非開挖水平定向鑽電鑽杆的製作方法

2023-10-11 14:41:14 1

非開挖水平定向鑽電鑽杆的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種非開挖水平定向鑽電鑽杆，是為優化水平定向鑽電鑽杆的功能而設計的。本電鑽杆插針套和插槽套的軸套上均連接緊定鎖母、端蓋、壓套、密封膠套屏蔽套和套筒，並設有隔離護套和鎖緊螺母；插針套連接鑽杆內壁臺肩，插槽套連接鑽杆端面，絕緣電纜兩端分別插在插針套和插槽套內，並分別連接插針組件和絕緣插槽。本電鑽杆安裝完成後，由電纜通電，驅動擴孔器擴孔。水平定向鑽機為電鑽杆提供反扭矩和軸向力，實現電動擴孔的扭矩傳遞、輸送泥漿和電力與信號傳輸，完成使用水平定向鑽電鑽杆的擴孔作業。本電鑽杆結構簡單，密封絕緣安全可靠，傳輸功率大，泥漿節流作用影響小，故障率低，現場安裝操作方便，改裝費用低。
【專利說明】非開挖水平定向鑽電鑽杆

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種非開挖水平定向鑽電鑽杆，屬於水平定向鑽穿越【技術領域】。

【背景技術】
[0002]水平定向鑽穿越施工是由鑽機驅動鑽杆旋轉，提供拉力和扭矩，泥漿由鑽杆注入，整個鑽柱旋轉，擴孔器前端承受拉力和扭矩作用。擴孔器拖曳的鑽杆較長、柔性大、效率低、能耗較高且破巖動力不足。對於大口徑、長距離且地層複雜的管道水平定向鑽施工來說，用地面鑽機和鑽柱驅動擴孔器進行多級擴孔的難度較大，擴孔動力明顯不足，效率低且故障率高。有效的解決方法是利用動力鑽具直接驅動擴孔器擴孔或複合擴孔，但常規動力鑽因受泥漿、泵閥等配套設施的制約，輸出功率、扭矩和使用壽命均比較有限。超常規大功率螺杆及渦輪鑽具的直徑和重量均較大，加工製造困難，使用維修不便，存在地層、孔徑和施工長度等限制。
[0003]電動鑽具在動力輸出範圍、地質適應性、靈活性、使用壽命和智能化水平等方面具有較大的優勢和提升潛力，大功率或超大功率的電動鑽具可用於大口徑電動鑽井和定向鑽電動擴孔。目前，石油鑽井電傳輸鑽杆的故障率較高、安全性差、傳輸功率小且價格高，其技術瓶頸是高壓電和長距離信號的傳輸有問題，即大功率電鑽杆聯接與電接頭存在絕緣密封和洩漏等問題。在傳輸大功率高壓電能時，電鑽杆的電接頭和電纜長時間處於磨損、腐蝕、振動和鑽井液不斷衝刷的環境中，還要承受電鑽杆反覆的上扣和卸扣的振動，因此故障率高，傳輸功率低，應用受限制。


