁口(15)的一侧均为弧形结构，所述切削块(6)远离连接块(12)的一端与豁口(15)滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种水平井定向井防粘卡装置，其特征在于，所述固定杆(10)的上端开设有多个均匀分布的直角卡槽(7)，多个所述直角卡槽(7)沿固定杆(10)的中心线呈环形分布，所述连接杆(1)的下端固定连接有多个均匀分布的三角形卡块(13)，多个所述三角形卡块(13)沿连接杆(1)的中心线呈环形分布，所述三角形卡块(13)的宽度与直角卡槽(7)的槽口宽度相同。

4.根据权利要求1所述的一种水平井定向井防粘卡装置，其特征在于，所述连接杆(1)的杆壁上固定连接有多个均匀分布的推土片(3)，多个所述推土片(3)的上端共同固定连接有限位环(2)，所述限位环(2)的内侧与连接杆(1)的杆壁固定连接，所述推土片(3)远离连接杆(1)的一侧开设有多个均匀分布的通槽(4)，所述连接杆(1)的杆壁上位于推土片(3)的下方倾斜固定连接有多个铲土板(5)，多个所述铲土板(5)分别位于多个推土片(3)的下方。

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