一种钻井用输送机构制造技术

本发明专利技术公开了一种钻井用输送机构，包括向上送料装置和螺纹送料装置，其中，向上送料装置，位于螺纹送料装置的下方，用于将钻屑向上送入螺纹送料装置中；所述螺纹送料装置包括螺纹转轴及螺纹外壳，所述螺纹转轴伸入所述螺纹外壳内，所述螺纹转轴具有外螺纹，所述螺纹外壳具有内螺纹；所述螺纹转轴能在相对所述螺纹外壳转动时将螺纹外壳内的钻屑向上输送给外部装置。本发明专利技术实现了竖直输送各种不同粘度不同含水量条件下的钻屑并且避免了卡壳问题的产生，避免了钻屑在传输过程中因为下方的压力与自身的粘度凝结成块最终堵死通道的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种钻井用输送机构
本专利技术属于钻井设备领域，更具体地，涉及一种钻井用输送机构。
技术介绍
随着经济发展，油气钻井数量快速增加，这也推动着钻井方式需要有所改变。常规意义上的钻井需要钻机、井架、提升系统和转盘，所需要庞大的系统从而降低钻井效率，并且在钻井过程中所钻井眼较大，造成能源的浪费。而无钻机钻井技术中的超小井眼钻井方法是钻井工艺上的革命，他不需要钻机、井架、提升系统和转盘，并且所钻井眼为超小井眼，大大地提高了钻井效率和节约了能源。现阶段无钻机钻井技术没有钻机和井架，传统的依靠水循环的排出钻屑方式不能应用，需要采用新的方式来排出钻屑。在钻井过程中，钻头所钻的岩层多样化，产生的钻屑具有各种不同的湿度，具有各种不同的粘性，而在没有传统钻机和井架的情况下，传统注水输出钻屑的方法不再适用，需要用新的机构从钻杆内部来输送这些种类复杂的钻屑。垂直螺旋输送机具有垂直输送功能，采用一般的垂直输送机输送岩石碎屑就会产生岩石碎屑进入内外两轴之间进行摩擦，传输距离越大，摩擦的面积越大，最终导致卡壳。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种钻井用输送机构，该机构能够适应新的钻井方式，向上输送钻井产生的钻屑并将钻屑破碎至一定的程度来适应后续工序的进行。为实现上述目的，按照本专利技术，提供了一种钻井用输送机构，其特征在于：包括向上送料装置和螺纹送料装置，其中，向上送料装置，位于螺纹送料装置的下方，用于将钻屑向上送入螺纹送料装置中；所述螺纹送料装置包括螺纹转轴及螺纹外壳，所述螺纹转轴伸入所述螺纹外壳内，所述螺纹转轴具有外螺纹，所述螺纹外壳具有内螺纹，并且所述螺纹转轴外螺纹的螺纹大径不大于螺纹外壳内螺纹的螺纹小径；所述螺纹转轴能在相对所述螺纹外壳转动时将螺纹外壳内的钻屑向上输送给外部装置。优选地，所述螺纹转轴上的外螺纹与螺纹外壳上的内螺纹错开设置。优选地，包括固定外壳、行星齿轮组、内转轴、钻头连接筒、叶轮、碾磨盘和碾压轮机构，其中，所述固定外壳用于安装在岩土内进行支撑；所述行星齿轮组包括齿圈、中心太阳轮、行星架和多个行星轮，其中，所述齿圈设置在所述固定外壳的内壁，所述行星架通过电机驱动其旋转；所述内转轴竖直设置，其固定连接在所述中心太阳轮上并由所述中心太阳轮带动旋转；所述钻头连接筒位于所述行星架的下方且竖直设置，所述钻头连接筒固定连接在所述碾压轮机构上，所述碾压轮机构固定连接在所述行星架上；所述内转轴的下端伸入所述钻头连接筒的内腔，所述叶轮和碾磨盘均固定套接在所述内转轴的外侧并且二者均位于所述钻头连接筒内；所述内转轴从上往下依次穿过碾压轮机构、碾磨盘和叶轮，并且所述碾压轮机构与所述内转轴的外侧存在间隙；所述叶轮位于所述碾磨盘的下方，其能在旋转时向上输送钻屑；所述碾磨盘上设置有环形碾槽和钻屑上升滑道，所述钻屑上升滑道用于将钻屑输送到环形碾槽内，以使碾磨盘承接钻屑；所述碾压轮机构包括碾轮和钻屑上升通道，所述碾轮用于在所述环形碾槽内碾压钻屑，所述钻屑上升通道用于将所述环形碾槽内的钻屑向上送出碾压轮机构。