CN2821127Y - 间歇蠕动推进式钻井机 - Google Patents

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Abstract

间歇蠕动推进式钻井机，在带有顶部悬挂结构并可经悬挂装置悬置于井架上的钻机体结构中，设置有用于与井孔周壁结构相互定位的定位机构，钻机体中设置有可作间歇式轴向伸缩运动的推进机构和由其带动进退的钻杆推进单元。钻机体结构包括顺序连接的钻机前单元体和钻机后单元体。钻机后单元体经支承连接结构与第一液压单元连接；另有一第二液压单元，其前、后两端分别连接于钻机前单元体的尾端和第一液压单元伸缩活塞的前端，第二液压单元伸缩活塞的前端与钻杆推进单元连接。通过两液压单元伸缩活塞间歇交替的伸缩运动，带动钻机前、后两单元作同步的间歇蠕动式前移/后退，完成钻进作业，结构上和工作过程都更加稳定可靠。

Description

间歇蠕动推进式钻井机
技术领域
本实用新型涉及的是一种钻井设备，特别是一种能以间歇蠕动式推进的钻井设备。
背景技术
为解决传统钻井设备的体积庞大沉重，能耗高等问题，本技术发明人在公告号为CN2357120Y的中国专利文献中提出了一种蠕动式延伸作业的钻井机，采用了一种在带有顶部悬挂结构并可经相应的悬挂装置悬置于井架上的结构，其中设置有用于与井孔周壁结构相互定位的定位机构，并在钻机体中设置有可作间歇式轴向伸缩运动的推进机构和由其带动进退的钻杆推进单元，通过可该可作间歇式轴向伸缩运动的推进机构同步带动钻杆推进单元作间歇交替式伸缩运动而完成钻进作业，从而摆脱了传统笨重庞杂的钻井设备及硕长的钻杆，使钻井设备结构简化小巧，成本降低，而且还可以不受钻井深度的限制。实践中发现，该文献提出通过由加压伸缩气囊结构作为间歇式伸缩机构，有时尚难以令人满意，例如当钻井孔径较大时，其钻进时推进压力的提高易受到限制，且该气囊式结构易损坏失效，影响使用寿命。另一方面，在进行钻进作业时，使钻井机与井孔周壁或井壁套管间相互定位是必须的，其也是通过高压气囊结构的膨胀力实现的，在有些情况下，特别是在遇有如卵石、沙层、空洞、水层等复杂的地质结构时，该高压气囊式的定位结构与井孔周壁间的定位锁紧效果也常有不够理想之处。
实用新型内容
针对上述情况，本实用新型将提供一种改进结构的间歇蠕动推进式钻井机，使其结构更加可靠，间歇式的钻进作业过程更加稳定，且具有更理想的广泛适应性。
本实用新型的间歇蠕动推进式钻井机，是在上述文献的钻井机结构的基础上，即同样是在带有顶部悬挂结构、并可经悬挂装置悬置于井架上的钻机体结构中，设置有用于与井孔周壁结构相互定位的定位机构，并在钻机体中设置有可作间歇式轴向伸缩运动的推进机构和由其带动进退的钻杆推进单元。所说的钻机体结构中包括有顺序连接的钻机前单元体和钻机后单元体。其中该钻机后单元体经支承连接结构与第一液压单元连接。另有一第二液压单元，其同时分别与钻机前单元体的后端和第一液压单元伸缩活塞的前端相连接，第二液压单元伸缩活塞的前端与钻杆推进单元连接。在钻机前单元体和钻机后单元体外分别设置有用于与井孔周壁结构相互定位的定位机构。
在上述的结构中，由于前、后两个钻机单元体是通过第一液压单元相互连接的，且两钻井单元体外分别又都设置有用于与井孔周壁结构相互定位的定位机构，因此，使两钻井单元体中的任何一个与井孔周壁结构处于相对固定的定位状态，而另一个钻井单元体处于非定位的放松状态，则通过两钻井单元体间起连接作用的该第一液压单元中的活塞伸缩运动，即可使该非定位放松状态的钻井单元体作轴向的进退运动。如此使前后两钻井单元体被交替定位和放松，并结合其间连接的该第一液压单元的活塞运动，即可实现钻井设备的间歇蠕动式推进。而当前后两钻井单元体均处于与井孔周壁的定位固定状态，通过第二液压单元中的活塞顶伸运动，即可体供钻杆推进单元作向前钻进作业的推动力。由于钻机单元的间歇式的推进运动和钻杆单元的钻进推动力都是通过液压单元进行的，因此无论其结构性能还是工作性能都更加稳定可靠，推进作用力也更加强大且易于调控。
