專利名稱：無(wú)鉆桿電動(dòng)鉆井機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)需鉆桿，靠電纜線傳輸動(dòng)力的無(wú)鉆桿電動(dòng)鉆井機(jī)。
在現(xiàn)有的鉆井機(jī)中，無(wú)論是利用沖擊原理的鉆井機(jī)，還是利用旋轉(zhuǎn)原理的鉆井機(jī)，其都是靠鉆桿傳遞能量進(jìn)行鉆井作業(yè)的。當(dāng)鉆深井時(shí)，如在石油勘探開(kāi)發(fā)中，就需要龐大的鉆機(jī)，高大的井架，諸多的鉆桿，連、拆鉆桿時(shí)繁重勞動(dòng)等。
本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)需鉆桿、靠電纜線將地面上電源的電力傳輸給井底的鉆頭，使井底的鉆頭能完成鉆井任務(wù)的無(wú)鉆桿電動(dòng)鉆井機(jī)。
本發(fā)明的無(wú)鉆桿電動(dòng)鉆井機(jī)由電源、控制器、地面泥漿設(shè)施、絞車、電纜線、控制線、鉆頭提升纜線，泥漿傳輸管，可控制傾斜方向及角度的鉆頭、冷卻器、冷卻液循環(huán)管等組成。地面泥漿設(shè)施通過(guò)泥漿傳輸管及鉆頭的泥漿噴嘴向井底輸泥漿，冷卻器通過(guò)冷卻液循環(huán)管為鉆頭內(nèi)部提供冷卻，絞車可通過(guò)鉆頭提升纜線將鉆頭提升至井口。在本發(fā)明的技術(shù)解決方案中，鉆井所需要的能量是由地面上的電源通過(guò)電纜線向井底鉆頭提供的，鉆頭在控制器的控制下鉆井；鉆頭的中間部分為電動(dòng)機(jī)，鉆頭的前端中央設(shè)置有高壓放電器，軸向沖擊裝置，泥漿噴嘴，鉆頭的前端還設(shè)置旋轉(zhuǎn)切削裝置，鉆頭的后端中央有一進(jìn)線管，鉆頭通過(guò)進(jìn)線管與電纜線、控制線、鉆頭提升纜線，泥漿傳輸管，冷卻液循環(huán)管等相連接；鉆頭后端中央進(jìn)線管外設(shè)置有回升旋轉(zhuǎn)清障裝置，其旋轉(zhuǎn)葉片短于進(jìn)線管，鉆頭后端的外側(cè)設(shè)置有推進(jìn)裝置，鉆頭后端的內(nèi)部設(shè)有鉆頭傾斜方向及角度傳感裝置；鉆頭的次前、次后部設(shè)有側(cè)向可伸展的鉆井方位確定裝置?？刂破魍ㄟ^(guò)控制線與鉆頭相連。當(dāng)鉆頭接受到電源的電力時(shí)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)軸向沖擊裝置，旋轉(zhuǎn)切削裝置，推進(jìn)裝置開(kāi)始工作，軸向沖擊裝置對(duì)鉆頭所遇障礙物沖擊、切削裝置進(jìn)行切削，推進(jìn)裝置側(cè)撐著并斜頂著井壁，井壁對(duì)其的反向力推動(dòng)鉆頭往前進(jìn)，此時(shí)鉆頭內(nèi)的方向、角度傳感器將有關(guān)參數(shù)反饋到控制器，控制器通過(guò)調(diào)控鉆進(jìn)方位確定裝置而確定鉆頭的鉆進(jìn)方位；當(dāng)推進(jìn)裝置的推進(jìn)速度小于某一設(shè)定值時(shí)，即表明鉆頭遇到堅(jiān)硬巖石時(shí)，推進(jìn)裝置將信號(hào)反饋到控制器，控制器控制高壓放電器發(fā)生高壓放電，粉碎鉆頭前端遇到的堅(jiān)硬障礙物，直至推進(jìn)裝置達(dá)到某一推進(jìn)速度的低限以上后，高壓放電器停止放電；鉆頭在井內(nèi)時(shí)，泥漿噴嘴一直噴泥漿；當(dāng)需將鉆頭提升回井口時(shí)，控制器控制電動(dòng)機(jī)使高壓放電器、軸向沖擊裝置、旋轉(zhuǎn)切削裝置、推進(jìn)裝置等處于未工作狀態(tài)，而回升旋轉(zhuǎn)清障裝置開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，絞車通過(guò)鉆頭提升纜線將鉆頭拉升至井口。
由于本發(fā)明采用電纜線對(duì)井底鉆頭提供能量，因而與傳統(tǒng)鉆井機(jī)相比，它可節(jié)省大量的鉆桿，無(wú)需連、拆鉆桿這種繁重的勞動(dòng)。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明