优选地，所述向上送料装置还包括钻屑过渡筒，所述内转轴从上往下依次穿过碾磨盘、钻屑过渡筒和叶轮，所述钻屑过渡筒与所述内转轴的外侧存在间隙；所述钻屑过渡筒位于所述钻头连接筒内并固定连接在所述钻头连接筒上，所述碾磨盘和碾压轮机构均位于所述钻屑过渡筒内；所述钻屑过渡筒的下端设置有进料孔，以使叶轮向上输送的钻屑进入其内腔以承接钻屑，然后再使钻屑通过所述碾磨盘上的钻屑上升滑道进入所述环形碾槽内。优选地，所述碾压轮机构还包括顶盘，所述顶盘上设置有出料口，以用于将钻屑上升通道内的钻屑向上送出碾压轮机构；所述钻屑过渡筒固定套装在所述钻头连接筒内，其上端抵靠在所述碾压轮机构的顶盘的下端，以使钻屑在其内腔进行输送和碾压。优选地，所述中心太阳轮通过螺纹轴连接所述的内转轴；所述电机通过电机连接套带动所述行星架转动，所述螺纹轴位于所述电机连接套内，所述螺纹轴与所述电机连接套均位于碾压机构的上方，所述螺纹轴具有外螺纹，所述螺纹轴与所述电机连接套共同构成螺旋通道，从而将碾压机构内的钻屑向上输送，从而进入螺纹送料装置内。优选地，所述向上送料装置包括固定外壳、行星齿轮组、局部螺纹外壳和间断螺纹轴，其中，所述固定外壳用于安装在岩土内进行支撑；所述行星齿轮组包括齿圈、中心太阳轮、行星架和多个行星轮，其中，所述齿圈设置在所述固定外壳的内壁上；所述局部螺纹外壳通过电机驱动旋转，其位于所述行星架的上方并固定安装在所述行星架上，其包括壳体及设置在壳体内壁的第一螺纹段；所述间断螺纹轴从所述局部螺纹外壳的内部穿过并且其下端安装在所述中心太阳轮上，其包括轴体及设置在轴体外侧的第二螺纹段和位于第二螺纹段下方的第三螺纹段，所述第二螺纹段和第三螺纹段之间为光轴段；所述第一螺纹段位于第二螺纹段和第三螺纹段之间；所述局部螺纹外壳在相对间断螺纹轴转动时，所述第一螺纹段的上端与第二螺纹段的下端周期性靠近和远离，其下端与第三螺纹段的上端周期性靠近和远离，从而压碎钻屑。优选地，所述第一螺纹段、第二螺纹段和第三螺纹段的螺距相等。优选地，所述第一螺纹段的两个端部分别具有上端面和下端面，所述第二螺纹段和第三螺纹段分别具有下端面和上端面，所述第一螺纹段的上端面和下端面能分别与第二螺纹段的下端面和第三螺纹段的上端面配合压碎钻屑。优选地，所述间断螺纹轴的顶端设有轴承连接段，所述轴承连接段的直径大于第二螺纹段的大径，其在对应于第二螺纹段的位置设置有多个通槽，以使第二螺纹段上的钻屑从所述通槽处输出。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：1)本专利技术采用螺纹转轴和螺纹外壳上都设置螺纹的虚啮合的办法，就会极大地降低摩擦面积，并且内外螺纹在错动的情况下，会使卡在内外两轴之间的颗粒进入上面或者下面的螺纹腔，最终环节卡壳，能实现顺利传输。本专利技术设置了行星齿轮机构，行星齿轮机构能实现相对旋转两轴的动力传动并且形成差速，因此实现了在有限空间中外轴驱动内轴旋转并得到不同的速度，实现了以一台电机来驱动内外两旋转轴以不同的速度运动；2)本专利技术设置了螺旋输送轴，螺旋输送轴能相对外壳旋转并垂直输送钻屑，因此实现了垂直输送钻屑的功能；3)本专利技术设置了带螺纹的输送外壳，螺旋输送外壳的螺旋槽能给出钻屑的容纳空间，钻屑在上升过程中，进入螺旋轴和外壳之间的细小颗粒导致内外两轴摩擦的摩擦面积大大减小，因此实现了垂直输送岩石碎屑并且避免卡壳的功能；4)本专利技术在轴端设置了扇形的钻屑通道，扇形钻屑通道能让钻屑垂直通过，因此实现了在齿轮安装部分和轴承支撑部分钻屑顺利通过的功能；5)本专利技术设置了没有啮合的内外两螺旋轴，无啮合的两螺纹轴在旋转过程中能自由旋转。因此实现了在停机工作时，控制电机逆向旋转便能自己退出螺纹轴内部的钻屑，实现自清洁的效果。