上述结构中，所说该前、后两钻机单元体及连接于其间的该第一液压单元的具体设置方式可以有不同的形式，例如在一个具体实施例中采用的，是使所说该钻机后单元体的支承连接结构为具有轴向延伸内容腔形式的结构件，并将第一液压单元固连于该内容腔中，其液压单元伸缩活塞的前端经配合于支承连接结构中的定位导向结构作伸缩运动，并以其前端连接于第二液压单元的后端处。进一步，还可以使所说该支承连接结构的轴向延伸内容腔至少在一端具有贯通开口，固定于其中的该第一液压单元的伸缩活塞经配合于其一贯通开口方向侧的所说定位导向结构作伸缩运动，并以其前端连接于第二液压单元的后端。由于其可以使第二液压单元的伸缩运动能经支承连接结构的轴向延伸内容腔贯通开口处深入到支承连接结构的内容腔中，因而可以使结构更加紧凑，有利于进一步减小设备的体积。
在上述结构地方基础上，进一步的改进还可以包括，将所说的钻机前单元体和/或钻机后单元体外设置的用于与井孔周壁结构相互定位的定位机构，采用为沿圆周对称设置的至少两个液压装置，其液压伸缩活塞端可与井孔周壁结构相互顶撑定位。
在这一改进结构中，由于使钻井装置与井孔周壁结构相互定位所依靠的，是该定位液压装置中的伸缩活塞在径向平面上作用于井孔周壁上的顶推正压力，因此在设置该定位液压顶推装置时，除采用斜向设置而使其活塞在斜向运动时同样能产生在径向平面方向上的正向顶推分力外，最好是将该定位液压装置沿径向平面方向设置，以使其顶推活塞能直接通过在径向平面方向上的伸缩运动与周壁作正向的顶推配合，能获得最大的径向定位顶推力。
进一步，为提高上述定位液压装置的顶推活塞作用于井孔周壁结构上的定位可靠性，减少和/或避免受井孔周围复杂地质结构的影响，在所说该定位液压装置中可与井孔周壁结构相接触的活塞顶触端部还可以再设置有能扩大顶推范围的顶推配合体。
上述结构中包括为用于提供间歇蠕动推进、钻杆推进及定位顶推等所设置的液压单元和/或液压装置，均可以在目前的常规使用的各种液压设备中选用，并无特殊要求。
本实用新型上述结构的间歇蠕动推进式钻井机可以满意地解决CN2357120Y的蠕动式钻井机的不足，特别是当钻井孔径较大时，解决了钻进时提高推进压力受限的问题，并且解决了其气囊式结构易损坏失效和影响使用寿命的问题。另一方面，在进行钻进作业时，也有效地解决了使钻井机与井孔周壁或井壁套管间相互定位锁紧的可靠性和稳定性，并且可以不受如卵石、沙层、空洞、水层等复杂的地质结构的影响。
以下通过由附图所示实施例的具体实施方式，对本实用新型的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本实用新型上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本实用新型的范围内。
附图说明
图1是本实用新型一种间歇蠕动推进式钻井机的轴向剖面结构示意图。
图2是图1的A-A断面结构示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本例间歇蠕动推进式钻井机的基本结构和原理，与前述文献类似，即在带有顶部悬挂结构1并可经悬挂装置悬置于井架(图中未表示出)上的钻机体结构中，设置有用于与井孔套管等井孔周壁结构5相互撑顶而处于被相对固定的定位机构；在钻机体中设置有可作间歇式轴向伸缩运动的推进机构和由其带动进退的钻杆推进单元10，其中包括由后向前顺序连接的钻进驱动电机11、钻杆15和钻头16。所说的该钻机体中包括有顺序连接的钻机前单元体18和钻机后单元体17两部分。
钻机后单元体17中有一沿轴向中心设置并具有轴向延伸内容腔19的支承连接结构2，该内容腔的前方为贯通的开口20。在该支承连接结构2的内容腔中固连有第一液压单元6，其伸缩活塞7经配合于支承连接结构在贯通开口20方向侧的定位导向结构21作伸缩运动。
钻机前单元体18中有一沿同一轴向设置的支承结构12，其同样也具有轴向延伸内容空间，钻杆推进单元10经相应的导向结构以可作轴向往复运动的方式配合于支承结构12中。
另设置的一个第二液压单元8，其同时分别与钻机前单元体18的后端和第一液压单元6的伸缩活塞7前端稳固连接，第二液压单元8的伸缩活塞9前端则与上述的钻杆推进单元10连接，以便通过其活塞9的外推实现向钻杆推进单元10提供钻进所需的推进力。
上述在钻机前单元体18和钻机后单元体17外设置的用于与井孔周壁结构5相互定位的定位机构，分别均为在圆周对称位置上沿径向平面方向设置的三组液压机等定位液压装置3，13，每组定位液压机构中均有沿同一轴向设置的两个液压机，且每组中两液压机的活塞端部间分别都设置有连接为整体结构形式的顶撑配合体4，14，以扩大液压顶推活塞与井孔套管等井孔周壁结构5在定位时的顶撑接触范围，提高定位的稳定可靠性。

