在頁巖氣鑽取時的迴轉立軸結構的製作方法

2023-05-02 19:42:16

在頁巖氣鑽取時的迴轉立軸結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種在頁巖氣鑽取時的迴轉立軸結構，箱體和保護罩連接，保護罩中設置有電機，電機連接有輸入軸，輸入軸上套合有錐齒輪一，錐齒輪一連接有錐齒輪二，錐齒輪二和錐齒輪一相互嚙合，錐齒輪二中設置有立軸，立軸連接有上卡盤，立軸連接有下卡盤，立軸內部設置有鑽杆，箱體安裝有橫梁，橫梁和上卡盤之間設置有定位卡，定位卡固定有定位套，箱體固定有液壓缸，液壓缸中設置有活塞，活塞連接有活塞杆，活塞杆與活塞連接，活塞杆安裝有連接板，液壓缸連接有液壓泵，液壓泵連接有液壓池。該迴轉立軸結構的結構簡單，在鑽取過程中能夠承受很大的震動，使得在地層深處的開採時鑽杆能夠保持穩定不變形，提高頁巖氣開採的效率。
【專利說明】在頁巖氣鑽取時的迴轉立軸結構

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種結構，尤其是涉及一種在頁巖氣鑽取時的迴轉立軸結構。

【背景技術】
[0002]頁巖氣是賦存於富有機質泥頁巖及其夾層中，以吸附和游離狀態為主要存在方式的非常規天然氣，成分以甲烷為主，與「煤層氣」、「緻密氣」同屬一類。頁巖氣的形成和富集有著自身獨特的特點，往往分布在盆地內厚度較大、分布廣的頁巖烴源巖地層中。頁巖氣很早就已經被人們所認知，但採集比傳統天然氣困難，隨著資源能源日益匱乏，作為傳統天然氣的有益補充，人們逐漸意識到頁巖氣的重要性。頁巖氣以吸附狀態(大約50%)存在於乾酪根、粘土顆粒及孔隙表面，極少量以溶解狀態儲存於乾酪根、浙青質及石油中天然氣也存在於夾層狀的粉砂巖、粉砂質泥巖、泥質粉砂巖、甚至砂巖地層中為天然氣生成之後，在源巖層內的就近聚集表現為典型的原地成藏模式，與油頁巖、油砂、地浙青等差別較大。與常規儲層氣藏不同，頁巖既是天然氣生成的源巖，也是聚集和保存天然氣的儲層和蓋層。因此有機質含量高的黑色頁巖、高碳泥巖等常是最好的頁巖氣發育條件。
[0003]頁巖亦屬緻密巖石，故也可歸入緻密氣層氣。它起始於阿巴拉契亞盆地的泥盆系頁巖，為暗褐色和黑色，富有機質，可大量生氣。儲集空間以裂縫為主並可以吸附氣和水溶氣形式賦存，為低(負)壓、低飽和度(30%左右)，因而為低產。但在裂縫發育帶可獲較高產量，井下爆炸和壓裂等改造措施效果也好。頁巖氣開發具有開採壽命長和生產周期長的優點——大部分產氣頁巖分布範圍廣、厚度大，且普遍含氣，使得頁巖氣井能夠長期地穩定產氣。但頁巖氣儲集層滲透率低，開採難度較大。隨著世界能源消費的不斷攀升，包括頁巖氣在內的非常規能源越來越受到重視。美國和加拿大等國已實現頁巖氣商業性開發。過去十年內，頁巖氣已成為美國一種日益重要的天然氣資源，同時也得到了全世界其他國家的廣泛關注。2000年，美國頁巖氣產量僅佔天然氣總量的1% ;而到2010年，因為水力壓裂、水平鑽井等技術的發展，頁巖氣所佔的比重已超過20%。頁巖氣開採時一般的深度都是在地層深處，傳統的開採機構在鑽取時震動大，鑽杆在地層中受到較大的震動產生變形，使得頁巖氣的開採非常困難，開採成本增加。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在於克服上述現有開採機構在鑽取時震動大，鑽杆在地層中受到較大的震動產生變形，使得頁巖氣的開採非常困難，開採成本增加的問題，設計了一種在頁巖氣鑽取時的迴轉立軸結構，該迴轉立軸結構的結構簡單，在鑽取過程中能夠承受很大的震動，使得在地層深處的開採時鑽杆能夠保持穩定不變形，提高頁巖氣開採的效率，解決了現有開採機構在鑽取時震動大，鑽杆在地層中受到較大的震動產生變形，使得頁巖氣的開採非常困難，開採成本增加的問題。
