本发明专利技术涉及钻井领域，具体涉及一种旋流钻井装置。其包括第一杆、第二杆、螺旋桨以及传动控制机构；第一杆的下端连接有钻头，第二杆套设于第一杆的下部且位于钻头的上方，第二杆上设置有若干支撑辅翼；螺旋桨通过传动控制机构同轴设置于第一杆。本发明专利技术中当检测到大肚子井眼时，支撑辅翼伸出并支撑于井壁进而阻碍第二杆转动，传动控制机构控制螺旋桨在预设范围内上下往复移动对大肚井眼进行清理，且螺旋桨向下移动时不转动、向上移动时转动且转动速度大于第一杆的转速，直至螺旋桨的清理范围脱离大肚井眼，以此提高钻井液对岩石碎屑的清理效果。果。果。
【技术实现步骤摘要】
一种旋流钻井装置
[0001]本专利技术涉及钻井领域，具体涉及一种旋流钻井装置。
技术介绍
[0002]在油田钻井或者煤矿钻井施工过程中，往往会由于多种原因导致井壁失稳垮塌，进而形成不规则井径，若失稳垮塌情况未得到有效控制，则井眼的不规则程度加剧，极易形成“糖葫芦”或者“大肚子”井眼。在这类不规则井径段，由于环空返速的大幅降低以及钻井液流体区域流动轨迹的变化，钻井液对岩屑或者岩石掉块的携带能力也随着大幅降低，部分岩屑或者岩石掉块在“大肚子”井段进行重复的上升与滑落运动，并且在远离钻具、远离高流速区逐渐堆积留存。当停止循环后，“大肚子”井段内堆积留存的岩屑或者掉块则因重力原因开始沿井筒下滑，若滑落至某一相对较规则井段后留存或者堆积则引起起下钻遇阻遇卡，对此若处理不当甚至容易造成卡钻事故。因此在大肚井眼处需加强对岩屑的清理。
[0003]例如授权公告号为CN 112761558 B的中国专利文献就公开了一种直井用环空增速旋流器，该方案中通过螺旋桨提高环空钻井液的流速，改变其流态，进而提高钻井液对岩屑的清理作用，但是该方案中，螺旋叶片仅能与钻杆保持同速，给液体提供的增速有限且不能反复对大肚子井眼内的碎屑进行清理，清理效果有限。
技术实现思路
[0004]根据现有技术的至少一个不足之处，本专利技术提出了一种旋流钻井装置，以解决现有的钻井装置在遇到大肚井眼时清理效果差的问题。
[0005]本专利技术的一种旋流钻井装置采用如下技术方案：包括第一杆、第二杆、螺旋桨以及传动控制机构；第一杆的下端连接有钻头，第一杆由驱动装置驱动转动进而带动钻头进行钻探；第二杆套设于第一杆的下部且位于钻头的上方，第二杆和第一杆转动连接，第二杆上设置有若干支撑辅翼，支撑辅翼沿第二杆的圆周方向均布且能够沿第二杆的径向伸出缩回；螺旋桨通过传动控制机构同轴设置于第一杆，传动控制机构传动连接第一杆、第二杆以及螺旋桨；第二杆上集成了数据采集系统和数据处理系统，当检测到大肚子井眼时，支撑辅翼伸出并支撑于井壁进而阻碍第二杆转动，传动控制机构控制螺旋桨在预设范围内上下往复移动对大肚井眼进行清理，且螺旋桨向下移动时不转动、向上移动时转动且转动速度大于第一杆的转速，直至螺旋桨的清理范围脱离大肚井眼。
[0006]可选地，传动控制机构包括第三杆、第四杆和齿轮结构；第三杆和第四杆位于第二杆和第一杆之间，且第四杆和第三杆从内至外依次套设于第一杆，第三杆和第四杆之间设置有第一触发结构，初始第三杆和第四杆能够相对转动且能够相对上下滑动，第一触发结构触发后第三杆和第四杆同步转动且相对上下滑动；第三杆的上端和第一杆之间设置有涡状发条，涡状发条能够相对于第一杆上下滑动，第三杆的下端与第二杆的内周壁螺纹连接；螺旋桨套设于第三杆，螺旋桨和第三杆之间设置有第二触发结构，初始螺旋桨与第三杆相
对转动连接且同步移动，第二触发结构触发后，螺旋桨与第三杆同步转动；齿轮结构包括第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮，第一锥齿轮转动套设于第一杆且与第四杆的下端连接，第三锥齿轮套设于第一杆且与第一杆固定连接，第三锥齿轮面对面设置于第一锥齿轮的下方，第二锥齿轮转动设置于第二杆的内周壁且与第一锥齿轮以及第三锥齿轮均啮合，进而使得第一杆与第四杆的转向相反。
[0007]可选地，齿轮结构使得第四杆的转速等于或大于第一杆的转速。
[0008]可选地，第一触发结构包括电池、控制元件、电磁铁以及连接销，电池、控制元件和电磁铁设置于第三杆，电磁铁和电池相连接，控制元件用于控制电池对电磁铁进行供电，第三杆内设置有水平延伸的拉簧，连接销连接在拉簧靠近第三杆的一端且与电磁铁对应，连接销具有磁性，初始电磁铁不通电，连接销在拉簧的作用下回缩至第四杆内，第一触发结构触发后，电磁铁通电，进而推动连接销使连接销进入第四杆，连接销和第四杆能够相对向上滑动。
[0009]可选地，第二触发结构与第一触发结构结构相同。
