【技术实现步骤摘要】
一种天然气水合物开采复合破碎超变径钻头
本专利技术涉及天然气水合物钻井及开采
,具体涉及一种天然气水合物开采复合破碎超变径钻头。
技术介绍
天然气水合物是由天然气与水分子在低温高压的条件下合成的一种“笼形化合物”。天然气水合物中80%~90%的成分是甲烷,故也称甲烷水合物,因其大多呈白色或浅灰色晶体,外貌类似冰雪,可以像酒精块一样被点燃,所以,也被称为“可燃冰”。天然气水合物在世界范围内广泛存在,已发现的天然气水合物主要存在于北极地区的永久冻土区和世界范围内的海底、陆坡、陆基及海沟中。目前天然气水合物的主要开采方式有降压开采法、注热开采法和固态流化开采法等,其中的这三种方法的共同特点是:需要开掘出一个大尺寸的井眼,以达到高效开采水合物的目的。降压开采法、注热开采法需要开掘出大尺寸的井眼,以达到高效降压或注热,实现高效开采天然气水合物的目的;固态流化开采法是使用采掘设备将固态的水合物储层破碎成细小颗粒,并通过密闭流化的方式输送至海上平台,在平台上进行后期处理与加工,采掘时,开掘的井眼越大,单个井眼的产量越高,所以需要开掘出大尺寸的井眼,以达到高效开采的目的。当前,天然气水合物开采井下工具中可形成大尺寸井眼的工具主要有水合物钻头、压控滑套和伞式开采工具等。但其均尚无法满足天然气水合物高效、高产开采的要求,且其各自存在一些不足之处,具体如下:(1)水合物开采钻头不能实现扩径功能,更不能形成大尺寸井眼,以至于单井眼产能低,且作业成本高;(2)压控滑套采用纯水力破碎水合物,致使破碎能力不足,将导致 ...
【技术保护点】
1.一种天然气水合物开采复合破碎超变径钻头,主要由接头(1)、与接头(1)通过螺纹连接的外筒(2)、以及安装于外筒(2)中的喷嘴Ⅰ(17)、机械锁定机构、刀翼伸缩机构、与外筒(2)通过螺纹连接的堵头(13)、安装在堵头(13)上的O型密封圈Ⅳ(12)和通过螺纹连接安装在堵头(13)中的喷嘴Ⅱ(18)组成,其特征在于:所述的机械锁定机构由压筒(3)、O型密封圈Ⅰ(4)、弹簧Ⅰ(5)、划爪套(6)、O型密封圈Ⅱ(7)、O型密封圈Ⅲ(8)组成:压筒(3)上端通过上接头(1)的下端面限位,压筒(3)与外筒(2)之间设有O型密封圈Ⅰ(4),弹簧Ⅰ(5)位于外筒(2)内且其两端分别连接于压筒(3)的台阶和外筒(2)内部台阶之间,压筒(3)与划爪套(6)相接触,划爪套(6)与外筒(2)之间设有O型密封圈Ⅱ(7)和O型密封圈Ⅲ(8);所述的刀翼伸缩机构由推力球轴承(9)、滑筒(10)、弹簧Ⅱ(11)、刀翼(14)、二次破碎连杆(15)和刀翼连接座(16)组成:推力球轴承(9)安装于划爪套(6)与滑筒(10)之间,滑筒(10)与划爪套(6)间隙配合,弹簧Ⅱ(11)连接于滑筒(10)和外筒(2)内的台阶之 ...
【技术特征摘要】
1.一种天然气水合物开采复合破碎超变径钻头,主要由接头(1)、与接头(1)通过螺纹连接的外筒(2)、以及安装于外筒(2)中的喷嘴Ⅰ(17)、机械锁定机构、刀翼伸缩机构、与外筒(2)通过螺纹连接的堵头(13)、安装在堵头(13)上的O型密封圈Ⅳ(12)和通过螺纹连接安装在堵头(13)中的喷嘴Ⅱ(18)组成,其特征在于:所述的机械锁定机构由压筒(3)、O型密封圈Ⅰ(4)、弹簧Ⅰ(5)、划爪套(6)、O型密封圈Ⅱ(7)、O型密封圈Ⅲ(8)组成:压筒(3)上端通过上接头(1)的下端面限位,压筒(3)与外筒(2)之间设有O型密封圈Ⅰ(4),弹簧Ⅰ(5)位于外筒(2)内且其两端分别连接于压筒(3)的台阶和外筒(2)内部台阶之间,压筒(3)与划爪套(6)相接触,划爪套(6)与外筒(2)之间设有O型密封圈Ⅱ(7)和O型密封圈Ⅲ(8);所述的刀翼伸缩机构由推力球轴承(9)、滑筒(10)、弹簧Ⅱ(11)、刀翼(14)、二次破碎连杆(15)和刀翼连接座(16)组成:推力球轴承(9)安装于划爪套(6)与滑筒(10)之间,滑筒(10)与划爪套(6)间隙配合,弹簧Ⅱ(11)连接于滑筒(10)和外筒(2)内的台阶之间,刀翼连接座(16)通过螺栓连接于滑筒(10)上,二次破碎连杆(15)两端分别与刀翼(14)和外筒(2)通过螺栓连接,刀翼(14)与刀翼连接座(16)通过螺栓连接。
2.根据权利要求1所述的一种天然气水合物开采复合破碎超变径钻头,其特征在于:所述的外筒(2)上部设置一处密封圈槽(201),外筒(2)中上部设置一处台阶(202),外筒(2)中部周向分布有三处凸起的卡爪(203),卡爪(203)下方设置一处密封圈槽(204),密封圈槽(204)下方周向设置三处喷嘴孔(205),每处4个孔,喷嘴孔(205)下方设置一处密封圈槽(206),外筒(2)中下部周向设置有三处矩形通孔(207),矩形通孔(207)下部设置有斜槽(209),外筒(2)内下设置有一处台阶(208)。
3.根据权利要求1所述的一种天然气水合物开采复合破碎超变径钻头,其特征在于:所述的机械锁定机构,其中的压筒(3)内部设置有一处缩颈台阶口(301),压筒(3)外部设置有一处台阶(302),压筒(3)外壁周向设置有三处凹槽(303),压筒(3)下端设置有三处螺旋面(305),三处螺旋面(305)间设置三处断面(304);其中的划爪套(6)上端设置有六处螺旋面(601),六处螺旋面(601)间交叉分布三...
【专利技术属性】
技术研发人员:唐洋,敬鑫,刘清友,王国荣,周守为,钟林,李清平,何玉发,李中,李炎军,刘和兴,叶吉华,
申请(专利权)人:西南石油大学,
类型:发明
国别省市:四川;51
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