本實(shí)用新型涉及石油鉆井領(lǐng)域中鉆井設(shè)備，尤其是一種非定向井井下電動(dòng)鉆具組合系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

非定向井鉆井中的鉆具組合中鉆頭的破巖動(dòng)力來(lái)自井口轉(zhuǎn)盤(pán)，轉(zhuǎn)盤(pán)驅(qū)動(dòng)方鉆桿，帶動(dòng)整個(gè)鉆桿串及鉆頭旋轉(zhuǎn)，鉆頭與巖層旋轉(zhuǎn)摩擦，完成破巖。轉(zhuǎn)盤(pán)驅(qū)動(dòng)方鉆桿的扭矩通常在10000Nm左右，而井底鉆頭破巖實(shí)際需要的扭矩通常僅為3000Nm左右，大量能量被用來(lái)克服鉆桿串與井壁的摩擦阻力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)鉆井技術(shù)的不足，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)降低鉆井成本、提高鉆井速度的非定向井井下電動(dòng)鉆具鉆井系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：

一種非定向井井下電動(dòng)鉆具組合系統(tǒng)，包括：動(dòng)力鉆桿、動(dòng)力鉆桿接頭、止回短節(jié)、釋放短節(jié)、鉆鋌、井下電動(dòng)馬達(dá)、井下電動(dòng)馬達(dá)傳動(dòng)總成、鉆頭，其中動(dòng)力鉆桿接頭和動(dòng)力鉆桿連接；止回短節(jié)與鉆桿接頭連接；釋放短節(jié)與止回短節(jié)連接；鉆鋌與釋放短節(jié)連接；井下電動(dòng)馬達(dá)和鉆鋌連接；井下電動(dòng)馬達(dá)傳動(dòng)總成與井下電動(dòng)馬達(dá)連接；鉆頭與井下電動(dòng)馬達(dá)傳動(dòng)總成連接。

上述方案中所述的動(dòng)力鉆桿為預(yù)先埋設(shè)動(dòng)力電纜的智能鉆桿、敷纜復(fù)合材料連續(xù)管或其他可以進(jìn)行電力傳輸?shù)你@桿，該鉆桿主要用于將地面電力傳輸?shù)骄码妱?dòng)馬達(dá)，是電力傳輸?shù)妮d體，同時(shí)也要能抵消井下電動(dòng)馬達(dá)工作時(shí)產(chǎn)生的反扭矩。

所述的動(dòng)力鉆桿接頭止回短節(jié)、釋放短節(jié)、鉆鋌均可以進(jìn)行電力傳輸，其中的鉆鋌配備數(shù)量為2到10根。

上述方案中所述的動(dòng)力鉆桿接頭與止回短節(jié)、止回短節(jié)與釋放短節(jié)、釋放短節(jié)與鉆鋌、鉆鋌與井下電動(dòng)馬達(dá)之間的電力傳輸連接采用導(dǎo)電滑環(huán)結(jié)構(gòu)或外壁層電纜快插結(jié)構(gòu)。

上述方案中所述的井下電動(dòng)馬達(dá)類型為交流異步電動(dòng)機(jī)、交流永磁電動(dòng)機(jī)或直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，地面控制系統(tǒng)依據(jù)井下電動(dòng)馬達(dá)類型而定。

上述方案中所述的井下電動(dòng)馬達(dá)傳動(dòng)總成由2種傳動(dòng)類型，一種是井下電動(dòng)馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速低，此時(shí)井下電動(dòng)馬達(dá)傳動(dòng)總成為不變速傳動(dòng)結(jié)構(gòu)；一種是井下電動(dòng)馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速高，此時(shí)電動(dòng)馬達(dá)傳動(dòng)總成為減速器傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型的工作過(guò)程是：地面電力經(jīng)動(dòng)力鉆桿、動(dòng)力鉆桿接頭、止回短節(jié)、釋放短節(jié)、鉆鋌，將電力傳輸?shù)骄码妱?dòng)馬達(dá)，與電動(dòng)馬達(dá)輸出端連接的傳動(dòng)軸總成，帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)，完成破巖。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1、本實(shí)用新型所述的非定向井井下電動(dòng)鉆具組合系統(tǒng)中，井下電動(dòng)馬達(dá)輸出動(dòng)力可以直接通過(guò)傳動(dòng)軸、鉆頭作用于巖石上，完成破巖，相比傳統(tǒng)轉(zhuǎn)盤(pán)帶動(dòng)整根鉆桿串一起旋轉(zhuǎn)的破巖方式，既可以節(jié)約大量能量，又能夠提高破巖效率，從而大大提高鉆井速度，縮短建井時(shí)間，節(jié)約鉆井成本。