附图说明图1是本专利技术中螺纹输送装置部分的剖视图；图2(a)是本专利技术中螺纹转轴的示意图；图2(b)是本专利技术螺纹外壳的剖视图；图3是本专利技术中螺纹转轴与其上的支撑部分的仰视图；图4是本专利技术实施例1撤去一些零件后的剖视图；图5是本专利技术中实施例1中向上送料并破碎装置的剖视图；图6是本专利技术中实施例1中去掉外壳的结构示意图；图7是本专利技术实施例1中向上送料装置的叶轮示意图；图8是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻井用输送机构，其特征在于：包括向上送料装置和螺纹送料装置，其中，向上送料装置，位于螺纹送料装置的下方，用于将钻屑向上送入螺纹送料装置中；所述螺纹送料装置包括螺纹转轴及螺纹外壳，所述螺纹转轴伸入所述螺纹外壳内，所述螺纹转轴具有外螺纹，所述螺纹外壳具有内螺纹，并且所述螺纹转轴外螺纹的螺纹大径不大于螺纹外壳内螺纹的螺纹小径；所述螺纹转轴能在相对所述螺纹外壳转动时将螺纹外壳内的钻屑向上输送给外部装置。

【技术特征摘要】
1.一种钻井用输送机构，其特征在于：包括向上送料装置和螺纹送料装置，其中，向上送料装置，位于螺纹送料装置的下方，用于将钻屑向上送入螺纹送料装置中；所述向上送料装置包括固定外壳、行星齿轮组、内转轴、钻头连接筒、叶轮、碾磨盘和碾压轮机构，其中，所述固定外壳用于安装在岩土内进行支撑；所述行星齿轮组包括齿圈、中心太阳轮、行星架和多个行星轮，其中，所述齿圈设置在所述固定外壳的内壁，所述行星架通过电机驱动其旋转；所述内转轴竖直设置，其固定连接在所述中心太阳轮上并由所述中心太阳轮带动旋转；所述钻头连接筒位于所述行星架的下方且竖直设置，所述钻头连接筒固定连接在所述碾压轮机构上，所述碾压轮机构固定连接在所述行星架上；所述内转轴的下端伸入所述钻头连接筒的内腔，所述叶轮和碾磨盘均固定套接在所述内转轴的外侧并且二者均位于所述钻头连接筒内；所述内转轴从上往下依次穿过碾压轮机构、碾磨盘和叶轮，并且所述碾压轮机构与所述内转轴的外侧存在间隙；所述叶轮位于所述碾磨盘的下方，其能在旋转时向上输送钻屑；所述碾磨盘上设置有环形碾槽和钻屑上升滑道，所述钻屑上升滑道用于将钻屑输送到环形碾槽内，以使碾磨盘承接钻屑；所述碾压轮机构包括碾轮和钻屑上升通道，所述碾轮用于在所述环形碾槽内碾压钻屑，所述钻屑上升通道用于将所述环形碾槽内的钻屑向上送出碾压轮机构；所述螺纹送料装置包括螺纹转轴及螺纹外壳，所述螺纹转轴伸入所述螺纹外壳内，所述螺纹转轴具有外螺纹，所述螺纹外壳具有内螺纹，并且所述螺纹转轴外螺纹的螺纹大径不大于螺纹外壳内螺纹的螺纹小径；所述螺纹转轴能在相对所述螺纹外壳转动时将螺纹外壳内的钻屑向上输送给外部装置。2.根据权利要求1所述的一种钻井用输送机构，其特征在于：所述螺纹转轴上的外螺纹与螺纹外壳上的内螺纹错开设置。3.根据权利要求1所述的一种钻井用输送机构，其特征在于：所述向上送料装置还包括钻屑过渡筒，所述内转轴从上往下依次穿过碾磨盘、钻屑过渡筒和叶轮，所述钻屑过渡筒与所述内转轴的外侧存在间隙；所述钻屑过渡筒位于所述钻头连接筒内并固定连接在所述钻头连接筒上，所述碾磨盘和碾压轮机构均位于所述钻屑过渡筒内；所述钻屑过渡筒的下端设置有进料孔，以使叶轮向上输送的钻屑进入其内腔以承接钻屑，然后再使钻屑通过所述碾磨盘上的钻屑上升滑道进入所述环形碾槽内。4.根据权利要求3所述的一种钻井用输送机构，其特征在于：所述碾压轮机构还包括顶盘，所述顶盘上设置有出料口，以用于将钻屑上升通道内的钻屑向上送出碾压轮机构；所述钻屑过渡筒固定套装在所述钻头连...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡友民，李晨光，丰波，彭轲，谷勇，李云童，公见文，刘晓健，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42