專利名稱：間歇蠕動推進(jìn)式鉆井機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是一種鉆井設(shè)備，特別是一種能以間歇蠕動式推進(jìn)的鉆井設(shè)備。
背景技術(shù)：
為解決傳統(tǒng)鉆井設(shè)備的體積龐大沉重，能耗高等問題，本技術(shù)發(fā)明人在公告號為CN2357120Y的中國專利文獻(xiàn)中提出了一種蠕動式延伸作業(yè)的鉆井機(jī)，采用了一種在帶有頂部懸掛結(jié)構(gòu)并可經(jīng)相應(yīng)的懸掛裝置懸置于井架上的結(jié)構(gòu)，其中設(shè)置有用于與井孔周壁結(jié)構(gòu)相互定位的定位機(jī)構(gòu)，并在鉆機(jī)體中設(shè)置有可作間歇式軸向伸縮運(yùn)動的推進(jìn)機(jī)構(gòu)和由其帶動進(jìn)退的鉆桿推進(jìn)單元，通過可該可作間歇式軸向伸縮運(yùn)動的推進(jìn)機(jī)構(gòu)同步帶動鉆桿推進(jìn)單元作間歇交替式伸縮運(yùn)動而完成鉆進(jìn)作業(yè)，從而擺脫了傳統(tǒng)笨重龐雜的鉆井設(shè)備及碩長的鉆桿，使鉆井設(shè)備結(jié)構(gòu)簡化小巧，成本降低，而且還可以不受鉆井深度的限制。實踐中發(fā)現(xiàn)，該文獻(xiàn)提出通過由加壓伸縮氣囊結(jié)構(gòu)作為間歇式伸縮機(jī)構(gòu)，有時尚難以令人滿意，例如當(dāng)鉆井孔徑較大時，其鉆進(jìn)時推進(jìn)壓力的提高易受到限制，且該氣囊式結(jié)構(gòu)易損壞失效，影響使用壽命。另一方面，在進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)時，使鉆井機(jī)與井孔周壁或井壁套管間相互定位是必須的，其也是通過高壓氣囊結(jié)構(gòu)的膨脹力實現(xiàn)的，在有些情況下，特別是在遇有如卵石、沙層、空洞、水層等復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)時，該高壓氣囊式的定位結(jié)構(gòu)與井孔周壁間的定位鎖緊效果也常有不夠理想之處。
實用新型內(nèi)容針對上述情況，本實用新型將提供一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)的間歇蠕動推進(jìn)式鉆井機(jī)，使其結(jié)構(gòu)更加可靠，間歇式的鉆進(jìn)作業(yè)過程更加穩(wěn)定，且具有更理想的廣泛適應(yīng)性。
本實用新型的間歇蠕動推進(jìn)式鉆井機(jī)，是在上述文獻(xiàn)的鉆井機(jī)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，即同樣是在帶有頂部懸掛結(jié)構(gòu)、并可經(jīng)懸掛裝置懸置于井架上的鉆機(jī)體結(jié)構(gòu)中，設(shè)置有用于與井孔周壁結(jié)構(gòu)相互定位的定位機(jī)構(gòu)，并在鉆機(jī)體中設(shè)置有可作間歇式軸向伸縮運(yùn)動的推進(jìn)機(jī)構(gòu)和由其帶動進(jìn)退的鉆桿推進(jìn)單元。所說的鉆機(jī)體結(jié)構(gòu)中包括有順序連接的鉆機(jī)前單元體和鉆機(jī)后單元體。其中該鉆機(jī)后單元體經(jīng)支承連接結(jié)構(gòu)與第一液壓單元連接。另有一第二液壓單元，其同時分別與鉆機(jī)前單元體的后端和第一液壓單元伸縮活塞的前端相連接，第二液壓單元伸縮活塞的前端與鉆桿推進(jìn)單元連接。在鉆機(jī)前單元體和鉆機(jī)后單元體外分別設(shè)置有用于與井孔周壁結(jié)構(gòu)相互定位的定位機(jī)構(gòu)。