Claims (7)

1.间歇蠕动推进式钻井机，在带有顶部悬挂结构(1)并可经悬挂装置悬置于井架上的钻机体结构中，设置有用于与井孔周壁结构(5)相互定位的定位机构，钻机体中设置有可作间歇式轴向伸缩运动的推进机构和由其带动进退的钻杆推进单元(10)，其特征是所说的钻机体结构包括顺序连接的钻机前单元体(18)和钻机后单元体(17)，钻机后单元体(17)经支承连接结构(2)与第一液压单元(6)连接；另有一第二液压单元(8)，其同时分别钻机前单元体(18)的后端和第一液压单元(6)伸缩活塞(7)的前端相连接，第二液压单元(8)伸缩活塞(9)的前端与钻杆推进单元(10)连接，钻机前单元体(18)和钻机后单元体(17)外分别设置有用于与井孔周壁结构(5)相互定位的定位机构。
2.如权利要求1所述的间歇蠕动推进式钻井机，其特征是所说的钻机后单元体(17)的支承连接结构(2)为具有轴向延伸内容腔(19)的结构件，第一液压单元(6)固定于该内容腔(19)中，其伸缩活塞(7)经配合于支承连接结构(2)的定位导向结构(21)作伸缩运动，并以其前端连接于第二液压单元(8)的后端。
3.如权利要求2所述的间歇蠕动推进式钻井机，其特征是所说的支承连接结构(2)的轴向延伸内容腔(19)至少在一端具有贯通开口(20)，固定于其中的第一液压单元(6)的伸缩活塞(7)经配合于其一贯通开口(20)侧的所说定位导向结构(21)作伸缩运动，并以其前端连接于第二液压单元(8)的后端。
4.如权利要求1所述的间歇蠕动推进式钻井机，其特征是所说的钻杆推进单元(10)包括由后向前顺序连接的驱动电机(11)、钻杆(15)和钻头(16)，钻杆推进单元(10)以可沿轴向往复移动的方式与钻机前单元体(18)的支承结构(12)的定位导向结构动配合连接。
5.如权利要求1至4之一所述的间歇蠕动推进式钻井机，其特征是所说钻机前单元体(18)和/或钻机后单元体(17)外设置的用于与井孔周壁结构(5)相互定位的定位机构，为沿圆周对称设置的至少两个液压装置(3，13)，其液压伸缩活塞端可与井孔周壁结构(5)相互顶撑定位。
6.如权利要求5所述的间歇蠕动推进式钻井机，其特征是所说的所说的液压装置(3，13)均沿其所在钻井单元体的径面方向设置。
7.如权利要求5所述的间歇蠕动推进式钻井机，其特征是在所说的液压装置(3，13)的液压伸缩活塞端部均设置有扩大顶撑范围的顶撑配合体(4)。
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