[0005]本實用新型的目的通過下述技術方案實現:在頁巖氣鑽取時的迴轉立軸結構，包括內部中空的保護罩，所述保護罩外部設置有內部中空的箱體，且箱體和保護罩連接，所述保護罩中設置有電機，電機連接有輸入軸，輸入軸一端與電機連接，另一端設置在保護罩外部，輸入軸設置在保護罩外部的一端的外壁上套合有錐齒輪一，錐齒輪一連接有錐齒輪二，且錐齒輪二和錐齒輪一相互嚙合，錐齒輪二和錐齒輪一均設置在箱體中，錐齒輪二中設置有內部中空的立軸，且立軸的兩端穿過錐齒輪二的中心後設置在箱體外部，立軸的頂端連接有上卡盤，立軸的底端連接有下卡盤，立軸內部設置有鑽杆，且鑽杆的中心線和立軸的中心線重合，鑽杆的兩端分別與上卡盤和下卡盤連接，箱體設置在上卡盤和下卡盤之間，箱體的頂端安裝有橫梁，立軸和鑽杆均穿過橫梁，橫梁設置在上卡盤的下方，橫梁和上卡盤之間設置有定位卡，定位卡的頂端與上卡盤的底端連接，定位卡的底端固定有定位套，定位套的頂端與定位卡的底端固定，定位套的底端設置在橫梁中且與橫梁固定，立軸和鑽杆均穿過定位套，且立軸的中心線、鑽杆的中心線和定位套的中心線重合，箱體的外壁固定有液壓缸，液壓缸中設置有活塞，活塞連接有活塞杆，活塞杆的底端與活塞連接，活塞杆的頂端伸出液壓缸的頂端後安裝有連接板，且連接板與橫梁固定，液壓缸連接有液壓泵，液壓泵連接有液壓池，且液壓泵與液壓缸的連接處位於活塞的下方。
[0006]所述箱體上設置有變角裝置，變角裝置同時與箱體和保護罩連接，且變角裝置的兩端分別設置在箱體和保護罩中。
[0007]所述橫梁和箱體之間設置有減震墊，且減震墊的頂端與橫梁的底端連接，減震墊的底端和箱體的頂端連接，立軸和鑽杆均穿過減震墊。
[0008]綜上所述，本實用新型的有益效果是:該迴轉立軸結構的結構簡單，在鑽取過程中能夠承受很大的震動，使得在地層深處的開採時鑽杆能夠保持穩定不變形，提高頁巖氣開採的效率，解決了現有開採機構在鑽取時震動大，鑽杆在地層中受到較大的震動產生變形，使得頁巖氣的開採非常困難，開採成本增加的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0010]附圖中標記及相應的零部件名稱:1 一電機；2—保護罩；3—錐齒輪一 ；4一箱體；5一定位套；6—上卡盤；7—定位卡；8—橫梁；9一連接板；10—減震墊；11一錐齒輪二 ；12—液壓缸；13—活塞杆；14一活塞；15—液壓泵；16—液壓池；17—下卡盤；18—立軸；19一鑽杆；20—變角裝置；21—輸入軸。

【具體實施方式】
[0011]下面結合實施例及附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明，但本實用新型的實施方式不僅限於此。
[0012]實施例1:
