一种用于水平井钻进的辅助排屑器具制造技术

本实用新型专利技术实施例公开了一种用于水平井钻进的辅助排屑器具，包括主接头和支撑机构，所述主接头加装在两根钻杆之间，所述支撑机构包括活塞、弹簧以及翼片，所述活塞设置在主接头内，在活塞内设有用于分别连通两根钻杆内部水路的偏心水路，弹簧套接在活塞的末端上，用于作用活塞在位移后复位，所述翼片设置在活塞的前端上，并与活塞之间形成齿轮齿条传动，在主接头的外壁上还开设有供翼片旋出的通孔。本实用新型专利技术通过用加装在两根钻杆之间的主接头，利用泵压使翼片张开，从而使主接头随钻杆轴向运动后，由张开的翼片破坏岩屑床、减少岩屑床的形成，同时将钻杆撑离井壁，使钻杆轴线更靠近井眼轴线，增大钻杆与井壁底边之间的空间，有利于排出岩渣。

【技术实现步骤摘要】
一种用于水平井钻进的辅助排屑器具
本技术实施例涉及钻探工程
，具体涉及一种用于水平井钻进的辅助排屑器具。
技术介绍
目前的岩层钻井技术，在水平孔钻进过程中，由于钻杆直径不同，导致了冲洗液的流速不同，冲洗液携带岩屑的能力也不相同，粒径较大的岩屑不可能全部排出孔外，由于重力作用这些岩屑很容易沉积于孔壁下方，形成岩屑床，造成井眼不清洁。同时在钻井过程中，由于钻杆本身的重力作用会使钻杆轴线偏离井眼轴线，其偏离程度随井斜角的增大而增大，最终与井壁底边接触，沿井壁底边移动或滚动，靠近井壁底边的钻具与井壁间钻井液流速几近为零，失去悬屑、携屑能力，不利于排渣，会对钻井安全造成很大的影响。
技术实现思路
为此，本技术实施例提供一种用于水平井钻进的辅助排屑器具，以解决现有技术中由于钻杆轴线容易偏离井眼轴线而导致不便于排渣的问题。为了实现上述目的，本技术实施例提供如下技术方案：根据本技术实施例的第一方面，一种用于水平井钻进的辅助排屑器具，包括主接头和设置在主接头内部的支撑机构，所述主接头为内部形成有空腔的柱体结构，用于安装在两根钻杆之间，所述支撑机构包括活塞、弹簧以及翼片，所述活塞沿钻杆的轴向方向活动设置在主接头内，并在活塞内设有用于分别连通两根钻杆内部水路的偏心水路，所述弹簧套接在活塞的末端上，用于作用活塞在位移后复位，所述翼片设置在活塞的前端上，并与活塞之间形成齿轮齿条传动，用于所述翼片在活塞轴向运动后，向远离活塞的方向旋转，其中，所述主接头的外壁上开设有供翼片旋出的通孔。进一步地，所述主接头的一端上安装有用于外接钻杆的上接头，所述上接头的内部形成有连通钻杆内部水路和活塞内偏心水路的第一水路，所述主接头的另一端上安装有用于外接钻杆的下接头，所述下接头的内部形成有连通钻杆内部水路和活塞内偏心水路的第二水路。进一步地，所述主接头的内部空腔形成相互连通的末端通道和前端通道，所述末端通道的直径大于前端通道的直径，所述活塞置于末端通道内的外壁上一体成型的环形的限位板，所述弹簧设置在限位板和前端通道的末端面之间，且弹簧的一端抵触在限位板上，另一端抵触在前端通道的末端面上。进一步地，所述活塞包括活塞体和固接在活塞体前端面上的活塞杆，且偏心水路由活塞体内延伸至活塞杆内，所述弹簧套接在活塞体上，所述活塞杆的外壁上形成有一段齿条，所述翼片平行设置在活塞杆设有齿条的一侧，且翼片靠近活塞体的端部呈齿轮状，使所述翼片上的轮齿与活塞杆上的轮齿呈啮合设置，其中，所述翼片的齿轮端通过转轴转动连接在主接头内，且翼片与活塞体之间形成有供活塞体位移的间隙。进一步地，所述翼片设置有至少一个，且多个翼片的齿轮端通过一个转轴转动连接在主接头内。本技术实施例具有如下优点：通过设置内部设有支撑机构的主接头，并将主接头加装在两个相邻的钻杆之间，由钻杆带动主接头轴向运动，并在增大泵压的情况下，利用主接头上张开的翼片破坏孔壁下方堆积的岩屑床、减少岩屑床的形成和促使岩屑重新悬浮于钻井液中达到及时有效地清除岩屑床、排出岩渣的目的，同时，由翼片将钻杆撑离井壁，可使钻杆轴线更靠近井眼轴线，增大钻杆与井壁底边之间的空间，有利于排出岩渣，上述结构稳定可靠，加工方便，可及时有效地清除岩屑床的，减少井内事故的发生。附图说明为了更清楚地说明本技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。图1为本技术实施例提供的一种用于水平井钻进的辅助排屑器具的整体结构示意图。图中：1、主接头；11、上接头；12、下接头；2、支撑机构；21、活塞；211、偏心水路；212、限位板；213、活塞体；214、活塞杆；22、弹簧；23、翼片。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例1如图1所示，本技术实施例提供了一种用于水平井钻进的辅助排屑器具，包括主接头1和设置在主接头1内部的支撑机构2。