本发明专利技术属于钻采技术领域，具体为水动力无钻杆防偏斜钻机及其支护伸缩装置的工作方法。水动力无钻杆防偏斜钻机包括，正反转钻头，水动力旋转装置，支护伸缩装置，钻井液循环系统；正反转钻头安装在水动力旋转装置的转芯下轴上，正反转钻头的水流通道与水动力旋转装置的转芯的转芯中空水道相连相通，支护伸缩装置固定安装在水动力旋转装置的活塞外壳上端上，支护伸缩装置上的众多个上井壁爪抓紧井壁，钻井液循环系统通过钻井液为水动力旋转装置提供高势能水。本发明专利技术在地质层允许的情况下，可以没有深度限止地进行钻井施工，并利用了水的水平面，使钻出的井保持垂直于水平面而不偏斜。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钻采
，具体为水动力无钻杆防偏斜钻机及其支护伸缩装置的工作方法。
技术介绍
传统的钻机由地面设施驱动钻杆、进而钻杆再驱动钻头进行掘削地质层，地质层对钻具的反作用力通过钻杆再传回地面设施，钻杆在传送驱动扭矩时,会发生损耗,如果钻井钻的太深,这种损耗就显的特别大,而且对钻杆的质量、各种要求及地面设施的要求明显提高。本领域技术人员在设计采钻设备时，钻杆的驱动扭矩和最大钻井深度要确定一个最大参数，超过这个参数后，将会影响整个采钻设施的稳定性、安全性、各部件的寿命，本公司专利技术的水动力石油钻机，为了消除钻杆在石油采钻中传送驱动扭矩损耗动能的问题，将钻杆驱动钻头的功能去掉，让必不可少的钻井液来驱动钻头，使打井深度得到了大大的提高，但是还是没有根本解决问题，钻井深度仍然被钻杆所制约。既然钻杆在打井打到一定深度后，会带来诸多问题，我公司技术人员在水动力石油钻机的基础上，直接去掉钻杆，从而在地质层允许的情况下，可以没有深度限止地进行钻井施工。另外，在钻井过程中，井的偏斜问题也是本领域技术人员所要考虑的,当去掉钻杆后,钻井偏斜问题就更显的突出。所以专利技术一种水动力无钻杆防偏斜钻机及其支护伸缩装置的工作方法就显得非常必要。
技术实现思路
本专利技术提供的水动力无钻杆防偏斜钻机及其支护伸缩装置的工作方法，减去钻井设备中的钻杆，顺路搭车利用钻井液的升降之能量，使石油钻机在井底即可获得转动力矩的动力，让支护伸缩装置随着钻头的钻进而步步跟进，利用水平面保证钻进过程的垂直钻进，使井打的不偏斜，从而在地质层允许的情况下，可以没有深度限止地进行钻井施工。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案。水动力无钻杆防偏斜钻机，其包括，正反转钻头1，水动力旋转装置2，支护伸缩装置3，钻井液循环系统4。正反转钻头1安装在水动力旋转装置2的转芯下轴213上，正反转钻头1的水流通道16与水动力旋转装置2的转芯21的转芯中空水道215相连相通，支护伸缩装置3固定安装在水动力旋转装置2的活塞外壳25上端上，支护伸缩装置3上的众多个上井壁爪311抓紧井壁，钻井液循环系统4通过钻井液为水动力旋转装置2提供高势能水或高压水。支护伸缩装置3，其包括，上支护31，下支护32，上伸缩筒33，下伸缩筒34，液压顶缩装置35。所述上支护31安装在上伸缩筒33上，其包括，上井壁爪311，上井壁爪伸缩架312，上锁紧装置313；在上井壁爪伸缩架312中安装有一至10层上井壁爪311，每层上井壁爪311有四至五十个上井壁爪311，上井壁爪311可在上井壁爪伸缩架312里伸出缩进。所述下支护32安装在下伸缩筒34上，其包括，下井壁爪321，下井壁爪伸缩架322，下锁紧装置323；在下井壁爪伸缩架322中安装有一至10层上井壁爪321，每层下井壁爪321有四至五十个上井壁爪321，下井壁爪321可在下井壁爪伸缩架322里伸出缩进。所述下支护32采用多孔材料制成，如多孔碳纤维材料，保证其硬度高、韧性好、密度小于水，也可采用新材料纳米孔材料。所述上伸缩筒33的内壁上设置有滑槽，下伸缩筒34外壁上设置有滑销，滑槽与滑销的的形状相似，滑销插进滑槽里，使上伸缩筒33和下伸缩筒34可以上下滑动。