一种井内随钻井壁支撑机构制造技术

一种井内随钻井壁支撑机构，属于钻井工具技术领域，由外壳和液力支撑组件所组成，液力支撑组件安装在外壳内部，通过控制高压微型泵实现弹性液力支撑的膨胀，当弹性液力支撑膨胀到一定程度时会与井壁进行紧密接触，井内随钻井壁支撑机构与井壁进行支撑，控制高压微型泵使弹性液力支撑缩回，井内随钻井壁支撑机构脱离井壁，同时高压微型泵的压力还能由微型蓄能器进行保持，本发明专利技术可实现自行走自变向导向钻进系统在需要给进时与井壁进行支撑产生足够摩擦力，提供下部钻具的给进反作用力，同时具有缩回功能，不影响上部钻具的给进，给井内或管内支撑技术提供了新的思路和方向，极具创新意义，并且应用范围广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种井内随钻井壁支撑机构
本专利技术属于钻井工具
，特别涉及一种用于自行走自变向导向钻进系统的井内随钻井壁支撑机构。
技术介绍
井下扭矩自平衡有缆钻具虽然能从根本上解决钻柱回转钻进产生的反扭矩危害、改变钻头单向碎岩对围岩的扰动强度，简化地面钻探装备和配套的工具及工艺方法，实现井内事故少、钻井成本低、能耗小和钻进效率高等目的，但只能竖直自重加压给进、无法自主加压和无法定向钻进。要想实现无钻杆钻具在井内的主动加压，井内钻具必须有与井壁进行支撑的能力，经调研，美国NASA在专利自推进深孔钻进机器人中提出的井壁支撑机构采用机械臂支撑的方式与井壁进行支撑，但容易被岩屑卡主导致钻具无法机械给进，具体见美国专利US7055625B1；日本提出的SEAVO入地机器人采用气囊式支撑机构与孔壁支撑，但该机器人只能在较软的土壤或泥地中进行钻进，无法进行钻井液的循环。综上所述，亟需一种能进行钻井液循环的井内钻具支撑机构，在需要时与井壁紧密接触，提供井内钻具行走给进时的反作用力。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种适配于自行走自变向导向钻进系统的井内随钻井壁支撑机构，该井内随钻井壁支撑机构能在自行走自变向导向钻进系统需要在井下行走时与井壁紧密接触，提供钻具给进的反作用力，同时还具有缩回功能，保证上部钻具能继续向下行走，达到整体钻进系统连续给进的目的。本专利技术为实现上述目的采用的技术方案是：一种井内随钻井壁支撑机构，该机构由外壳和液力支撑组件组成；其中外壳为圆柱形壳体，中间有中空通道，上部有环形凹槽，下部周向分布多个内腔，外侧壁周向分布多个侧壁凹槽，环形凹槽和内腔之间有竖直通道，环形凹槽和侧壁凹槽之间有L型通道，此外，在中空通道周围分布多个椭圆形通孔；其中液力支撑组件包括弹性液力支撑、高压细管、高压微型泵以及微型蓄能器，所述弹性液力支撑是一种内部有空腔的弹性筒状腔体，弹性筒状腔体内充满压力液，腔体固定在外壳的侧壁凹槽内，上部L形管道通过L型通道；所述高压细管为钢性中空细管，连接弹性液力支撑与高压微型泵；所述高压微型泵是一种压力很大的圆柱形微型泵，具有体积小、压力高、运转平稳以及安装方便的特点，可实现高压液体的抽吸和喷出功能，其安装在外壳的环形凹槽内；所述微型蓄能器是一种圆柱形的微型能量储蓄装置，固定在外壳的内腔底部；高压微型泵与微型蓄能器依次通过高压细管连通。弹性液力支撑、高压细管、高压微型泵以及微型蓄能器通过管道形成一个连续的管道腔。更进一步，需要理解的是，所述外壳设置N个内腔、N个侧壁凹槽、N个竖直通道、N个L型通道、2N个椭圆形通孔以及N组液力支撑组件，N大于等于2，在本专利技术中所取的是N＝3，只是以此为例进行说明，并不构成限定关系。通过上述设计方案，本专利技术可以带来如下有益效果：本专利技术是由外壳和液力支撑组件所组成，液力支撑组件安装在外壳内部，通过控制高压微型泵实现弹性液力支撑的膨胀，当弹性液力支撑膨胀到一定程度时会与井壁进行紧密接触，井内随钻井壁支撑机构与井壁进行支撑，控制高压微型泵使弹性液力支撑缩回，井内随钻井壁支撑机构脱离井壁，同时高压微型泵的压力还能由微型蓄能器进行保证；本专利技术可实现自行走自变向导向钻进系统在需要给进时与井壁进行支撑，提供下部钻具的给进反作用力，同时具有缩回功能，不影响上部钻具的给进，给井内或管内支撑技术提供了新的思路和方向，极具创新意义，并且应用范围广泛。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术示意性实施例及其说明用于理解本专利技术，并不构成本专利技术的不当限定，在附图中：图1是本专利技术所提出的一种井内随钻井壁支撑机构的总装45°俯视图。图2是本专利技术所提出的一种井内随钻井壁支撑机构的总装截面图。图3是本专利技术中外壳的俯视图。图4是图3的A-A向剖视图。图5是图3的B-B向剖视图。图6是本专利技术中弹性液力支撑膨胀过程中液力支撑组件的工作示意图，图中虚线箭头表示压力液流动方向。图7是本专利技术中弹性液力支撑收缩过程中液力支撑组件的工作示意图，图中虚线箭头表示压力液流动方向。图8是本专利技术所提出的一种井内随钻井壁支撑机构在井内实现支撑工作的工作过程图。