2、該系統(tǒng)使用動(dòng)力鉆桿如果使用敷纜復(fù)合材料連續(xù)管作為動(dòng)力電纜的傳輸載體，鉆井過(guò)程中不需要接單根，可以節(jié)約大量起下鉆時(shí)間。

3、該系統(tǒng)中使用的井下電動(dòng)馬達(dá)可以進(jìn)行精確控制速度，在處理井下復(fù)雜情況時(shí)更具優(yōu)勢(shì)。

附圖說(shuō)明

附圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

1-動(dòng)力鉆桿；2-動(dòng)力鉆桿接頭；3-止回短節(jié)；4-釋放短節(jié)；5-鉆鋌；6-井下電動(dòng)馬達(dá)；7-井下電動(dòng)馬達(dá)傳動(dòng)總成；8-鉆頭。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明：

參見(jiàn)附圖1，該非定向井井下電動(dòng)鉆具組合系統(tǒng)主要包括：動(dòng)力鉆桿1、動(dòng)力鉆桿接頭2、止回短節(jié)3、釋放短節(jié)4、鉆鋌5、井下電動(dòng)馬達(dá)6、井下電動(dòng)馬達(dá)傳動(dòng)總成7、鉆頭8，其中動(dòng)力鉆桿接頭2和動(dòng)力鉆桿1連接；止回短節(jié)3與鉆桿接頭2連接；釋放短節(jié)4與止回短節(jié)3連接；鉆鋌5與釋放短節(jié)4連接；井下電動(dòng)馬達(dá)6和鉆鋌5連接；井下電動(dòng)馬達(dá)傳動(dòng)總成7與井下電動(dòng)馬達(dá)6連接；鉆頭8與井下電動(dòng)馬達(dá)傳動(dòng)總成7連接。

上述方案中所述的動(dòng)力鉆桿為預(yù)先埋設(shè)動(dòng)力電纜的智能鉆桿、敷纜復(fù)合材料連續(xù)管或其他可以進(jìn)行電力傳輸?shù)你@桿，該鉆桿主要用于將地面電力傳輸?shù)骄码妱?dòng)馬達(dá)，是電力傳輸?shù)妮d體，同時(shí)也要能抵消井下電動(dòng)馬達(dá)工作時(shí)產(chǎn)生的反扭矩。

所述的動(dòng)力鉆桿接頭止回短節(jié)、釋放短節(jié)、鉆鋌均可以進(jìn)行電力傳輸，其中的鉆鋌配備數(shù)量為2到10根。

上述方案中所述的動(dòng)力鉆桿接頭與止回短節(jié)、止回短節(jié)與釋放短節(jié)、釋放短節(jié)與鉆鋌、鉆鋌與井下電動(dòng)馬達(dá)之間的電力傳輸連接采用導(dǎo)電滑環(huán)結(jié)構(gòu)或外壁層電纜快插結(jié)構(gòu)。

上述方案中所述的井下電動(dòng)馬達(dá)類型為交流異步電動(dòng)機(jī)、交流永磁電動(dòng)機(jī)或直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，地面控制系統(tǒng)依據(jù)井下電動(dòng)馬達(dá)類型而定。

上述方案中所述的井下電動(dòng)馬達(dá)傳動(dòng)總成由2種傳動(dòng)類型，一種是井下電動(dòng)馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速低于300轉(zhuǎn)/分，此時(shí)井下電動(dòng)馬達(dá)傳動(dòng)總成為不變速傳動(dòng)結(jié)構(gòu)；一種是井下電動(dòng)馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速高于300轉(zhuǎn)/分，此時(shí)電動(dòng)馬達(dá)傳動(dòng)總成為減速器傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。

實(shí)際使用時(shí)，地面電力經(jīng)動(dòng)力鉆桿、動(dòng)力鉆桿接頭、止回短節(jié)、釋放短節(jié)、鉆鋌，將電力傳輸?shù)骄码妱?dòng)馬達(dá)，與電動(dòng)馬達(dá)輸出端連接的井下電動(dòng)馬達(dá)傳動(dòng)總成，帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)，完成破巖。

本實(shí)用新型中，鉆桿不旋轉(zhuǎn)，井下電動(dòng)馬達(dá)直接帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)、破巖，能量充分利用，相比常規(guī)非定向鉆井鉆具組合，該鉆具組合系統(tǒng)具有（1）能量充分利用，節(jié)能；（2）井下電動(dòng)馬達(dá)控制精度高，對(duì)于復(fù)雜地層處理能力更強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，因此在非定向井鉆井方面具有廣闊的發(fā)展前景。