[0010]可选地，第四杆上套设有支撑弹簧，支撑弹簧的下端与第一锥齿轮的上端面连接、支撑弹簧的上端连接有支撑环，支撑环套滑动套设于第一杆且位于第三杆的下方进而对第三杆进行支撑。
[0011]本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种旋流钻井装置中螺旋桨通过传动控制机构安装于第一杆，在遇到大肚井眼时，通过第二杆的支撑辅翼限制第二杆的转动，传动控制机构将第一杆的转动转化为带动在预设范围内带动螺旋桨往复上下移动，且螺旋桨仅在向上运动时转动，螺旋桨边上移边转动能够提高对钻井液的导流作用，提高钻井液对岩石碎屑的清理效果，同时通过螺旋桨的往复上下运动能够对大肚井眼进行反复清理，清理效果好；同时，螺旋桨向上时转速大于第一杆的转速，进一步提高了钻井液对碎屑的清理效果。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图，本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。
[0013]图1为本专利技术一种旋流钻井装置的整体结构示意图；图2为本专利技术一种旋流钻井装置的内部结构示意图；图3为本专利技术一种旋流钻井装置的爆炸图；图4为本专利技术中第二杆的结构示意图；图5为本专利技术中传动控制机构以及螺旋桨的连接示意图；图6为图5中A处放大图；图7为本专利技术中螺旋桨处于上端极限位置的状态示意图；图8为图7中B处放大图；图9为本专利技术中螺旋桨处于下端极限位置的状态示意图。
[0014]图中：100、第一杆；200、第二杆；210、支撑辅翼；220、挡环；230、圆柱凸起；300、第三杆；310、安装环；400、第四杆；500、螺旋桨；510、涡状发条；610、第一触发结构；611、电池；
612、控制元件；613、连接销；614、电磁铁；620、支撑环；630、支撑弹簧；640、齿轮结构；641、第一锥齿轮；642、第二锥齿轮；643、第三锥齿轮；700、钻头。
具体实施方式
[0015]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0016]如图1至图9所示，本专利技术的一种旋流钻井装置包括第一杆100、第二杆200、螺旋桨500以及传动控制机构。第一杆100的下端连接有钻头700，第一杆100由驱动装置（图中未示出）驱动转动进而带动钻头700进行钻探；第二杆200套设于第一杆100的下部且位于钻头700的上方，第二杆200和第一杆100转动连接，第二杆200上设置有若干支撑辅翼210，支撑辅翼210沿第二杆200的圆周方向均布且能够沿第二杆200的径向伸出缩回；螺旋桨500通过传动控制机构同轴设置于第一杆100，传动控制机构传动连接第一杆100、第二杆本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种旋流钻井装置，其特征在于：包括第一杆、第二杆、螺旋桨以及传动控制机构；第一杆的下端连接有钻头，第一杆由驱动装置驱动转动进而带动钻头进行钻探；第二杆套设于第一杆的下部且位于钻头的上方，第二杆和第一杆转动连接，第二杆上设置有若干支撑辅翼，支撑辅翼沿第二杆的圆周方向均布且能够沿第二杆的径向伸出缩回；螺旋桨通过传动控制机构同轴设置于第一杆，传动控制机构传动连接第一杆、第二杆以及螺旋桨；第二杆上集成了数据采集系统和数据处理系统，当检测到大肚子井眼时，支撑辅翼伸出并支撑于井壁进而阻碍第二杆转动，传动控制机构控制螺旋桨在预设范围内上下往复移动对大肚井眼进行清理，且螺旋桨向下移动时不转动、向上移动时转动且转动速度大于第一杆的转速，直至螺旋桨的清理范围脱离大肚井眼。2.根据权利要求1所述的一种旋流钻井装置，其特征在于：传动控制机构包括第三杆、第四杆和齿轮结构；第三杆和第四杆位于第二杆和第一杆之间，且第四杆和第三杆从内至外依次套设于第一杆，第三杆和第四杆之间设置有第一触发结构，初始第三杆和第四杆能够相对转动且能够相对上下滑动，第一触发结构触发后第三杆和第四杆同步转动且相对上下滑动；第三杆的上端和第一杆之间设置有涡状发条，涡状发条能够相对于第一杆上下滑动，第三杆的下端与第二杆的内周壁螺纹连接；螺旋桨套设于第三杆，螺旋桨和第三杆之间设置有第二触发结构，初始螺旋桨与第三杆相对转动连接且同步...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭国强，屈少波，
申请(专利权)人：山西宁武榆树坡煤业有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。