图中：1-外壳；2-液力支撑组件；101-竖直通道；102-L型通道；103-椭圆形通孔；104-中空通道；105-环形凹槽；106-侧壁凹槽；107-内腔；201-弹性液力支撑；202-高压细管；203-高压微型泵；204-微型蓄能器。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。本领域技术人员应当理解。下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。如图1至图7所示，本专利技术所提出的一种井内随钻井壁支撑机构，由外壳1和液力支撑组件2构成，液力支撑组件2包括弹性液力支撑201、高压细管202、高压微型泵203和微型蓄能器204；所述外壳1为圆柱形壳体，中间有中空通道104，用于通过自行走自变向导向钻进系统相应的泥浆循环机构，外壳1上部有环形凹槽105，其空间用来安放高压细管202和高压微型泵203，外壳1下部周向分布多个内腔107，其空间用来安放微型蓄能器204，外壳1外侧壁周向分布多个侧壁凹槽106，其空间用来安放弹性液力支撑201，环形凹槽105和内腔107之间有竖直通道101，用来通过高压微型泵203下部的管道，环形凹槽105和侧壁凹槽106之间有L型通道102，用来通过弹性液力支撑201上部的管道，外壳1外径可设置与自行走自变向导向钻进系统同径，整个井内随钻井壁支撑机构安装在钻进系统的部件之间，故在中空通道104周围分布多个椭圆形通孔103，用来通过钻具内部的缆线；所述液力支撑组件2包括弹性液力支撑201、高压细管202、高压微型泵203以及微型蓄能器204，所述弹性液力支撑201是一种内部有空腔的弹性筒状腔体，弹性筒状腔体充满压力液，弹性筒状腔体固定在外壳1的侧壁凹槽106内，上部L形管道通过L型通道102，弹性液力支撑201可以随着内部液力变化而膨胀或收缩，用来与井壁紧密接触进行整体钻进系统的支撑；所述高压细管202为钢性中空细管，连接弹性液力支撑201与高压微型泵203，其作用是实现弹性液力支撑201腔体与高压微型泵203腔体的连通，给高压微型泵203对弹性液力支撑201的压力控制提供介质通道；所述高压微型泵203是一种压力很大的圆柱形微型泵，具有体积小、压力高、运转平稳以及安装方便的特点，可实现高压液体的抽吸和喷出功能，其安装在外壳1的环形凹槽105内，其可以喷出高压液体使弹性液力支撑201膨胀、抽走弹性液力支撑201内部部分液力使其收缩；所述微型蓄能器204是一种圆柱形的微型能量储蓄装置，固定在外壳1的内腔107底部，微型蓄能器204与高压微型泵203通过高压细管202连通，非工作状本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井内随钻井壁支撑机构，其特征在于：包括外壳(1)和液力支撑组件(2)，所述液力支撑组件(2)包括弹性液力支撑(201)、高压细管(202)、高压微型泵(203)以及微型蓄能器(204)；/n所述外壳(1)为圆柱形壳体，外壳(1)中间有中空通道(101)，外壳(1)上部有环形凹槽(105)，外壳(1)下部周向分布多个内腔(107)，外壳(1)外侧壁周向分布多个侧壁凹槽(106)，环形凹槽(105)和内腔(107)之间设有竖直通道(101)，环形凹槽(105)和侧壁凹槽(106)之间设有L型通道(102)，中空通道(101)周围分布多个椭圆形通孔(103)，弹性液力支撑(201)固定在外壳(1)的侧壁凹槽(106)内，所述高压细管(202)为钢性中空细管，连接弹性液力支撑(201)与高压微型泵(203)；所述高压微型泵(203)安装在外壳(1)的环形凹槽(105)内；所述微型蓄能器(204)固定在外壳(1)的内腔(107)底部，高压微型泵(203)与微型蓄能器(204)依次通过高压细管(202)连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种井内随钻井壁支撑机构，其特征在于：包括外壳(1)和液力支撑组件(2)，所述液力支撑组件(2)包括弹性液力支撑(201)、高压细管(202)、高压微型泵(203)以及微型蓄能器(204)；
所述外壳(1)为圆柱形壳体，外壳(1)中间有中空通道(101)，外壳(1)上部有环形凹槽(105)，外壳(1)下部周向分布多个内腔(107)，外壳(1)外侧壁周向分布多个侧壁凹槽(106)，环形凹槽(105)和内腔(107)之间设有竖直通道(101)，环形凹槽(105)和侧壁凹槽(106)之间设有L型通道(102)，中空通道(101)周围分布多个椭圆形通孔(103)，弹性液力支撑(201)固定在外壳(1)的侧壁凹槽(106)内，所述高压细管(202)为钢性中空细管，连接弹性液力支撑(201)与高压微型泵(203)；所述高压微型泵(203)安...

【专利技术属性】
技术研发人员：高科，张聪，谢晓波，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22