本實用新型專利技術(shù)公開了屬于石油與天然氣鉆井作業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的一種井下更換鉆頭的裝置。該裝置由鉆頭連接模塊通過鉆鋌與水力推塊控斜模塊連接組成。鉆頭連接模塊用于將一級鉆頭和二級擴眼鉆頭通過上連接筒和下連接筒連接，在鉆具內(nèi)環(huán)空鉆井液混油時，其內(nèi)的油膨脹膠圈膨脹封堵流道憋壓，使鉆頭分離。水力推塊控斜模塊由推塊控斜筒和扶正器配合，利用鐘擺原理進行控斜。通過兩個模塊之間的功能配合，一次下入井底兩個鉆頭，在一級鉆頭磨損后，鉆出“垃圾桶”將該鉆頭拋棄，并用二級擴眼鉆頭繼續(xù)鉆進。（*該技術(shù)在2024年保護過期，可自由使用*）
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)屬于石油與天然氣鉆井作業(yè)
，具體涉及一種井下更換鉆頭的 目.0
技術(shù)介紹
目前已知的井下更換鉆頭的裝置是依靠其自身的結(jié)構(gòu)特征，通過某種機構(gòu)的轉(zhuǎn)換，使其由孔底工作狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閭鬏敔顟B(tài)，統(tǒng)稱為可收縮式鉆頭，具體可分為可拆卸的巖心鉆頭、帶孔翼的導(dǎo)向鉆頭和整體收縮式鉆頭。可拆卸的巖心鉆頭是指鉆頭的鉆頭提可拆卸成若干塊具有特殊形狀的單獨的鉆頭，其大小可以通過鉆桿內(nèi)經(jīng)。當(dāng)可拆卸鉆頭需要從孔底提出時，通過收縮機構(gòu)將各單獨的鉆頭塊向中心收縮或鉆頭塊一塊壓一塊的沿鉆具軸線方向成線性排列，因而全部鉆頭可從鉆桿內(nèi)提出。帶擴孔翼的導(dǎo)向鉆頭的原理是利用一個完整的導(dǎo)向鉆頭鉆出巖心，再用擴孔翼得到所需的孔徑。擴孔翼是可收縮的，其收縮后的尺寸亦小于鉆桿內(nèi)經(jīng)。從而可以將鉆頭與擴孔翼一同從鉆桿柱中取出。整體收縮式鉆頭是一種可以從鉆桿內(nèi)收縮取出的鉆頭，區(qū)別于可拆卸式鉆頭，整體收縮式鉆頭的收縮部分是一個整體。以上三種實現(xiàn)方法為，一次性下入井底一枚鉆頭，待鉆頭磨損后使用與打撈巖心同一的撈矛將鉆頭提出井筒，更換新鉆頭下入井底，該過程不需要起下鉆桿柱。但是以上方法的設(shè)備結(jié)構(gòu)均為收縮式結(jié)構(gòu)，各項強度較低、穩(wěn)定性較差。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有井下更換鉆頭的裝置抗研磨能力差，各項強度低的問題，提出一種井下更換鉆頭的裝置，該裝置實現(xiàn)井下更換鉆頭不再依靠其自身的收縮結(jié)構(gòu)特征，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)井下更換鉆頭，而且具有較強的抗研磨能力和各項強度。一種井下更換鉆頭的裝置，該裝置由鉆頭連接模塊I通過鉆鋌2與水力推塊控斜模塊3連接組成。所述鉆頭連接模塊I的結(jié)構(gòu)為:一級鉆頭4與上連接筒5通過螺紋連接，二級擴眼鉆頭7與下連接筒8通過螺紋連接，上連接筒5與下連接筒8通過銷釘10連接，且用密封圈9密封，上連接筒5在流道變徑處設(shè)有一個油膨脹膠圈6。所述水力推塊控斜模塊3由推塊控斜筒19和與之相連的扶正器18組成。所述推塊控斜筒19的結(jié)構(gòu)為:定子葉輪14與水力控斜內(nèi)筒12焊接固定，流道控制輪16與定子葉輪14通過軸15固定連接，水力推塊17與流道控制輪16相連，水力控斜內(nèi)筒12與剎車20相連，剎車20與單片機11相連。