【發明內容】

[0004]本發明的目的在於提供一種非開挖水平定向鑽電鑽杆，其可用於大功率、大口徑且長距離非開挖水平定向鑽的電動擴孔扭矩傳遞、輸送泥眾和電力與信號傳輸。
[0005]本發明的具體技術內容如下:
[0006]本電鑽杆包括鑽杆、插針套、絕緣電纜和插槽套:
[0007]插針套:設有端面環臺的外套筒內裝有長軸套，長軸套端面向上依次螺紋連接緊定鎖母和端蓋，端蓋端面向上是依次套在長軸套上的壓套、密封膠套、錐形的屏蔽套和套筒；內套筒底端插入外套筒上端孔，隔離護套設在內套筒與密封膠套、屏蔽套之間，並螺紋連接端蓋內壁；內套筒外壁環臺與外套筒端面環臺貼合，兩環臺上的泥漿孔和安裝孔對準連通；鎖緊螺母螺紋連接於內套筒上端孔內，套在長軸套上的雙頭旋杆螺紋連接於鎖緊螺母內。
[0008]插槽套:懸掛套筒外壁臺階上設有通漿孔，底端環臺上設有連接孔，筒內裝有短軸套，短軸套端面向下依次螺紋連接均倒置的緊定鎖母和端蓋，端蓋端面向下是依次套在短軸套上的、均倒置的壓套、密封膠套和錐形的屏蔽套，屏蔽套由短軸套底端凸臺支撐；短套筒插入懸掛套筒縮徑孔，倒置的隔離護套設在短內套筒與密封膠套、屏蔽套之間，並螺紋連接端蓋內壁；短內套筒外壁凸肩通過螺釘連接懸掛套筒內壁臺階端面，底端孔內螺紋連接鎖緊螺母。
[0009]插針套和插槽套通過雙頭旋杆相向連接，懸掛套筒底端環臺上的連接孔與插針套環臺上的安裝孔對準連接。
[0010]插針套通過安裝孔和螺釘連接鑽杆內壁臺肩，插槽套通過連接孔和螺絲連接鑽杆端面，絕緣電纜兩端分別插在長軸套和短軸套內，並分別連接插針組件和絕緣插槽。
[0011]本電鑽杆安裝完成後，由電纜通電，驅動擴孔器擴孔。水平定向鑽機為本電鑽杆提供反扭矩和軸向力，實現電動擴孔的扭矩傳遞、輸送泥漿和電力與信號傳輸，完成使用水平定向鑽電鑽杆的擴孔作業。本電鑽杆結構簡單，密封絕緣安全可靠，傳輸功率大，泥漿節流作用影響小，故障率低，現場安裝操作方便，改裝費用低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為非開挖水平定向鑽電鑽杆中的插針套示意圖。
[0013]圖2為非開挖水平定向鑽電鑽杆中的插槽套示意圖。
[0014]圖3為插針套與插槽套連接示意圖。
[0015]圖4為非開挖水平定向鑽電鑽杆示意圖。

