一种自平衡钻具系统用缆管地面仿生存储系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种自平衡钻具系统用缆管地面仿生存储系统，涉及钻探、钻井技术领域，该存储系统由仿蛇盘卷缆管存储机构、缆管存储导入机构及缆管输送与注入机构组成，有效避免了现有绞车提升钻具出现的缆管易在滚筒上被挤偏与绞车上旋转滚筒的缆管固定端与地面静止部分动静密封和动静状态下的电液隔离技术难以克服的难题，满足了井下扭矩自平衡有缆钻具系统的缆管地面存储要求，节约了存储空间，提高了存储的效率，解决了缆管提升与下放存在的技术瓶颈，填补和完善了井下扭矩自平衡有缆钻具系统的技术体系。

A Cable Floor Imitated Storage System for Self-Balanced Drilling Tool System

The utility model discloses a cable pipe ground survival storage system for self-balancing drilling tool system, which relates to the field of drilling and drilling technology. The storage system consists of a cable pipe storage mechanism imitating a snake coil, a cable pipe storage and importing mechanism and a cable pipe conveying and injecting mechanism. It effectively avoids the cable pipe that appears in the existing winch hoisting drilling tool being easily squeezed and deflected on the drum and the cable pipe that rotates on the winch drum. The difficulty of electro-hydraulic isolation technology in static and dynamic seals between fixed end and ground static part is difficult to overcome. It meets the requirement of ground storage of cable pipe in downhole torque self-balancing cable drilling tool system, saves storage space, improves storage efficiency, solves the technical bottleneck of lifting and lowering cable pipe, fills and perfects the downhole torque self-balancing cable drilling tool system. Technical system.

【技术实现步骤摘要】
一种自平衡钻具系统用缆管地面仿生存储系统
本技术涉及钻探、钻井
，特别涉及一种适用于地质钻探、能源钻井、救援钻孔等的井下自平衡钻具系统配套的储缆送钻系统。
技术介绍