主接头1为内部形成有空腔的柱体结构，用于安装在两根钻杆之间，由于目前在钻井钻进的过程中，需要同时对孔内的岩屑进行清洗，因此现有技术中的钻杆内设有供冲洗液流经的水路，但是目前用于钻具通常是由多根钻杆首尾连接，并在最前端的钻杆上加装钻头，因此，本实施例在相邻的两根钻杆之间加装主接头1，或者每隔三根钻杆加装一个主接头1，使其组成钻具，利用主接头1内设置的支撑机构2，在实际施工过程中，将最尾端的钻杆连接钻机，并在最前端的钻杆上安装钻头，使主接头1随钻杆的轴向运动而运动。具体的，在主接头1的一端上安装有用于外接钻杆的上接头11，且上接头11的内部形成有连通钻杆内部水路的第一水路，在主接头1的另一端上安装有用于外接钻杆的下接头12，且下接头12的内部形成有连通钻杆内部水路的第二水路，从而当钻机运行后，钻杆沿轴向直线运动，同时带动主接头1沿轴线运动。支撑机构2包括活塞21、弹簧22以及翼片23，活塞21沿钻杆的轴向方向活动设置在主接头1内，并在活塞21内设有用于分别连通两根钻杆内部水路的偏心水路211，其中，第一水路连通另一跟钻杆内部水路和活塞21内的偏心水路211，第二水路连通钻杆内部水路和活塞21内的偏心水路，用于正常水平钻进过程中，水路与活塞21上的偏心水路211连通，使冲洗液依次经过下接头12连接的钻杆以及上接头11连接的钻杆，直至从钻具最前端的钻头内部水路流向孔底，对孔内的岩屑进行冲洗。如上所述，主接头1的内部空腔形成相互连通的末端通道和前端通道，且末端通道的直径大于前端通道的直径，将活塞21置于末端通道内的外壁上一体成型的环形的限位板212，使弹簧22设置在限位板212和前端通道的末端面之间，即弹簧22的一端抵触在限位板212上，而弹簧22的另一端抵触在前端通道的末端面上，其中，限位板212配合设置在主接头1的末端通道内，当增大送水的泵压时，水压作用于限位板212上，从而推动活塞21沿轴向运动，并当钻孔结束后，调低泵压，活塞21在弹簧22的作用下复位。具体的，活塞21包括活塞体213和固接在活塞体213前端面上的活塞杆214，活塞体213主要置于末端通道内，且弹簧22和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于水平井钻进的辅助排屑器具，其特征在于：所述辅助排屑器具包括主接头(1)和设置在主接头(1)内部的支撑机构(2)，所述主接头(1)为内部形成有空腔的柱体结构，用于安装在两根钻杆之间，所述支撑机构(2)包括活塞(21)、弹簧(22)以及翼片(23)，所述活塞(21)沿钻杆的轴向方向活动设置在主接头(1)内，并在活塞(21)内设有用于分别连通两根钻杆内部水路的偏心水路(211)，所述弹簧(22)套接在活塞(21)的末端上，用于作用活塞(21)在位移后复位，所述翼片(23)设置在活塞(21)的前端上，并与活塞(21)之间形成齿轮齿条传动，用于所述翼片(23)在活塞(21)轴向运动后，向远离活塞(21)的方向旋转，其中，所述主接头(1)的外壁上开设有供翼片(23)旋出的通孔。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于水平井钻进的辅助排屑器具，其特征在于：所述辅助排屑器具包括主接头(1)和设置在主接头(1)内部的支撑机构(2)，所述主接头(1)为内部形成有空腔的柱体结构，用于安装在两根钻杆之间，所述支撑机构(2)包括活塞(21)、弹簧(22)以及翼片(23)，所述活塞(21)沿钻杆的轴向方向活动设置在主接头(1)内，并在活塞(21)内设有用于分别连通两根钻杆内部水路的偏心水路(211)，所述弹簧(22)套接在活塞(21)的末端上，用于作用活塞(21)在位移后复位，所述翼片(23)设置在活塞(21)的前端上，并与活塞(21)之间形成齿轮齿条传动，用于所述翼片(23)在活塞(21)轴向运动后，向远离活塞(21)的方向旋转，其中，所述主接头(1)的外壁上开设有供翼片(23)旋出的通孔。


2.根据权利要求1所述的一种用于水平井钻进的辅助排屑器具，其特征在于：所述主接头(1)的一端上安装有用于外接钻杆的上接头(11)，所述上接头(11)的内部形成有连通钻杆内部水路和活塞(21)内偏心水路(211)的第一水路，所述主接头(1)的另一端上安装有用于外接钻杆的下接头(12)，所述下接头(12)的内部形成有连通钻杆内部水路和活塞(21)内偏心水路(211)的第二水路。


3.根据权利要求1所述的一种用于水平井钻进的辅助排...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐胜利，上官丙鑫，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61