所述液压顶缩装置35，其包括，液压千斤顶351，顶缩杆352，加压杆353，凸轮354，转盘355。液压顶缩装置35安装在下伸缩筒34上，转盘355安装在水动力旋转装置2的转芯上轴212上，转芯上轴212旋转时，就会带动转盘355旋转，转盘355旋转时可通过凸轮354让加压杆353做上下移动，将液压千斤顶351的顶缩杆352顶起，从而使上伸缩筒33、上支护31与下伸缩筒34、下支护32可做相对伸缩。支护伸缩装置支护伸缩装置随着钻头的钻进而步步跟进及防偏斜的方法：水动力无钻杆防偏斜钻机在井深度超过水动力无钻杆防偏斜钻机的高度时，将水动力无钻杆防偏斜钻机下到井下，钻井液循环系统4将井中的钻井液控制在水动力旋转装置2和支护伸缩装置3之间的下支护32下面，松开下锁紧装置323，下支护32与下伸缩筒34固定连接断开，漂浮在水面上，众多的下井壁爪321从下井壁爪伸缩架322中伸出，抓紧井壁，由于下井壁爪321很多，会找到自己抓紧井壁的位置，而且井壁的不平整反而使下壁爪321抓井壁抓得更紧。锁紧下锁紧装置323，因为下支护32与水平面是平行的，当锁紧下锁紧装置323时，整个支护伸缩装置3垂直于水平面了。松开上支护31的上锁紧装置313，上支护31叠加在下支护32上，众多的上井壁爪311从上井壁爪伸缩架312中伸出，抓紧井壁，由于上井壁爪311很多，会找到自己抓紧井壁的位置，而且井壁的不平整反而使上井壁爪311抓井壁抓得更紧。所述锁紧上支护31的上锁紧装置313，缩回下井壁爪321，启动水动力旋转装置2，转芯21带动正反转钻头1开始钻进，同时，液压顶缩装置35向钻头施加向下的压力。所述上伸缩筒33和下伸缩筒34的的行程达到最大时，启动微动开关，水动力旋转装置2停止工作，液压顶缩装置停止上顶。所述松开下锁紧装置323，下支护32掉落在水面上，并漂浮在水面上，下井壁爪321从下井壁爪伸缩架322中伸出，抓紧井壁。下井壁爪321抓紧井壁后，松开上锁紧装置313，上支护31、上伸缩筒33向下滑，叠加在下支护32上。锁紧下锁紧装置323，整个支护伸缩装置3垂直于水平面。本专利技术的有益效果。在石油钻井过程中，水或者水的复合物做为钻井液循环系统的钻井液必不可少，既然必不可少，那我们可以充分利用水或者水的复合物来进行更多的工作，本专利技术利用水和水的复合物在到达井底时做了三件事：第一件事，利用地面相对于井底的高势能，为钻头提供凿咬地质层的动力；第二件事，去掉钻杆传送转动力矩的功能，由地面将动能传给水或水的复合物，由水或水的复合物通过地球的吸引力将水或水的复合物送达给钻头，或者水或水的复合物通过水的加压设备将水或水的复合物送达给钻头从根本解决了打井打的太深后，传送转动力矩所带来的诸多问题；第三件事，利用水的水平面绝对水平的特点，矫正本专利技术的垂直往下钻采而不偏斜。本专利技术利用水和水的复合物在回到地面时做了一件事：清洁井底，带出岩屑，避免钻头过热和重复切削。本专利技术的有益效果具体可列举以下几个方面。1、本专利技术的上支护与下支护交替抓紧井壁，步进式跟随钻头的钻进，所以在地质层允许的情况下，可以没有深度限止地进行钻井施工。2、本专利技术的支护伸缩装置的支护作用简单实效，不受井壁状况的影响，因采用了众多小井壁爪抓紧井壁，不受井壁状况的影响，而且牢固不移动不偏斜。3、本专利技术利用了水的水平面，使钻出的井保持垂直于水平面而不偏斜。4、本专利技术的水或水的复合物在一个密封的仓室内通过，使仓室内的转芯旋转，让水的势能转变成机械旋转能，几乎没有什么遗漏地充分利用水的势能和地面设备加给水的能量而钻头提供能量。5、本专利技术用水或水的复合物为钻头提供动力，从而代替电力、代替电机、钻杆为钻头提供动力。6、本专利技术去掉钻杆，从而也去掉了钻杆对打井深度的一些限止及钻杆带来的诸多问题。7、本专利技术顺路搭车利用了水或水的复合物，不影响水或水的复合物做为打井中必不可少的钻井液循环系统中的其它各种功能。8、本专利技术的钻头顺时针旋转工作和逆时针旋转工作交替进行，可促进钻进、防止钻头与地质本文档来自技高网...