配套双钻头自平衡钻具系统的地面系统。双钻头自平衡钻具系统所用的铠装缆管主要具有四个功能：一是建立起钻井液循环通道；二是为井下双钻头自平衡钻具系统传输能量；三是承担钻具系统自重及其与孔壁的摩擦阻力之合力，使其能顺利起下钻；四是能够实时有线传输由钻具系统采集到的数据至地面系统和由地面发出的控制信号至钻具系统的执行元件。目前所用的起升下放设备以绞车为主，通过绞车回转将各种管线緾绕在滚筒上实现起升下放物体的目的。双钻头自平衡钻具系统用缆管是将电源线、钻井液循环通道和数据信号控制线等集成在一起的集成管线，用现有绞车提升钻具，就缆管而言会出现如下几个难题：缆管极易在滚筒上被挤偏；绞车上旋转滚筒的缆管固定端与地面静止部分动静密封和动静状态下的电液隔离技术难以克服，且机构将十分复杂。国内大多以传统钻具系统为依托，在结构、材料和工艺方面尽可能提高钻进效率，节省钻进成本，已取得了相关的理论成果。但是，关于双钻头自平衡钻具方面的研究很少，对井下扭矩自平衡有缆钻具系统配套的缆管地面排布存储系统方面的研究仍属空白，为此，吉林大学提出了“一种井下扭矩自平衡有缆钻具系统”，详见专利号201710082518，双钻头自平衡钻具系统的理论和方法具有原创性，研究和应用前景广阔，将具有十分深远的意义。因此，作为双钻头自平衡钻具系统的配套，研究自平衡钻具系统用缆管地面仿生存储系统对于该系统的系统化研究具有很大的推动作用，意义重大。
技术实现思路
本技术的目的是为井下扭矩自平衡有缆钻具系统配套一种储缆送钻系统，解决用现有绞车提升钻具出现的缆管易在滚筒上被挤偏与绞车上旋转滚筒的缆管固定端与地面静止部分动静密封和动静状态下的电液隔离技术难以克服的问题，简化机构，提高钻进效率。为达到上述技术目的，本技术提出了一种自平衡钻具系统用缆管地面仿生存储系统，其特征在于，该存储系统由仿蛇盘卷缆管存储机构、缆管存储导入机构及缆管输送与注入机构组成，所述仿蛇盘卷缆管存储机构包括储缆平台，在储缆平台中部具有贯穿孔，储缆平台上布设有用于安置缆管的螺旋形管道凹槽；所述缆管存储导入机构包括储缆车、储缆入缆机构及储缆导正杆，所述储缆车用于容纳缆管，储缆车设置在储缆平台上且位于螺旋形管道凹槽的外侧，储缆车与夹持组件保持同步转动；所述储缆导正杆与储缆平台平行布置，储缆导正杆的一端与储缆车连接，储缆导正杆的另一端与缆管输送与注入机构中的主支撑轴连接；所述储缆入缆机构设置在储缆导正杆上，在缆管下放和提升的过程中储缆入缆机构沿着储缆导正杆轴向反复运动；储缆入缆机构包括基座、储缆导正上轮支撑、第一储缆导向轮、立柱及第二储缆导向轮，所述立柱的上部与储缆导正上轮支撑连接，立柱的下部与基座连接；所述基座为中空结构，基座的底部具有供缆管穿过的过孔；所述第一储缆导向轮固定在储缆导正上轮支撑上；第二储缆导向轮固定在基座内部；所述缆管输送与注入机构设置在储缆平台中部，缆管输送与注入机构通过主轴推力轴承及主轴同心轴承的配合与储缆平台连接，缆管输送与注入机构包括夹持组件、导向轮、导向轮压轮、导向轮压轮支架及导向轮支架，所述夹持组件包括主支撑轴、主支撑轴侧盖、夹持机构推出电机支架、夹持机构推出电机、夹持机构外壳、夹条、送进孔口电机及夹条限位件，所述主支撑轴为中空的圆柱形结构；沿主支撑轴的径向方向所述夹持机构推出电机支架、主支撑轴侧盖及主支撑轴依次通过螺钉连接，夹持机构推出电机设置在夹持机构推出电机支架内部，且夹持机构推出电机的输出轴穿过夹持机构推出电机支架与夹持机构外壳连接；沿主支撑轴的径向方向所述夹持机构外壳、主支撑轴侧盖及夹条依次通过螺钉固定连接；夹持机构外壳内部设置有送进孔口电机；夹条的一侧设置有半圆形凹槽，该半圆形凹槽的形状与缆管外部形状匹配用于接触缆管，夹条的另一侧具有与齿轮啮合的齿条，所述齿轮套设在齿轮轴上，齿轮轴通过联轴器与送进孔口电机的转子同轴连接；齿轮与齿条的相对转动带动缆管的提升与下放，夹条与送进孔口电机的轴向呈垂直的侧面上设置有竖向滑槽；夹条限位件固定在送进孔口电机上，夹条限位件的一侧边缘部嵌设在夹条的竖向滑槽内并可上下往复运动；所述导向轮安装在导向轮支架的上部；所述导向轮压轮安装在导向轮压轮支架上部；所述导向轮支架和导向轮压轮支架均为弧形面板，导向轮支架和导向轮压轮支架紧密贴合通过销轴连接围合成一个顶部封口的圆筒，该圆筒与主支撑轴同轴布置且螺纹连接；其中第一储缆导向轮、第二储缆导向轮、主支撑轴侧盖、夹持机构推出电机支架、夹持机构推出电机、夹持机构外壳、夹条及送进孔口电机各自均成对地相对布置。进一步，所述螺旋形管道凹槽内等间隔设置有滑轮。