圖1是本發(fā)明無(wú)鉆桿電動(dòng)鉆井機(jī)的示意2是圖1所示的鉆頭的示意1所描述的無(wú)鉆桿電動(dòng)鉆井機(jī)由電源(1)、控制器(2)，地面泥漿設(shè)施(3)，絞車(4)，電纜線(5)，控制線(6)，鉆頭提升纜線(7)，泥漿傳輸管(8)，可控制傾斜方向及角度的鉆頭(9)，冷卻器(10)，冷卻液循環(huán)管(11)等組成；地面泥漿設(shè)施(3)通過(guò)泥漿傳輸管(8)并經(jīng)鉆頭(9)向井底輸泥漿；絞車(4)可通過(guò)鉆頭提升纜線(7)將鉆頭(9)提升到井口；冷卻器(10)通過(guò)冷卻液循環(huán)管(11)為鉆頭(9)內(nèi)部提供冷卻；地面上的電源(1)通過(guò)電纜線(5)向鉆頭(9)提供動(dòng)力，控制器(2)通過(guò)控制線(6)控制鉆頭(9)的鉆進(jìn)過(guò)程。
圖2所描述的鉆頭，其各裝置分別為鉆頭(9)的中間部分為電動(dòng)機(jī)(21)，鉆頭(9)的前端中央設(shè)置有高壓放電器(12)，軸向沖擊裝置(13)，泥漿噴嘴(15)，鉆頭(9)的前端還設(shè)置旋轉(zhuǎn)切削裝置(14)；鉆頭(9)的后端中央有一進(jìn)線管(16)，進(jìn)線管(16)集中進(jìn)鉆頭(9)的電纜線(5)，控制線(6)、鉆頭提升纜線(7)、泥漿傳輸管(8)，冷卻液循環(huán)管(11)；鉆頭(9)后端中央進(jìn)線管外設(shè)置有回升旋轉(zhuǎn)清障裝置(17)，其旋轉(zhuǎn)葉片短于進(jìn)線管(16)，鉆頭(9)后端的外側(cè)設(shè)置有推進(jìn)裝置(18)，鉆頭(9)內(nèi)部設(shè)有鉆頭傾斜方向及角度傳感裝置(19)，鉆頭(9)的次前、次后部設(shè)有則向可伸展的鉆進(jìn)方位確定裝置(20)；當(dāng)鉆頭(9)接受電源(1)的電力時(shí)當(dāng)鉆頭(9)接受到電源(1)的電力時(shí)，電機(jī)(21)帶動(dòng)軸向沖擊裝置(13)，旋轉(zhuǎn)切削裝置(14)、推進(jìn)裝置(18)開(kāi)始工作，軸向沖擊裝置(13)對(duì)鉆頭(9)遇障礙沖擊，切削裝置(14)進(jìn)行切削，推進(jìn)裝置(18)撐著并斜頂著井壁，井壁對(duì)其的反向力推動(dòng)鉆頭(9)往前進(jìn)，此時(shí)鉆頭(9)內(nèi)的方向、角度傳感器(19)將有關(guān)參數(shù)反饋到控制器(2)，控制器(2)通過(guò)調(diào)控鉆井方位確定裝置(20)而確定鉆頭(9)的鉆進(jìn)方位；當(dāng)推進(jìn)裝置(18)的推進(jìn)速度小于某一設(shè)定值時(shí)，即表明鉆頭遇到硬巖石，推進(jìn)裝置(18)將信號(hào)反饋到控制器(2)，控制器(2)控制高壓放電器(12)發(fā)生高壓放電，粉碎鉆頭(9)前端遇到的堅(jiān)硬障礙物，直至推進(jìn)裝置(18)達(dá)到某一推進(jìn)速度的低限以上后高壓放電器(12)停止放電；鉆頭(9)在井內(nèi)時(shí)，泥漿噴嘴(15)一直噴泥漿；當(dāng)需將鉆頭(9)提升回井口時(shí)，控制器(2)控制電動(dòng)機(jī)(21)使高壓放電器(12)、軸向沖擊裝置(13)、旋轉(zhuǎn)切削裝置(14)，推進(jìn)裝置(18)等處于未工作狀態(tài)，而回升旋轉(zhuǎn)清障裝置(17)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，絞車(4)通過(guò)鉆頭提升纜線(7)將鉆頭(9)拉升至井口。
在本發(fā)明的最佳實(shí)施方案中1、鉆頭(9)的電動(dòng)機(jī)(21)可以為一臺(tái)，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)鉆頭(9)的各裝置工作；電動(dòng)機(jī)(21)也可為2-20臺(tái)，分別帶動(dòng)鉆頭(9)的各裝置工作，電動(dòng)機(jī)可分別分布于鉆頭(9)的前端、中端、后端。
2、電纜線(5)，控制線(6)，鉆頭提升纜線(8)、泥漿傳輸管(8)，冷卻液循環(huán)管(11)在進(jìn)入井內(nèi)前可被捆為一束。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)鉆桿電動(dòng)鉆井機(jī)，它由電源(1)，控制器(2)，地面泥漿設(shè)施(3)，絞車(4)，電纜線(5)，控制線(6)，鉆頭提升纜線(7)，泥漿傳輸管(8)，可控制傾斜方面及角度的鉆頭(9)，冷卻器(10)，冷卻液循環(huán)管(11)組成。