一種巖石地層定向鑽穿越用正擴鑽具的製作方法
2023-12-10 00:50:26
一種巖石地層定向鑽穿越用正擴鑽具的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種巖石地層定向鑽穿越用正擴鑽具，屬於石油開採領域。所述正擴鑽具包括動力鑽具、中心定位器、擴孔器及導向頭，動力鑽具外部套著與其螺紋連接的中心定位器，動力鑽具、擴孔器及導向頭順次連接，擴孔器包括擴孔器主體、擴孔器芯軸、擴孔器水道、擴孔器牙輪及水嘴，擴孔器主體與擴孔器芯軸焊接相連，擴孔器水道、擴孔器牙輪及水嘴均設置在擴孔器主體上。本實用新型在原有擴孔鑽具組合的基礎上，通過動力鑽具提供了動力，通過中心定位器進行扶正，通過導向頭提供導向，可以有效減少或避免複雜地質管道定向鑽穿越中孔壁嚴重磨損鑽杆的情況，提高鑽杆的使用壽命，提高了施工速度，減少了施工周期和施工費用，減少了經濟投入。
【專利說明】—種巖石地層定向鑽穿越用正擴鑽具
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及石油領域，特別涉及一種巖石地層定向鑽穿越用正擴鑽具，用於長距離巖石非開挖定向鑽擴孔施工。
【背景技術】
[0002]定向鑽穿越施工是通過在已鑽好的導向孔中，使用已通過的鑽杆在出土端安裝擴孔器回擴，數遍擴孔後回拖輸油、輸氣管道，在不破壞地貌的前提下實現管線施工。由於導向孔後一級擴孔存在施工過程中鑽杆與巖壁之間產生摩擦和阻力，對鑽杆產生較大磨損，採用正擴技術就是為了有效減少鑽杆磨損。
[0003]現階段國內、外巖石地質穿越施工任務越來越大，在進行定向鑽施工時，需要進行多級的回拖擴孔施工
[0004]由於回拖擴孔，常規擴孔器承受更大的拉力，與孔壁存在很大的摩擦，從而導致常規鑽具磨損嚴重，施工速度得不到提高，增加了施工周期和施工費用。
實用新型內容
[0005]為了解決現有技術中鑽具磨損嚴重，導致施工速度得不到提高，增加了施工周期和施工費用的問題，本實用新型實施例提供了一種巖石地層定向鑽穿越用正擴鑽具。所述技術方案如下:
[0006]一種巖石地層定向鑽穿越用正擴鑽具，所述正擴鑽具包括動力鑽具、中心定位器、擴孔器及導向頭，所述動力鑽具外部套著與其螺紋連接的所述中心定位器，所述動力鑽具、所述擴孔器及所述導向頭順次通過螺紋連接，所述擴孔器包括擴孔器主體、擴孔器芯軸、擴孔器水道、擴孔器牙輪及水嘴，所述擴孔器主體與所述擴孔器芯軸焊接相連，所述擴孔器水道、所述擴孔器牙輪及所述水嘴均設置在所述擴孔器主體上。
[0007]具體地，所述動力鑽具內部設有渦輪馬達。
[0008]具體地，所述中心定位器包括同心設置的內層圓環和外層圓環，所述內層圓環和所述外層圓環之間焊接有支撐鋼板。
[0009]具體地,所述外層圓環外表面鑲有耐磨帶。
[0010]具體地，所述擴孔器牙輪包括牙掌部分、掌背部分及軸承系統，所述軸承系統採用滾動軸承，並採用鋼球鎖緊結構。
[0011]具體地，所述軸承系統的推力部分採用硬質合金塊。
[0012]具體地，所述擴孔器牙輪掌背部分鑲滿保徑齒。
[0013]具體地，所述擴孔器牙輪採用復錐牙輪結構。
[0014]具體地，所述擴孔器牙輪牙掌部分為方體和圓柱銷定位結構。
[0015]具體地，所述導向頭為8英寸，所述擴孔器為20英寸、所述中心定位器為18英寸。
[0016]本實用新型實施例提供的技術方案帶來的有益效果是:
[0017]本實用新型在原有擴孔鑽具組合的基礎上，通過動力鑽具提供了動力，通過中心定位器進行扶正，通過導向頭提供導向，可以有效減少或避免複雜地質如砂層、礫巖、破碎巖層等管道定向鑽穿越施工中孔壁嚴重磨損鑽杆的情況，提高鑽杆的使用壽命，提高了施工速度，減少了施工周期和施工費用，減少了經濟投入。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是本實用新型實施例提供的巖石地層定向鑽穿越用正擴鑽具的整體裝配圖；
[0020]圖2是本實用新型實施例提供的中心定位器的結構圖；
[0021]圖3是本實用新型實施例提供的擴孔器的整體結構圖；
[0022]圖4A是本實用新型實施例提供的擴孔器主體的主視圖；
[0023]圖4B是圖4A的俯視圖；
[0024]圖4C是圖4A的仰視圖；
[0025]圖5是本實用新型實施例提供的擴孔器牙輪掌背部分的結構圖；
[0026]圖6是本實用新型實施例提供的擴孔器牙輪軸承系統的結構圖；
[0027]圖7A是本實用新型實施例提供的導向頭的主剖視圖；
[0028]圖7B是圖7A中的A-A剖視圖；
[0029]圖7C是圖7A中的B-B剖視圖。
[0030]圖中各符號表示含義如下:
[0031]10動力鑽具，
[0032]20中心定位器，21內層圓環，22外層圓環，23支撐鋼板，24耐磨帶，
[0033]30擴孔器，31擴孔器主體，32擴孔器芯軸，33擴孔器水道，34擴孔器牙輪，34A掌背部分，34B軸承系統，34B1滾動軸承，34B2鋼球鎖緊結構，35水嘴，
[0034]40導向頭。
【具體實施方式】
[0035]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。
[0036]本實用新型在非開挖牙輪焊接式巖石擴孔器技術的基礎上對常規非開挖式巖石擴孔器牙輪34的牙掌、牙輪的安裝、牙輪的形狀等方面進行了創新。使這種擴孔器更滿足巖石正擴的需要。將扶正器、巖石擴孔器、導向頭等進行組合，改變了行業慣性的回擴工藝，實現正擴。具體如下:
[0037]如圖1所示，一種巖石地層定向鑽穿越用正擴鑽具，所述正擴鑽具包括動力鑽具10、中心定位器20、擴孔器30及導向頭40 (還可參見圖7A、7B、7C)，所述動力鑽具10外部套著與其螺紋連接的所述中心定位器20，所述動力鑽具10、所述擴孔器30及所述導向頭40順次通過螺紋連接，如圖3所示，所述擴孔器30包括擴孔器主體31 (還可參見圖4A、4B及圖4C)、擴孔器芯軸32、擴孔器水道33、擴孔器牙輪34及水嘴35，所述擴孔器主體31與所述擴孔器芯軸32焊接相連，所述擴孔器水道33、所述擴孔器牙輪34及所述水嘴35均設置在所述擴孔器主體31上。
[0038]如圖1所示，本實用新型在原有擴孔鑽具組合的基礎上，通過動力鑽具10提供了動力，通過中心定位器20進行扶正，通過導向頭40提供導向，即本實用新型最前方採用導向孔引導頭連接巖石擴孔器30，後端連接帶有扶正器的動力鑽具10為前端擴孔器30提供擴孔動力，可以有效減少或避免複雜地質如砂層、礫巖、破碎巖層等管道定向鑽穿越施工中孔壁嚴重磨損鑽杆的情況，可大大提聞擴孔速度，提聞鑽杆、鑽具的使用效率，提聞鑽杆的使用壽命，提高施工速度，減少了工周期和施工費用，減少經濟投入。
[0039]具體地,參見圖1，所述動力鑽具10內部設有潤輪馬達。
[0040]具體地，如圖2所示，所述中心定位器20包括同心設置的內層圓環21和外層圓環22，所述內層圓環21和所述外層圓環22之間焊接有支撐鋼板23。