[0013]如圖1所示，在頁巖氣鑽取時的迴轉立軸結構，包括內部中空的保護罩2，所述保護罩2外部設置有內部中空的箱體4，且箱體4和保護罩2連接，所述保護罩2中設置有電機I，電機I連接有輸入軸21,輸入軸21 —端與電機連接,另一端設置在保護罩2外部,輸入軸21設置在保護罩2外部的一端的外壁上套合有錐齒輪一 3，錐齒輪一 3連接有錐齒輪二11，且錐齒輪二 11和錐齒輪一 3相互嚙合，錐齒輪二 11和錐齒輪一 3均設置在箱體4中，錐齒輪二 11中設置有內部中空的立軸18，且立軸18的兩端穿過錐齒輪二 11的中心後設置在箱體4外部，立軸18的頂端連接有上卡盤6，立軸18的底端連接有下卡盤17，立軸18內部設置有鑽杆19，且鑽杆19的中心線和立軸18的中心線重合，鑽杆19的兩端分別與上卡盤6和下卡盤17連接，箱體4設置在上卡盤6和下卡盤17之間，箱體4的頂端安裝有橫梁8，立軸18和鑽杆19均穿過橫梁8，橫梁8設置在上卡盤6的下方，橫梁8和上卡盤6之間設置有定位卡7，定位卡7的頂端與上卡盤6的底端連接,定位卡7的底端固定有定位套5,定位套5的頂端與定位卡7的底端固定，定位套5的底端設置在橫梁8中且與橫梁8固定，立軸18和鑽杆19均穿過定位套5，且立軸18的中心線、鑽杆19的中心線和定位套5的中心線重合，箱體4的外壁固定有液壓缸12，液壓缸12中設置有活塞14，活塞14連接有活塞杆13，活塞杆13的底端與活塞14連接，活塞杆13的頂端伸出液壓缸12的頂端後安裝有連接板9，且連接板9與橫梁8固定，液壓缸12連接有液壓泵15，液壓泵15連接有液壓池16，且液壓泵15與液壓缸12的連接處位於活塞14的下方。本技術方案是在頁巖氣鑽取時，為了提高鑽取效率，電機I帶動錐齒輪轉動，通過錐齒輪的嚙合使得立軸和鑽杆產生傳動，從而對巖層進行鑽取，這種結構能夠保持鑽取時的平穩，鑽杆不易變形，而且鑽取的效率高，鑽頭藉助鑽機給鑽杆的軸向力和迴轉力作用破碎孔底礦巖。鑽杆拆卸時通過液壓泵15抽取液壓池16中的液壓油到液壓缸12中，推動活塞14運動，使得活塞杆13向上運動，從而使得橫梁向上移動，定位卡7上移使得上卡盤6與立軸和鑽杆脫離接觸，從而實現拆卸，這個過程定位套5也隨之上移，但是始終在橫梁中，該迴轉立軸結構的結構簡單，在鑽取過程中能夠承受很大的震動，使得在地層深處的開採時鑽杆能夠保持穩定不變形，提高頁巖氣開採的效率，而且鑽杆的拆卸方便，解決了現有開採機構在鑽取時震動大，鑽杆在地層中受到較大的震動產生變形，使得頁巖氣的開採非常困難，開採成本增加的問題。
[0014]所述箱體4上設置有變角裝置20，變角裝置20同時與箱體4和保護罩2連接，且變角裝置20的兩端分別設置在箱體4和保護罩2中。變角裝置20是用於調整箱體4和保護罩2之間的連接關係，使得它們之間的角度產生改變，但是只能是採用微調，變角裝置20優先採用調整螺栓，利用改變多個調整螺栓在箱體4和保護罩2之間的伸入長度變化，使得箱體4和保護罩2之間的角度變化，從而立軸18相對於的鉛垂線的角度能夠進行輕微的變化，以調整鑽杆鑽取時角度的改變。
[0015]所述橫梁8和箱體4之間設置有減震墊10，且減震墊10的頂端與橫梁8的底端連接，減震墊10的底端和箱體4的頂端連接，立軸18和鑽杆19均穿過減震墊10。減震墊10是將箱體4在鑽取時受到的震動減弱，以免對橫梁造成很大的影響，使得上卡盤6與鑽杆和立軸18之間產生鬆動，造成安全隱患。