地面泥漿設(shè)施(3)通過(guò)泥漿傳輸管(8)并經(jīng)鉆頭(9)的噴嘴(15)向井底輸泥漿，冷卻器(10)通過(guò)冷卻液循環(huán)管(11)為鉆頭(9)內(nèi)部提供冷卻，絞車(4)可通過(guò)鉆頭提升纜線(7)將鉆頭(9)提升至井口，其特征在于地面上的電源(1)通過(guò)電纜線(5)向鉆頭(9)提供動(dòng)力，鉆頭(9)在控制器(2)的控制下鉆井；鉆頭(9)的中間部分為電動(dòng)機(jī)(21)，鉆頭(9)的前端中央設(shè)置有高壓放電器(12)、軸向沖擊裝置(13)、泥漿噴嘴(15)，鉆頭(9)的前端還設(shè)置旋轉(zhuǎn)切削裝置(14)；鉆頭(9)的后端中央有一進(jìn)線管(16)集中進(jìn)鉆頭(9)的電纜線(5)、控制線(6)、鉆頭提升纜線(7)、泥漿傳輸管(8)、冷卻液循環(huán)管(11)，鉆頭(9)后端中央進(jìn)線管外設(shè)置有回升旋轉(zhuǎn)清障裝置(17)，其旋轉(zhuǎn)葉片短于進(jìn)線管(16)，鉆頭(9)后端的外側(cè)設(shè)置有推進(jìn)裝置(18)；鉆頭(9)內(nèi)部設(shè)有鉆頭傾斜方面及角度傳感裝置(19)；鉆頭(9)的次前，次后部設(shè)有側(cè)向可伸展的鉆井方位確定裝置(20)；控制器(2)通過(guò)控制線(6)與鉆頭(9)相連；當(dāng)鉆頭(9)接受到電源(1)的電力時(shí)，電動(dòng)機(jī)(21)帶動(dòng)軸向沖擊裝置(13)，旋轉(zhuǎn)切削裝置(14)、推進(jìn)裝置(18)開(kāi)始工作，軸向沖擊裝置(13)對(duì)鉆頭(9)遇障礙沖擊，切削裝置(14)進(jìn)行切削，推進(jìn)裝置(18)撐著并斜頂著井壁，井壁對(duì)其的反向力推動(dòng)鉆頭(9)往前進(jìn)，此時(shí)鉆頭(9)內(nèi)的方向、角度傳感器(19)將有關(guān)參數(shù)反饋到控制器(2)，控制器(2)通過(guò)調(diào)控鉆井方位確定裝置(20)而確定鉆頭(9)的鉆進(jìn)方位；當(dāng)推進(jìn)裝置(18)的推進(jìn)速度小于某一設(shè)定值時(shí)，即表明鉆頭遇到硬巖石，推進(jìn)裝置(18)將信號(hào)反饋到控制器(2)，控制器(2)控制高壓放電器(12)發(fā)生高壓放電，粉碎鉆頭(9)前端遇到的堅(jiān)硬障礙物，直至推進(jìn)裝置(18)達(dá)到某一推進(jìn)速度的低限以上后高壓放電器(12)停止放電；鉆頭(9)在井內(nèi)時(shí)，泥漿噴嘴(15)一直噴泥漿；當(dāng)需將鉆頭(9)提升回井口時(shí)，控制器(2)控制電動(dòng)機(jī)(21)使高壓放電器(12)、軸向沖擊裝置(13)、旋轉(zhuǎn)切削裝置(14)，推進(jìn)裝置(18)等處于未工作狀態(tài)，而回升旋轉(zhuǎn)清障裝置(17)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，絞車(4)通過(guò)鉆頭提升纜線(7)將鉆頭(9)拉升至井口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)鉆桿電動(dòng)鉆井機(jī)，其特征在于電動(dòng)機(jī)(21)可以為一臺(tái)，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)鉆頭(9)的各裝置工作；電動(dòng)機(jī)(21)也可為2-20臺(tái)，分別帶動(dòng)鉆頭(9)的各裝置工作，電動(dòng)機(jī)(21)也可分別分布于鉆頭(9)的前端、中端、后端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)鉆桿電動(dòng)鉆井機(jī)，其特征在于電纜線(5)、控制線(6)、鉆頭提升纜線(7)，泥漿傳輸管(8)，冷卻液循環(huán)管(11)在進(jìn)入井內(nèi)前可被捆為一束。
全文摘要
本發(fā)明是一種無(wú)鉆桿電動(dòng)鉆井機(jī),它由電源、控制器、地面泥漿設(shè)施、絞車、電纜線、控制線,鉆頭提升纜線,泥漿傳輸管,冷卻液循環(huán)管,冷卻器,可控制傾斜方面及角度的鉆頭組成;本發(fā)明通過(guò)電纜線將地面上電源的電力傳輸給井底的鉆頭,在控制器的控制下井底的鉆頭完成鉆井任務(wù)。
文檔編號(hào)E21B4/00GK1339649SQ0113322
公開(kāi)日2002年3月13日 申請(qǐng)日期2001年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月12日
發(fā)明者吳永根 申請(qǐng)人:吳永根