进一步，所述的自平衡钻具系统用缆管地面仿生存储系统，其特征在于，还包括刮泥器，所述刮泥器安装在储缆平台底部用于对预输送至存储系统的缆管进行除泥浆。进一步，所述导向轮支架和导向轮压轮支架围合成的圆筒上开设有瞭望口和操作窗。更进一步，所述瞭望口开设在导向轮支架上，操作窗开设在导向轮压轮支架上。更进一步，所述瞭望口的一部分位于导向轮支架，瞭望口的另一部分位于导向轮压轮支架上；所述操作窗的一部分位于导向轮支架，操作窗的另一部分位于导向轮压轮支架上。通过上述设计方案，本技术可以带来如下有益效果：本技术提出了一种自平衡钻具系统用缆管地面仿生存储系统，由仿蛇盘卷缆管存储机构、缆管存储导入机构及缆管输送与注入机构所组成。该存储系统采用的地下仿蛇盘卷缆管存储机构储存缆管，可随地形及排布需求改变，极大的简化了储存系统，地面空间可供正常工作使用，有效的节约空间。从仿蛇盘卷缆管存储机构上方架设缆管输送与注入机构，通过夹持组件可以稳定的对缆管进行提升和下放，导向均使用导向轮，有效减少了缆管的摩擦损坏。缆管存储导入机构的储缆车和储缆入缆机构可以做到与提升或下放缆管同步、精确排放缆管。储缆入缆机构在底部安装滑轮，避免直角卡死运动系统，防止缆管在排布的过程中卡死。该自平衡钻具系统用缆管地面仿生存储系统，有效避免了用现有绞车提升钻具出现的缆管易在滚筒上被挤偏与绞车上旋转滚筒的缆管固定端与地面静止部分动静密封和动静状态下的电液隔离技术难以克服的难题，达到了井下扭矩自平衡有缆钻具系统的缆管地面存储要求，节约了存储空间，提高了存储的效率，极大的方便了缆管的提升与下放。附图说明下面结合附图对本技术的具体实施方式做进一步详细的说明。图1是本技术实施例中一种自平衡钻具系统用缆管地面仿生存储系统的总装主视图；图2是本技术实施例中一种自平衡钻具系统用缆管地面仿生存储系统的总装侧视图；图3是本技术实施例中一种自平衡钻具系统用缆管地面仿生存储系统的总装俯视图；图4是本技术实施例中一种自平衡钻具系统用缆管地面仿生存储系统的总装主体结构示意图；图5是图4的侧向示意图；图6是本技术实施例中一种自平衡钻具系统用缆管地面仿生存储系统的缆管输送与注入机构的主视图；图7是本技术实施例中一种自平衡钻具系统用缆管地面仿生存储系统的缆管输送与注入机构的侧视图；图8是本技术实施例中一种自平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自平衡钻具系统用缆管地面仿生存储系统，其特征在于，该存储系统由仿蛇盘卷缆管存储机构、缆管存储导入机构及缆管输送与注入机构组成，所述仿蛇盘卷缆管存储机构包括储缆平台(17)，在储缆平台(17)中部具有贯穿孔，储缆平台(17)上布设有用于安置缆管(5)的螺旋形管道凹槽；所述缆管存储导入机构包括储缆车(16)、储缆入缆机构(14)及储缆导正杆(10)，所述储缆车(16)用于容纳缆管(5)，储缆车(16)设置在储缆平台(17)上且位于螺旋形管道凹槽的外侧，储缆车(16)与夹持组件(6)保持同步转动；所述储缆导正杆(10)与储缆平台(17)平行布置，储缆导正杆(10)的一端与储缆车(16)连接，储缆导正杆(10)的另一端与缆管输送与注入机构中的主支撑轴(601)连接；所述储缆入缆机构(14)设置在储缆导正杆(10)上，在缆管(5)下放和提升的过程中储缆入缆机构(14)沿着储缆导正杆(10)轴向反复运动；储缆入缆机构(14)包括基座、储缆导正上轮支撑(11)、第一储缆导向轮(12)、立柱(13)及第二储缆导向轮(15)，所述立柱(13)的上部与储缆导正上轮支撑(11)连接，立柱(13)的下部与基座连接；所述基座为中空结构，基座的底部具有供缆管(5)穿过的过孔；所述第一储缆导向轮(12)固定在储缆导正上轮支撑(11)上；第二储缆导向轮(15)固定在基座内部；所述缆管输送与注入机构设置在储缆平台(17)中部，缆管输送与注入机构通过主轴推力轴承(7)及主轴同心轴承(8)的配合与储缆平台(17)连接，缆管输送与注入机构包括夹持组件(6)、导向轮(1)、导向轮压轮(2)、导向轮压轮支架(3)及导向轮支架(4)，所述夹持组件(6)包括