所述單片機11與電池和傳感器13相連。所述水力推塊17由子母兩部分嵌套組成，內(nèi)有流道，流體將推動子推塊從母推塊中伸出。 所述上連接筒5外壁設(shè)有螺旋。所述密封圈9為雙層密封圈。本技術(shù)的有益效果:本技術(shù)通過兩個模塊之間的功能配合，一次下入井底兩個鉆頭，在一級鉆頭磨損后，鉆出“垃圾桶”將該鉆頭拋棄，并用二級擴眼鉆頭繼續(xù)鉆進。本技術(shù)的裝置可以在實現(xiàn)井下更換鉆頭的同時，保證設(shè)備具有較強的抗研磨能力和各項強度。【附圖說明】圖1為本技術(shù)井下更換鉆頭的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本技術(shù)的裝置在直井鉆進時的示意圖；圖3為本技術(shù)的裝置在需要造斜的井段鉆進時的示意圖；圖中，1-鉆頭連接模塊，2-鉆鋌，3-推塊控斜模塊，4- 一級鉆頭，5-上連接筒，6-油膨脹膠圈，7-二級擴眼鉆頭，8-下連接筒，9-密封圈，10-銷釘，11-單片機，12-水力控斜內(nèi)筒，13-電池和傳感器，14-定子葉輪，15-軸，16-流道控制輪，17-水力推塊，18-扶正器，19-推塊控斜筒，20-剎車。【具體實施方式】下面結(jié)合附圖和具體實施例對本技術(shù)做進一步說明。實施例1一種井下更換鉆頭的裝置，如圖1所示，該裝置由鉆頭連接模塊I通過鉆鋌2與水力推塊控斜模塊3連接組成。 所述鉆頭連接模塊I的結(jié)構(gòu)為:一級鉆頭4與上連接筒5通過螺紋連接，二級擴眼鉆頭7與下連接筒8通過螺紋連接，上連接筒5與下連接筒8通過銷釘10連接，且用密封圈9密封，上連接筒5在流道變徑處設(shè)有一個油膨脹膠圈6。所述密封圈9為雙層密封圈。油膨脹膠圈6在水基鉆井液中不影響使用，當(dāng)鉆井液中混油時，則可膨脹將流道封死。上連接筒5外壁設(shè)有螺旋，以減小摩阻，防止因保徑過長發(fā)生卡鉆。所述水力推塊控斜模塊3由推塊控斜筒19和與之相連的扶正器18組成。所述推塊控斜筒19的結(jié)構(gòu)為:定子葉輪14與水力控斜內(nèi)筒12焊接固定，流道控制輪16與定子葉輪14通過軸15固定連接，水力推塊17與流道控制輪16相連，水力控斜內(nèi)筒12與剎車20相連，剎車20與單片機11相連。所述單片機11與電池和傳感器13相連。所述水力推塊17由子母兩部分嵌套組成，內(nèi)有流道，流體將推動子推塊從母推塊中伸出。在需要造斜或控斜時，轉(zhuǎn)速傳感器測得水力控斜外筒(鉆具組合)的轉(zhuǎn)動角速度傳送給單片機，單片機計算得維持某一方向持續(xù)推靠所需的內(nèi)筒轉(zhuǎn)速，并控制剎車置以控制水力控斜內(nèi)筒轉(zhuǎn)速。如圖2所示，直井鉆進中需要更換鉆頭時，根據(jù)鉆頭磨損方程計算出預(yù)計鉆頭磨損時間或者進尺。當(dāng)鉆頭將要磨損時，單片機控制控斜部分使鉆桿柱始終偏向井壁某側(cè)，從而使鉆頭產(chǎn)生側(cè)向力進行造斜。在斜井眼中鉆進兩個單根后，向鉆桿內(nèi)注入一段油性液體，通過計算鉆桿內(nèi)環(huán)空體積可以使其停留在連接筒蓄壓腔內(nèi)，此時蓄壓腔變徑處的油膨脹膠圈膨脹并將通道堵死。繼續(xù)向鉆桿柱內(nèi)注入一般鉆井液憋壓，直到將上連接筒和下連接筒之間的銷釘剪斷。上提兩個單根，上下連接筒分離，啟用二級擴眼鉆頭，向該段斜井眼內(nèi)注入水泥封死。使用擴眼鉆頭不會產(chǎn)生井徑變化。水力推塊歸位，使用二級擴眼鉆頭繼續(xù)垂直鉆進。如圖3所示，在需要造斜的井段鉆進時，可直接使用水力推塊控斜模塊進行造斜。若此時需要更換鉆頭，則需繼續(xù)垂直鉆進1-2個單根，如上述方法一樣將第一級鉆頭丟棄在垂直井段。