专利名称：无钻杆电动钻井机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无需钻杆，靠电缆线传输动力的无钻杆电动钻井机。
在现有的钻井机中，无论是利用冲击原理的钻井机，还是利用旋转原理的钻井机，其都是靠钻杆传递能量进行钻井作业的。当钻深井时，如在石油勘探开发中，就需要庞大的钻机，高大的井架，诸多的钻杆，连、拆钻杆时繁重劳动等。
本发明的目的是提供一种无需钻杆、靠电缆线将地面上电源的电力传输给井底的钻头，使井底的钻头能完成钻井任务的无钻杆电动钻井机。
本发明的无钻杆电动钻井机由电源、控制器、地面泥浆设施、绞车、电缆线、控制线、钻头提升缆线，泥浆传输管，可控制倾斜方向及角度的钻头、冷却器、冷却液循环管等组成。地面泥浆设施通过泥浆传输管及钻头的泥浆喷嘴向井底输泥浆，冷却器通过冷却液循环管为钻头内部提供冷却，绞车可通过钻头提升缆线将钻头提升至井口。在本发明的技术解决方案中，钻井所需要的能量是由地面上的电源通过电缆线向井底钻头提供的，钻头在控制器的控制下钻井；钻头的中间部分为电动机，钻头的前端中央设置有高压放电器，轴向冲击装置，泥浆喷嘴，钻头的前端还设置旋转切削装置，钻头的后端中央有一进线管，钻头通过进线管与电缆线、控制线、钻头提升缆线，泥浆传输管，冷却液循环管等相连接；钻头后端中央进线管外设置有回升旋转清障装置，其旋转叶片短于进线管，钻头后端的外侧设置有推进装置，钻头后端的内部设有钻头倾斜方向及角度传感装置；钻头的次前、次后部设有侧向可伸展的钻井方位确定装置。控制器通过控制线与钻头相连。当钻头接受到电源的电力时，电动机带动轴向冲击装置，旋转切削装置，推进装置开始工作，轴向冲击装置对钻头所遇障碍物冲击、切削装置进行切削，推进装置侧撑着并斜顶着井壁，井壁对其的反向力推动钻头往前进，此时钻头内的方向、角度传感器将有关参数反馈到控制器，控制器通过调控钻进方位确定装置而确定钻头的钻进方位；当推进装置的推进速度小于某一设定值时，即表明钻头遇到坚硬岩石时，推进装置将信号反馈到控制器，控制器控制高压放电器发生高压放电，粉碎钻头前端遇到的坚硬障碍物，直至推进装置达到某一推进速度的低限以上后，高压放电器停止放电；钻头在井内时，泥浆喷嘴一直喷泥浆；当需将钻头提升回井口时，控制器控制电动机使高压放电器、轴向冲击装置、旋转切削装置、推进装置等处于未工作状态，而回升旋转清障装置开始旋转，绞车通过钻头提升缆线将钻头拉升至井口。
由于本发明采用电缆线对井底钻头提供能量，因而与传统钻井机相比，它可节省大量的钻杆，无需连、拆钻杆这种繁重的劳动。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明
图1是本发明无钻杆电动钻井机的示意2是图1所示的钻头的示意1所描述的无钻杆电动钻井机由电源(1)、控制器(2)，地面泥浆设施(3)，绞车(4)，电缆线(5)，控制线(6)，钻头提升缆线(7)，泥浆传输管(8)，可控制倾斜方向及角度的钻头(9)，冷却器(10)，冷却液循环管(11)等组成；地面泥浆设施(3)通过泥浆传输管(8)并经钻头(9)向井底输泥浆；绞车(4)可通过钻头提升缆线(7)将钻头(9)提升到井口；冷却器(10)通过冷却液循环管(11)为钻头(9)内部提供冷却；地面上的电源(1)通过电缆线(5)向钻头(9)提供动力，控制器(2)通过控制线(6)控制钻头(9)的钻进过程。
图2所描述的钻头，其各装置分别为钻头(9)的中间部分为电动机(21)，钻头(9)的前端中央设置有高压放电器(12)，轴向冲击装置(13)，泥浆喷嘴(15)，钻头(9)的前端还设置旋转切削装置(14)；钻头(9)的后端中央有一进线管(16)，进线管(16)集中进钻头(9)的电缆线(5)，控制线(6)、钻头提升缆线(7)、泥浆传输管(8)，冷却液循环管(11)；钻头(9)后端中央进线管外设置有回升旋转清障装置(17)，其旋转叶片短于进线管(16)，钻头(9)后端的外侧设置有推进装置(18)，钻头(9)内部设有钻头倾斜方向及角度传感装置(19)，钻头(9)的次前、次后部设有则向可伸展的钻进方位确定装置(20)；当钻头(9)接受电源(1)的电力时当钻头(9)接受到电源(1)的电力时，电机(21)带动轴向冲击装置(13)，旋转切削装置(14)、推进装置(18)开始工作，轴向冲击装置(13)对钻头(9)遇障碍冲击，切削装置(14)进行切削，推进装置(18)撑着并斜顶着井壁，井壁对其的反向力推动钻头(9)往前进，此时钻头(9)内的方向、角度传感器(19)将有关参数反馈到控制器(2)，控制器(2)通过调控钻井方位确定装置(20)而确定