主支撑轴(601)、主支撑轴侧盖(605)、夹持机构推出电机支架、夹持机构推出电机、夹持机构外壳、夹条、送进孔口电机及夹条限位件，所述主支撑轴(601)为中空的圆柱形结构；沿主支撑轴(601)的径向方向所述夹持机构推出电机支架、主支撑轴侧盖(605)及主支撑轴(601)依次通过螺钉连接，夹持机构推出电机设置在夹持机构推出电机支架内部，且夹持机构推出电机的输出轴穿过夹持机构推出电机支架与夹持机构外壳连接；沿主支撑轴(601)的径向方向所述夹持机构外壳、主支撑轴侧盖(605)及夹条依次通过螺钉固定连接；夹持机构外壳内部设置有送进孔口电机；夹条的一侧设置有半圆形凹槽，该半圆形凹槽的形状与缆管(5)外部形状匹配用于接触缆管(5)，夹条的另一侧具有与齿轮啮合的齿条，所述齿轮套设在齿轮轴上，齿轮轴通过联轴器与送进孔口电机的转子同轴连接；齿轮与齿条的相对转动带动缆管(5)的提升与下放，夹条与送进孔口电机的轴向呈垂直的侧面上设置有竖向滑槽；夹条限位件固定在送进孔口电机上，夹条限位件的一侧边缘部嵌设在夹条的竖向滑槽内并可上下往复运动；所述导向轮(1)安装在导向轮支架(4)的上部；所述导向轮压轮(2)安装在导向轮压轮支架(3)上部；所述导向轮支架(4)和导向轮压轮支架(3)均为弧形面板，导向轮支架(4)和导向轮压轮支架(3)紧密贴合通过销轴连接围合成一个顶部封口的圆筒，该圆筒与主支撑轴(601)同轴布置且螺纹连接；其中第一储缆导向轮(12)、第二储缆导向轮(15)、主支撑轴侧盖(605)、夹持机构推出电机支架、夹持机构推出电机、夹持机构外壳、夹条及送进孔口电机各自均成对地相对布置。...

【技术特征摘要】
1.一种自平衡钻具系统用缆管地面仿生存储系统，其特征在于，该存储系统由仿蛇盘卷缆管存储机构、缆管存储导入机构及缆管输送与注入机构组成，所述仿蛇盘卷缆管存储机构包括储缆平台(17)，在储缆平台(17)中部具有贯穿孔，储缆平台(17)上布设有用于安置缆管(5)的螺旋形管道凹槽；所述缆管存储导入机构包括储缆车(16)、储缆入缆机构(14)及储缆导正杆(10)，所述储缆车(16)用于容纳缆管(5)，储缆车(16)设置在储缆平台(17)上且位于螺旋形管道凹槽的外侧，储缆车(16)与夹持组件(6)保持同步转动；所述储缆导正杆(10)与储缆平台(17)平行布置，储缆导正杆(10)的一端与储缆车(16)连接，储缆导正杆(10)的另一端与缆管输送与注入机构中的主支撑轴(601)连接；所述储缆入缆机构(14)设置在储缆导正杆(10)上，在缆管(5)下放和提升的过程中储缆入缆机构(14)沿着储缆导正杆(10)轴向反复运动；储缆入缆机构(14)包括基座、储缆导正上轮支撑(11)、第一储缆导向轮(12)、立柱(13)及第二储缆导向轮(15)，所述立柱(13)的上部与储缆导正上轮支撑(11)连接，立柱(13)的下部与基座连接；所述基座为中空结构，基座的底部具有供缆管(5)穿过的过孔；所述第一储缆导向轮(12)固定在储缆导正上轮支撑(11)上；第二储缆导向轮(15)固定在基座内部；所述缆管输送与注入机构设置在储缆平台(17)中部，缆管输送与注入机构通过主轴推力轴承(7)及主轴同心轴承(8)的配合与储缆平台(17)连接，缆管输送与注入机构包括夹持组件(6)、导向轮(1)、导向轮压轮(2)、导向轮压轮支架(3)及导向轮支架(4)，所述夹持组件(6)包括主支撑轴(601)、主支撑轴侧盖(605)、夹持机构推出电机支架、夹持机构推出电机、夹持机构外壳、夹条、送进孔口电机及夹条限位件，所述主支撑轴(601)为中空的圆柱形结构；沿主支撑轴(601)的径向方向所述夹持机构推出电机支架、主支撑轴侧盖(605)及主支撑轴(601)依次通过螺钉连接，夹持机构推出电机设置在夹持机构推出电机支架内部，且夹持机构推出电机的输出轴穿过夹持机构推出电机支架与...

【专利技术属性】
技术研发人员：高科，秦小琳，邢立东，潘俊帆，孟珂宇，苏界儒，高润峰，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林,22