【具體實施方式】
[0016]實施例:
[0017]參照圖1至4對本發明的實施例進一步說明:
[0018]本電鑽杆包括鑽杆1、插針套2、絕緣電纜3和插槽套4:
[0019]插針套2:設有端面環臺的外套筒9內裝有長軸套11，長軸套11端面向上依次螺紋連接緊定鎖母10和端蓋12，端蓋12端面向上是依次套在長軸套11上的壓套13、密封膠套14、錐形的屏蔽套15和套筒21 ;內套筒17底端插入外套筒9上端孔，隔離護套16設在內套筒17與密封膠套14、屏蔽套15之間，並螺紋連接端蓋12內壁；內套筒17外壁環臺與外套筒9端面環臺貼合，兩環臺上的泥漿孔22和安裝孔23對準連通；鎖緊螺母18螺紋連接於內套筒17上端孔內，套在長軸套11上的雙頭旋杆19螺紋連接於鎖緊螺母18內。
[0020]插槽套4:懸掛套筒24外壁臺階上設有通漿孔20，底端環臺上設有連接孔25，筒內裝有短軸套28，短軸套28端面向下依次螺紋連接均倒置的緊定鎖母10和端蓋12，端蓋12端面向下是依次套在短軸套28上的、均倒置的壓套13、密封膠套14和錐形的屏蔽套15，屏蔽套15由短軸套28底端凸臺支撐；短內套筒26插入懸掛套筒24縮徑孔，倒置的隔離護套16設在短內套筒26與密封膠套14、屏蔽套15之間，並螺紋連接端蓋12內壁；短內套筒26外壁凸肩通過螺釘27與懸掛套筒24內壁臺階端面連接，短內套筒26端孔內螺紋連接鎖緊螺母18。
[0021]插針套2和插槽套4通過雙頭旋杆19相向連接，懸掛套筒24底端環臺上的連接孔25與插針套2環臺上的安裝孔23對準連接。
[0022]插針套2通過安裝孔23和螺釘7連接鑽杆I內壁臺肩，插槽套4通過連接孔25和螺絲5連接鑽杆I端面，絕緣電纜3兩端分別插在插針套2的長軸套11和插槽套4的短軸套28內，並分別連接插針組件8和絕緣插槽6。
[0023]本電鑽杆的具體實施如下:
[0024]本電鑽杆各項技術參數為鑽杆1:6-5/8"標準鑽杆，Y級絕緣電纜3，180kw傳輸功率，1.8kv/3kv傳輸電壓，40°C?50°C環境溫度，3?6MPa MPa泥漿壓力，3.5方/分最大流速，9?10泥漿PH值。
[0025]1.進入施工現場後，將水平定向鑽機、事先安裝好插針套、插槽套和電纜的動力電鑽杆、電馬達、擴孔器及扶正器連接在一起，在擴孔器後面接上動力鑽杆；
[0026]其中，動力電鑽杆的聯接過程如下:
[0027](I)將一根動力電鑽杆吊裝到水平定向鑽機上，啟動水平定向鑽機的上卸扣鉗的上部鉗口將其固定，將公螺紋端置在下方；
[0028](2)將另一根動力電鑽杆吊裝到鑽機前方，用定向鑽機上卸扣鉗的下部鉗口卡緊電鑽杆母螺紋臺肩；
[0029](3)啟動水平定向鑽機，轉動上卸扣鉗和鑽機下方的行走裝置，將動力電鑽杆的公螺紋旋入母螺紋，同時將電鑽杆的插針套和插槽套也聯接完成，達到設定的上扣扭矩；
[0030]重複以上步驟，完成動力電鑽杆、電馬達、擴孔器和扶正器等擴孔鑽具的聯接；
[0031]2.本電鑽杆安裝完成後，由電纜通電，驅動擴孔器擴孔。水平定向鑽機為電鑽杆提供反扭矩和軸向力，實現電動擴孔的扭矩傳遞、輸送泥漿和電力與信號傳輸，完成使用水平定向鑽電鑽杆的擴孔作業。
【權利要求】
1.一種非開挖水平定向鑽電鑽杆，其特徵在於: 本電鑽杆包括鑽杆(I)、插針套(2)、絕緣電纜(3)和插槽套⑷； 插針套(2):設有端面環臺的外套筒(9)內裝有長軸套(11)，長軸套(11)端面向上依次螺紋連接緊定鎖母(10)和端蓋(12)，端蓋(12)端面向上是依次套在長軸套(11)上的壓套(13)、密封膠套(14)、屏蔽套(15)和套筒(21);內套筒(17)底端插入外套筒(9)上端孔，隔離護套(16)設在內套筒(17)與密封膠套(14)、屏蔽套(15)之間，並螺紋連接端蓋(12)內壁；內套筒(17)外壁環臺與外套筒(9端)面環臺貼合，兩環臺上的泥漿孔(22)和安裝孔(23)分別對準連通；鎖緊螺母(18)螺紋連接於內套筒(17)上端孔內，套在長軸套(11)上的雙頭旋杆(19)螺紋連接於鎖緊螺母(18)； 插槽套(4):懸掛套筒(24)外壁臺階上設有通漿孔(20)，底端環臺上設有連接孔(25)，筒內裝有短軸套(28)，短軸套(28)端面向下依次螺紋連接均倒置的緊定鎖母(10)和端蓋(12)，端蓋(12)端面向下是依次套在短軸套(28)上的、均倒置的壓套(13)、密封膠套(14)和屏蔽套(15)，屏蔽套(15)由短軸套(28)底端凸臺支撐；短套筒(26)插入懸掛套筒(24)縮徑孔，倒置的隔離護套(16)設在短內套筒(26)與密封膠套(14)、屏蔽套(15)之間，並螺紋連接端蓋(12)內壁；短內套筒(26)外壁凸肩通過螺釘(27)連接懸掛套筒(24)內壁臺階端面，底端孔內螺紋連接鎖緊螺母(18)； 插針套(2)和插槽套(4)通過雙頭旋杆(19)相向連接，懸掛套筒(24)底端環臺上的連接孔(25)與插針套(2)環臺上的安裝孔(23)對準連接； 插針套(2)通過安裝孔(23)和螺釘(7)連接鑽杆(I)內壁臺肩，插槽套(4)通過連接孔(25)和螺絲(5)連接鑽杆(I)端面，絕緣電纜(3)兩端分別插在長軸套(11)和短軸套(28)內，並分別連接插針組件(8)和絕緣插槽(6)。
2.根據權利要求1所述的非開挖水平定向鑽電鑽杆，其特徵在於本電鑽杆安裝完成後，由電纜通電，驅動擴孔器擴孔；水平定向鑽機為本電鑽杆提供反扭矩和軸向力，實現電動擴孔的扭矩傳遞、輸送泥漿和電力與信號傳輸，完成使用水平定向鑽電鑽杆的擴孔作業。
【文檔編號】H01R13/502GK104251122SQ201310265477
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月28日 優先權日:2013年6月28日
【發明者】魏秦文, 焦如義, 李松, 李彥民, 吳江橋, 張寶強, 李貴華, 劉豔利, 袁欣然 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油天然氣管道局