钻头(9)的钻进方位；当推进装置(18)的推进速度小于某一设定值时，即表明钻头遇到硬岩石，推进装置(18)将信号反馈到控制器(2)，控制器(2)控制高压放电器(12)发生高压放电，粉碎钻头(9)前端遇到的坚硬障碍物，直至推进装置(18)达到某一推进速度的低限以上后高压放电器(12)停止放电；钻头(9)在井内时，泥浆喷嘴(15)一直喷泥浆；当需将钻头(9)提升回井口时，控制器(2)控制电动机(21)使高压放电器(12)、轴向冲击装置(13)、旋转切削装置(14)，推进装置(18)等处于未工作状态，而回升旋转清障装置(17)开始旋转，绞车(4)通过钻头提升缆线(7)将钻头(9)拉升至井口。
在本发明的最佳实施方案中1、钻头(9)的电动机(21)可以为一台，通过传动机构带动钻头(9)的各装置工作；电动机(21)也可为2-20台，分别带动钻头(9)的各装置工作，电动机可分别分布于钻头(9)的前端、中端、后端。
2、电缆线(5)，控制线(6)，钻头提升缆线(8)、泥浆传输管(8)，冷却液循环管(11)在进入井内前可被捆为一束。
权利要求
1.一种无钻杆电动钻井机，它由电源(1)，控制器(2)，地面泥浆设施(3)，绞车(4)，电缆线(5)，控制线(6)，钻头提升缆线(7)，泥浆传输管(8)，可控制倾斜方面及角度的钻头(9)，冷却器(10)，冷却液循环管(11)组成。地面泥浆设施(3)通过泥浆传输管(8)并经钻头(9)的喷嘴(15)向井底输泥浆，冷却器(10)通过冷却液循环管(11)为钻头(9)内部提供冷却，绞车(4)可通过钻头提升缆线(7)将钻头(9)提升至井口，其特征在于地面上的电源(1)通过电缆线(5)向钻头(9)提供动力，钻头(9)在控制器(2)的控制下钻井；钻头(9)的中间部分为电动机(21)，钻头(9)的前端中央设置有高压放电器(12)、轴向冲击装置(13)、泥浆喷嘴(15)，钻头(9)的前端还设置旋转切削装置(14)；钻头(9)的后端中央有一进线管(16)集中进钻头(9)的电缆线(5)、控制线(6)、钻头提升缆线(7)、泥浆传输管(8)、冷却液循环管(11)，钻头(9)后端中央进线管外设置有回升旋转清障装置(17)，其旋转叶片短于进线管(16)，钻头(9)后端的外侧设置有推进装置(18)；钻头(9)内部设有钻头倾斜方面及角度传感装置(19)；钻头(9)的次前，次后部设有侧向可伸展的钻井方位确定装置(20)；控制器(2)通过控制线(6)与钻头(9)相连；当钻头(9)接受到电源(1)的电力时，电动机(21)带动轴向冲击装置(13)，旋转切削装置(14)、推进装置(18)开始工作，轴向冲击装置(13)对钻头(9)遇障碍冲击，切削装置(14)进行切削，推进装置(18)撑着并斜顶着井壁，井壁对其的反向力推动钻头(9)往前进，此时钻头(9)内的方向、角度传感器(19)将有关参数反馈到控制器(2)，控制器(2)通过调控钻井方位确定装置(20)而确定钻头(9)的钻进方位；当推进装置(18)的推进速度小于某一设定值时，即表明钻头遇到硬岩石，推进装置(18)将信号反馈到控制器(2)，控制器(2)控制高压放电器(12)发生高压放电，粉碎钻头(9)前端遇到的坚硬障碍物，直至推进装置(18)达到某一推进速度的低限以上后高压放电器(12)停止放电；钻头(9)在井内时，泥浆喷嘴(15)一直喷泥浆；当需将钻头(9)提升回井口时，控制器(2)控制电动机(21)使高压放电器(12)、轴向冲击装置(13)、旋转切削装置(14)，推进装置(18)等处于未工作状态，而回升旋转清障装置(17)开始旋转，绞车(4)通过钻头提升缆线(7)将钻头(9)拉升至井口。
2.根据权利要求1所述的无钻杆电动钻井机，其特征在于电动机(21)可以为一台，通过传动机构带动钻头(9)的各装置工作；电动机(21)也可为2-20台，分别带动钻头(9)的各装置工作，电动机(21)也可分别分布于钻头(9)的前端、中端、后端。
3.根据权利要求1所述的无钻杆电动钻井机，其特征在于电缆线(5)、控制线(6)、钻头提升缆线(7)，泥浆传输管(8)，冷却液循环管(11)在进入井内前可被捆为一束。
全文摘要
本发明是一种无钻杆电动钻井机,它由电源、控制器、地面泥浆设施、绞车、电缆线、控制线,钻头提升缆线,泥浆传输管,冷却液循环管,冷却器,可控制倾斜方面及角度的钻头组成;本发明通过电缆线将地面上电源的电力传输给井底的钻头,在控制器的控制下井底的钻头完成钻井任务。
文档编号E21B4/00GK1339649SQ0113322
公开日2002年3月13日 申请日期2001年9月12日 优先权日2001年9月12日
发明者吴永根 申请人:吴永根