上提1-2個單根回到造斜點并對廢棄鉆頭所在段固井，水力推塊推出，開始造斜鉆進。【主權(quán)項】1.一種井下更換鉆頭的裝置，其特征在于，該裝置由鉆頭連接模塊(I)通過鉆鋌(2)與水力推塊控斜模塊(3)連接組成； 所述鉆頭連接模塊(I)的結(jié)構(gòu)為:一級鉆頭(4)與上連接筒(5)通過螺紋連接，二級擴眼鉆頭(7)與下連接筒⑶通過螺紋連接，上連接筒(5)與下連接筒⑶通過銷釘(10)連接，且用密封圈(9)密封，上連接筒(5)在流道變徑處設(shè)有一個油膨脹膠圈(6); 所述水力推塊控斜模塊(3)由推塊控斜筒(19)和與之相連的扶正器(18)組成； 所述推塊控斜筒(19)的結(jié)構(gòu)為:定子葉輪(14)與水力控斜內(nèi)筒(12)焊接固定，流道控制輪(16)與定子葉輪(14)通過軸(15)固定連接，水力推塊(17)與流道控制輪(16)相連，定子葉輪(14)與剎車(20)相連，剎車(20)與單片機(11)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種井下更換鉆頭的裝置，其特征在于，所述單片機(11)與電池和傳感器(13)相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種井下更換鉆頭的裝置，其特征在于，所述水力推塊(17)由子母兩部分嵌套組成，內(nèi)有流道，流體將推動子推塊從母推塊中伸出。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種井下更換鉆頭的裝置，其特征在于，所述上連接筒(5)外壁設(shè)有螺旋。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種井下更換鉆頭的裝置，其特征在于，所述密封圈(9)為雙層密封圈。【專利摘要】本技術(shù)公開了屬于石油與天然氣鉆井作業(yè)
的一種井下更換鉆頭的裝置。該裝置由鉆頭連接模塊通過鉆鋌與水力推塊控斜模塊連接組成。鉆頭連接模塊用于將一級鉆頭和二級擴眼鉆頭通過上連接筒和下連接筒連接，在鉆具內(nèi)環(huán)空鉆井液混油時，其內(nèi)的油膨脹膠圈膨脹封堵流道憋壓，使鉆頭分離。水力推塊控斜模本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種井下更換鉆頭的裝置，其特征在于，該裝置由鉆頭連接模塊(1)通過鉆鋌(2)與水力推塊控斜模塊(3)連接組成；所述鉆頭連接模塊(1)的結(jié)構(gòu)為：一級鉆頭(4)與上連接筒(5)通過螺紋連接，二級擴眼鉆頭(7)與下連接筒(8)通過螺紋連接，上連接筒(5)與下連接筒(8)通過銷釘(10)連接，且用密封圈(9)密封，上連接筒(5)在流道變徑處設(shè)有一個油膨脹膠圈(6)；所述水力推塊控斜模塊(3)由推塊控斜筒(19)和與之相連的扶正器(18)組成；所述推塊控斜筒(19)的結(jié)構(gòu)為：定子葉輪(14)與水力控斜內(nèi)筒(12)焊接固定，流道控制輪(16)與定子葉輪(14)通過軸(15)固定連接，水力推塊(17)與流道控制輪(16)相連，定子葉輪(14)與剎車(20)相連，剎車(20)與單片機(11)相連。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃哲，溫曉松，翟文寶，左明德，苗健，李軍，
申請(專利權(quán))人：中國石油大學(xué)北京，
類型：新型
國別省市：北京;11
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