在上述的結(jié)構(gòu)中，由于前、后兩個鉆機(jī)單元體是通過第一液壓單元相互連接的，且兩鉆井單元體外分別又都設(shè)置有用于與井孔周壁結(jié)構(gòu)相互定位的定位機(jī)構(gòu)，因此，使兩鉆井單元體中的任何一個與井孔周壁結(jié)構(gòu)處于相對固定的定位狀態(tài)，而另一個鉆井單元體處于非定位的放松狀態(tài)，則通過兩鉆井單元體間起連接作用的該第一液壓單元中的活塞伸縮運(yùn)動，即可使該非定位放松狀態(tài)的鉆井單元體作軸向的進(jìn)退運(yùn)動。如此使前后兩鉆井單元體被交替定位和放松，并結(jié)合其間連接的該第一液壓單元的活塞運(yùn)動，即可實現(xiàn)鉆井設(shè)備的間歇蠕動式推進(jìn)。而當(dāng)前后兩鉆井單元體均處于與井孔周壁的定位固定狀態(tài)，通過第二液壓單元中的活塞頂伸運(yùn)動，即可體供鉆桿推進(jìn)單元作向前鉆進(jìn)作業(yè)的推動力。由于鉆機(jī)單元的間歇式的推進(jìn)運(yùn)動和鉆桿單元的鉆進(jìn)推動力都是通過液壓單元進(jìn)行的，因此無論其結(jié)構(gòu)性能還是工作性能都更加穩(wěn)定可靠，推進(jìn)作用力也更加強(qiáng)大且易于調(diào)控。
上述結(jié)構(gòu)中，所說該前、后兩鉆機(jī)單元體及連接于其間的該第一液壓單元的具體設(shè)置方式可以有不同的形式，例如在一個具體實施例中采用的，是使所說該鉆機(jī)后單元體的支承連接結(jié)構(gòu)為具有軸向延伸內(nèi)容腔形式的結(jié)構(gòu)件，并將第一液壓單元固連于該內(nèi)容腔中，其液壓單元伸縮活塞的前端經(jīng)配合于支承連接結(jié)構(gòu)中的定位導(dǎo)向結(jié)構(gòu)作伸縮運(yùn)動，并以其前端連接于第二液壓單元的后端處。進(jìn)一步，還可以使所說該支承連接結(jié)構(gòu)的軸向延伸內(nèi)容腔至少在一端具有貫通開口，固定于其中的該第一液壓單元的伸縮活塞經(jīng)配合于其一貫通開口方向側(cè)的所說定位導(dǎo)向結(jié)構(gòu)作伸縮運(yùn)動，并以其前端連接于第二液壓單元的后端。由于其可以使第二液壓單元的伸縮運(yùn)動能經(jīng)支承連接結(jié)構(gòu)的軸向延伸內(nèi)容腔貫通開口處深入到支承連接結(jié)構(gòu)的內(nèi)容腔中，因而可以使結(jié)構(gòu)更加緊湊，有利于進(jìn)一步減小設(shè)備的體積。
在上述結(jié)構(gòu)地方基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的改進(jìn)還可以包括，將所說的鉆機(jī)前單元體和/或鉆機(jī)后單元體外設(shè)置的用于與井孔周壁結(jié)構(gòu)相互定位的定位機(jī)構(gòu)，采用為沿圓周對稱設(shè)置的至少兩個液壓裝置，其液壓伸縮活塞端可與井孔周壁結(jié)構(gòu)相互頂撐定位。
在這一改進(jìn)結(jié)構(gòu)中，由于使鉆井裝置與井孔周壁結(jié)構(gòu)相互定位所依靠的，是該定位液壓裝置中的伸縮活塞在徑向平面上作用于井孔周壁上的頂推正壓力，因此在設(shè)置該定位液壓頂推裝置時，除采用斜向設(shè)置而使其活塞在斜向運(yùn)動時同樣能產(chǎn)生在徑向平面方向上的正向頂推分力外，最好是將該定位液壓裝置沿徑向平面方向設(shè)置，以使其頂推活塞能直接通過在徑向平面方向上的伸縮運(yùn)動與周壁作正向的頂推配合，能獲得最大的徑向定位頂推力。
進(jìn)一步，為提高上述定位液壓裝置的頂推活塞作用于井孔周壁結(jié)構(gòu)上的定位可靠性，減少和/或避免受井孔周圍復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響，在所說該定位液壓裝置中可與井孔周壁結(jié)構(gòu)相接觸的活塞頂觸端部還可以再設(shè)置有能擴(kuò)大頂推范圍的頂推配合體。
上述結(jié)構(gòu)中包括為用于提供間歇蠕動推進(jìn)、鉆桿推進(jìn)及定位頂推等所設(shè)置的液壓單元和/或液壓裝置，均可以在目前的常規(guī)使用的各種液壓設(shè)備中選用，并無特殊要求。
本實用新型上述結(jié)構(gòu)的間歇蠕動推進(jìn)式鉆井機(jī)可以滿意地解決CN2357120Y的蠕動式鉆井機(jī)的不足，特別是當(dāng)鉆井孔徑較大時，解決了鉆進(jìn)時提高推進(jìn)壓力受限的問題，并且解決了其氣囊式結(jié)構(gòu)易損壞失效和影響使用壽命的問題。另一方面，在進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)時，也有效地解決了使鉆井機(jī)與井孔周壁或井壁套管間相互定位鎖緊的可靠性和穩(wěn)定性，并且可以不受如卵石、沙層、空洞、水層等復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響。