【技术保护点】
水动力无钻杆防偏斜钻机，其特征在于，其包括，正反转钻头（1），水动力旋转装置（2），支护伸缩装置（3），钻井液循环系统（4）；正反转钻头（1）安装在水动力旋转装置（2）的转芯下轴（213）上，正反转钻头（1）的水流通道（16）与水动力旋转装置（2）的转芯（21）的转芯中空水道（215）相连相通，支护伸缩装置（3）固定安装在水动力旋转装置（2）的活塞外壳（25）上端上，支护伸缩装置（3）上的众多个上井壁爪（311）抓紧井壁，钻井液循环系统（4）通过钻井液为水动力旋转装置（2）提供高势能水。
【技术特征摘要】
1.水动力无钻杆防偏斜钻机，其特征在于，其包括，正反转钻头（1），水动力旋转装置（2），支护伸缩装置（3），钻井液循环系统（4）；正反转钻头（1）安装在水动力旋转装置（2）的转芯下轴（213）上，正反转钻头（1）的水流通道（16）与水动力旋转装置（2）的转芯（21）的转芯中空水道（215）相连相通，支护伸缩装置（3）固定安装在水动力旋转装置（2）的活塞外壳（25）上端上，支护伸缩装置（3）上的众多个上井壁爪（311）抓紧井壁，钻井液循环系统（4）通过钻井液为水动力旋转装置（2）提供高势能水。2.根据权利要求1所述的水动力无钻杆防偏斜钻机，其特征在于，所述支护伸缩装置（3），其包括，上支护（31），下支护（32），上伸缩筒（33），下伸缩筒（34），液压顶缩装置（35）；所述上支护（31）安装在上伸缩筒（33）上，上支护（31）包括，上井壁爪（311），上井壁爪伸缩架（312），上锁紧装置（313），在上井壁爪伸缩架（312）中安装有一至十层上井壁爪（311），每层上井壁爪（311）有四至五十个上井壁爪（311），上井壁爪（311）可在上井壁爪伸缩架（312）里伸出缩进；所述下支护（32）安装在下伸缩筒（34）上，下支护（32）包括，下井壁爪（321），下井壁爪伸缩架（322），下锁紧装置（323），在下井壁爪伸缩架（322）中安装有一至十层上井壁爪（321），每层下井壁爪（321）有四至五十个上井壁爪（321），下井壁爪（321）可在下井壁爪伸缩架（322）里伸出缩进；所述上伸缩筒（33）的内壁上设置有滑槽，下伸缩筒（34）外壁上设置有滑销，滑槽与滑销的的形状相似，滑销插进滑槽里，使上伸缩筒（33）和下伸缩筒（34）可以上下滑动；所述液压顶缩装置（35），其包括，液压千斤顶（351），顶缩杆（352），加压杆（353），凸轮（354），转盘（355）；液压顶缩装置（35）安装在下伸缩筒（34）上，转盘（355）安装在水动力旋转装置（2）的转芯上轴（212）上，转芯上轴（212）旋转时，就会带动转盘（355）旋转，转盘（355）旋转时可通过凸轮（354）让加压杆（353）做上下移动，将液压千斤顶（351）的...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑柏林，杨京广，王玉章，郑国荣，
申请(专利权)人：郑州神利达钻采设备有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41
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