[0016]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，並非對本實用新型做任何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術、方法實質上對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.在頁巖氣鑽取時的迴轉立軸結構，其特徵在於:包括內部中空的保護罩(2)，所述保護罩(2)外部設置有內部中空的箱體(4)，且箱體(4)和保護罩(2)連接，所述保護罩(2)中設置有電機(I)，電機(I)連接有輸入軸(21),輸入軸(21) —端與電機連接,另一端設置在保護罩(2)外部，輸入軸(21)設置在保護罩(2)外部的一端的外壁上套合有錐齒輪一(3)，錐齒輪一(3)連接有錐齒輪二(11)，且錐齒輪二(11)和錐齒輪一(3)相互嚙合，錐齒輪二(11)和錐齒輪一(3 )均設置在箱體(4 )中，錐齒輪二( 11)中設置有內部中空的立軸(18 )，且立軸(18)的兩端穿過錐齒輪二(11)的中心後設置在箱體(4)外部，立軸(18)的頂端連接有上卡盤(6)，立軸(18)的底端連接有下卡盤(17)，立軸(18)內部設置有鑽杆(19)，且鑽杆(19)的中心線和立軸(18)的中心線重合，鑽杆(19)的兩端分別與上卡盤(6)和下卡盤(17)連接，箱體(4)設置在上卡盤(6)和下卡盤(17)之間，箱體(4)的頂端安裝有橫梁(8)，立軸(18)和鑽杆(19)均穿過橫梁(8)，橫梁(8)設置在上卡盤(6)的下方，橫梁(8)和上卡盤(6)之間設置有定位卡(7),定位卡(7)的頂端與上卡盤(6)的底端連接,定位卡(7)的底端固定有定位套(5 ),定位套(5 )的頂端與定位卡(7 )的底端固定,定位套(5 )的底端設置在橫梁(8)中且與橫梁(8)固定，立軸(18)和鑽杆(19)均穿過定位套(5)，且立軸(18)的中心線、鑽杆(19)的中心線和定位套(5)的中心線重合，箱體(4)的外壁固定有液壓缸(12)，液壓缸(12)中設置有活塞(14)，活塞(14)連接有活塞杆(13)，活塞杆(13)的底端與活塞(14)連接，活塞杆(13)的頂端伸出液壓缸(12)的頂端後安裝有連接板(9)，且連接板(9)與橫梁(8)固定，液壓缸(12)連接有液壓泵(15)，液壓泵(15)連接有液壓池(16)，且液壓泵(15)與液壓缸(12)的連接處位於活塞(14)的下方。
2.根據權利要求1所述的在頁巖氣鑽取時的迴轉立軸結構，其特徵在於:所述箱體(4)上設置有變角裝置(20)，變角裝置(20)同時與箱體(4)和保護罩(2)連接，且變角裝置(20)的兩端分別設置在箱體(4)和保護罩(2)中。
3.根據權利要求1所述的在頁巖氣鑽取時的迴轉立軸結構，其特徵在於:所述橫梁(8)和箱體(4)之間設置有減震墊(10)，且減震墊(10)的頂端與橫梁(8)的底端連接，減震墊(10)的底端和箱體(4)的頂端連接，立軸(18)和鑽杆(19)均穿過減震墊(10)。
【文檔編號】E21B7/00GK204163625SQ201420603358
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月20日 優先權日:2014年10月20日
【發明者】楊波, 顏菲, 霍麗麗, 王高傑, 楊東凡, 李其鑫, 黃勇斌, 羅迪 申請人:成都創源油氣技術開發有限公司