以下通過由附圖所示實施例的具體實施方式
，對本實用新型的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。但不應(yīng)將此理解為本實用新型上述主題的范圍僅限于以下的實例。在不脫離本實用新型上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng)包括在本實用新型的范圍內(nèi)。


圖1是本實用新型一種間歇蠕動推進(jìn)式鉆井機(jī)的軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的A-A斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1和圖2所示，本例間歇蠕動推進(jìn)式鉆井機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和原理，與前述文獻(xiàn)類似，即在帶有頂部懸掛結(jié)構(gòu)1并可經(jīng)懸掛裝置懸置于井架(圖中未表示出)上的鉆機(jī)體結(jié)構(gòu)中，設(shè)置有用于與井孔套管等井孔周壁結(jié)構(gòu)5相互撐頂而處于被相對固定的定位機(jī)構(gòu)；在鉆機(jī)體中設(shè)置有可作間歇式軸向伸縮運(yùn)動的推進(jìn)機(jī)構(gòu)和由其帶動進(jìn)退的鉆桿推進(jìn)單元10，其中包括由后向前順序連接的鉆進(jìn)驅(qū)動電機(jī)11、鉆桿15和鉆頭16。所說的該鉆機(jī)體中包括有順序連接的鉆機(jī)前單元體18和鉆機(jī)后單元體17兩部分。
鉆機(jī)后單元體17中有一沿軸向中心設(shè)置并具有軸向延伸內(nèi)容腔19的支承連接結(jié)構(gòu)2，該內(nèi)容腔的前方為貫通的開口20。在該支承連接結(jié)構(gòu)2的內(nèi)容腔中固連有第一液壓單元6，其伸縮活塞7經(jīng)配合于支承連接結(jié)構(gòu)在貫通開口20方向側(cè)的定位導(dǎo)向結(jié)構(gòu)21作伸縮運(yùn)動。
鉆機(jī)前單元體18中有一沿同一軸向設(shè)置的支承結(jié)構(gòu)12，其同樣也具有軸向延伸內(nèi)容空間，鉆桿推進(jìn)單元10經(jīng)相應(yīng)的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)以可作軸向往復(fù)運(yùn)動的方式配合于支承結(jié)構(gòu)12中。
另設(shè)置的一個第二液壓單元8，其同時分別與鉆機(jī)前單元體18的后端和第一液壓單元6的伸縮活塞7前端穩(wěn)固連接，第二液壓單元8的伸縮活塞9前端則與上述的鉆桿推進(jìn)單元10連接，以便通過其活塞9的外推實現(xiàn)向鉆桿推進(jìn)單元10提供鉆進(jìn)所需的推進(jìn)力。
上述在鉆機(jī)前單元體18和鉆機(jī)后單元體17外設(shè)置的用于與井孔周壁結(jié)構(gòu)5相互定位的定位機(jī)構(gòu)，分別均為在圓周對稱位置上沿徑向平面方向設(shè)置的三組液壓機(jī)等定位液壓裝置3，13，每組定位液壓機(jī)構(gòu)中均有沿同一軸向設(shè)置的兩個液壓機(jī)，且每組中兩液壓機(jī)的活塞端部間分別都設(shè)置有連接為整體結(jié)構(gòu)形式的頂撐配合體4，14，以擴(kuò)大液壓頂推活塞與井孔套管等井孔周壁結(jié)構(gòu)5在定位時的頂撐接觸范圍，提高定位的穩(wěn)定可靠性。