[0041]具體地,如圖2所示,所述外層圓環22外表面鑲有耐磨帶24。
[0042]具體地，所述擴孔器牙輪34包括牙掌部分、掌背部分34A (參見圖5)及軸承系統34B(參見圖6)，參見圖6，所述軸承系統34B採用滾動軸承34B1，並採用鋼球鎖緊結構34B2。具體地，參見圖6，所述軸承系統34B的推力部分採用硬質合金塊。採用上述結構適合高轉速擴孔。
[0043]具體地，參見圖5，所述擴孔器牙輪34掌背部分34A鑲滿保徑齒。
[0044]具體地，參見圖3，所述擴孔器牙輪34改進牙輪的外形結構:縮小牙輪齒槽，減小牙輪高度，採用復錐牙輪結構，通過上述改進降低牙輪高度，減輕牙輪重量，節約製造成本，提高牙輪的通用性。
[0045]本實用新型改進了牙輪圓錐體的形狀，使其更適合定向鑽擴孔的使用工況，擴孔過程中受力點的位置更趨合理，有效延長鋼球鎖緊軸承的壽命。
[0046]具體地，參見圖3，所述擴孔器牙輪34牙掌部分為方體和圓柱銷定位結構，使擴孔器牙輪34在擴孔器30上安裝更方便，角度更準確。
[0047]具體地，參見圖7A，所述導向頭40為8英寸，參見圖4，所述擴孔器30為20英寸，參見圖2，所述中心定位器20為18英寸。
[0048]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種巖石地層定向鑽穿越用正擴鑽具，其特徵在於，所述正擴鑽具包括動力鑽具、中心定位器、擴孔器及導向頭，所述動力鑽具外部套著與其螺紋連接的所述中心定位器，所述動力鑽具、所述擴孔器及所述導向頭順次通過螺紋連接，所述擴孔器包括擴孔器主體、擴孔器芯軸、擴孔器水道、擴孔器牙輪及水嘴，所述擴孔器主體與所述擴孔器芯軸焊接相連，所述擴孔器水道、所述擴孔器牙輪及所述水嘴均設置在所述擴孔器主體上。
2.根據權利要求1所述的正擴鑽具，其特徵在於，所述動力鑽具內部設有渦輪馬達。
3.根據權利要求1所述的正擴鑽具，其特徵在於，所述中心定位器包括同心設置的內層圓環和外層圓環，所述內層圓環和所述外層圓環之間焊接有支撐鋼板。
4.根據權利要求3所述的正擴鑽具，其特徵在於，所述外層圓環外表面鑲有耐磨帶。
5.根據權利要求1所述的正擴鑽具，其特徵在於，所述擴孔器牙輪包括牙掌部分、掌背部分及軸承系統，所述軸承系統採用滾動軸承，並採用鋼球鎖緊結構。
6.根據權利要求5所述的正擴鑽具，其特徵在於，所述軸承系統的推力部分採用硬質合金塊。
7.根據權利要求6所述的正擴鑽具，其特徵在於，所述擴孔器牙輪掌背部分鑲滿保徑齒。
8.根據權利要求7所述的正擴鑽具，其特徵在於，所述擴孔器牙輪採用復錐牙輪結構。
9.根據權利要求8所述的正擴鑽具，其特徵在於，所述擴孔器牙輪牙掌部分為方體和圓柱銷定位結構。
10.根據權利要求1-9任一項權利要求所述的正擴鑽具，其特徵在於，所述導向頭為8英寸，所述擴孔器為20英寸、所述中心定位器為18英寸。
【文檔編號】E21B10/34GK203515330SQ201320335725
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年6月9日 優先權日:2013年6月9日
【發明者】趙紹春, 黃維和, 吳益泉, 尹剛乾, 李松, 李雲勇, 胡友生, 姜華 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油天然氣管道局, 天津立林鑽頭有限公司