權(quán)利要求1.間歇蠕動推進(jìn)式鉆井機(jī)，在帶有頂部懸掛結(jié)構(gòu)(1)并可經(jīng)懸掛裝置懸置于井架上的鉆機(jī)體結(jié)構(gòu)中，設(shè)置有用于與井孔周壁結(jié)構(gòu)(5)相互定位的定位機(jī)構(gòu)，鉆機(jī)體中設(shè)置有可作間歇式軸向伸縮運(yùn)動的推進(jìn)機(jī)構(gòu)和由其帶動進(jìn)退的鉆桿推進(jìn)單元(10)，其特征是所說的鉆機(jī)體結(jié)構(gòu)包括順序連接的鉆機(jī)前單元體(18)和鉆機(jī)后單元體(17)，鉆機(jī)后單元體(17)經(jīng)支承連接結(jié)構(gòu)(2)與第一液壓單元(6)連接；另有一第二液壓單元(8)，其同時分別鉆機(jī)前單元體(18)的后端和第一液壓單元(6)伸縮活塞(7)的前端相連接，第二液壓單元(8)伸縮活塞(9)的前端與鉆桿推進(jìn)單元(10)連接，鉆機(jī)前單元體(18)和鉆機(jī)后單元體(17)外分別設(shè)置有用于與井孔周壁結(jié)構(gòu)(5)相互定位的定位機(jī)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的間歇蠕動推進(jìn)式鉆井機(jī)，其特征是所說的鉆機(jī)后單元體(17)的支承連接結(jié)構(gòu)(2)為具有軸向延伸內(nèi)容腔(19)的結(jié)構(gòu)件，第一液壓單元(6)固定于該內(nèi)容腔(19)中，其伸縮活塞(7)經(jīng)配合于支承連接結(jié)構(gòu)(2)的定位導(dǎo)向結(jié)構(gòu)(21)作伸縮運(yùn)動，并以其前端連接于第二液壓單元(8)的后端。
3.如權(quán)利要求2所述的間歇蠕動推進(jìn)式鉆井機(jī)，其特征是所說的支承連接結(jié)構(gòu)(2)的軸向延伸內(nèi)容腔(19)至少在一端具有貫通開口(20)，固定于其中的第一液壓單元(6)的伸縮活塞(7)經(jīng)配合于其一貫通開口(20)側(cè)的所說定位導(dǎo)向結(jié)構(gòu)(21)作伸縮運(yùn)動，并以其前端連接于第二液壓單元(8)的后端。
4.如權(quán)利要求1所述的間歇蠕動推進(jìn)式鉆井機(jī)，其特征是所說的鉆桿推進(jìn)單元(10)包括由后向前順序連接的驅(qū)動電機(jī)(11)、鉆桿(15)和鉆頭(16)，鉆桿推進(jìn)單元(10)以可沿軸向往復(fù)移動的方式與鉆機(jī)前單元體(18)的支承結(jié)構(gòu)(12)的定位導(dǎo)向結(jié)構(gòu)動配合連接。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述的間歇蠕動推進(jìn)式鉆井機(jī)，其特征是所說鉆機(jī)前單元體(18)和/或鉆機(jī)后單元體(17)外設(shè)置的用于與井孔周壁結(jié)構(gòu)(5)相互定位的定位機(jī)構(gòu)，為沿圓周對稱設(shè)置的至少兩個液壓裝置(3，13)，其液壓伸縮活塞端可與井孔周壁結(jié)構(gòu)(5)相互頂撐定位。
6.如權(quán)利要求5所述的間歇蠕動推進(jìn)式鉆井機(jī)，其特征是所說的所說的液壓裝置(3，13)均沿其所在鉆井單元體的徑面方向設(shè)置。
7.如權(quán)利要求5所述的間歇蠕動推進(jìn)式鉆井機(jī)，其特征是在所說的液壓裝置(3，13)的液壓伸縮活塞端部均設(shè)置有擴(kuò)大頂撐范圍的頂撐配合體(4)。
專利摘要間歇蠕動推進(jìn)式鉆井機(jī)，在帶有頂部懸掛結(jié)構(gòu)并可經(jīng)懸掛裝置懸置于井架上的鉆機(jī)體結(jié)構(gòu)中，設(shè)置有用于與井孔周壁結(jié)構(gòu)相互定位的定位機(jī)構(gòu)，鉆機(jī)體中設(shè)置有可作間歇式軸向伸縮運(yùn)動的推進(jìn)機(jī)構(gòu)和由其帶動進(jìn)退的鉆桿推進(jìn)單元。鉆機(jī)體結(jié)構(gòu)包括順序連接的鉆機(jī)前單元體和鉆機(jī)后單元體。鉆機(jī)后單元體經(jīng)支承連接結(jié)構(gòu)與第一液壓單元連接；另有一第二液壓單元，其前、后兩端分別連接于鉆機(jī)前單元體的尾端和第一液壓單元伸縮活塞的前端，第二液壓單元伸縮活塞的前端與鉆桿推進(jìn)單元連接。通過兩液壓單元伸縮活塞間歇交替的伸縮運(yùn)動，帶動鉆機(jī)前、后兩單元作同步的間歇蠕動式前移/后退，完成鉆進(jìn)作業(yè)，結(jié)構(gòu)上和工作過程都更加穩(wěn)定可靠。
文檔編號E21B7/00GK2821127SQ200520034288
公開日2006年9月27日 申請日期2005年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月26日
發(fā)明者李正炳, 李春 申請人:四川省玉斧無桿自動鉆井機(jī)有限公司