一种防震型钻井工具的制作方法

1.本发明涉及钻井技术领域，特别是一种防震型钻井工具。


背景技术：

2.在干热岩高温地热井中作业，井下温度高达200
‑
300℃。造斜工具在高温井下高负荷工作，容易产生疲劳断裂与过载断裂，这要求材料需要承受的应力小于材料的屈服点。本发明所述的材料适用于制造高速、重载的钻具，其强度高、韧性好。
3.防震钻井造斜工具可以有效实现一趟钻工程，无需重复起下钻更换造斜工具，节约成本，提高钻井效率。
4.因此，为了解决传统的造斜工具材料耐高温性能低，造斜度不够，结构复杂，不适用于一趟钻，提出了本发明。


技术实现要素：

5.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
6.鉴于现有技术中存在的问题，提出了本发明。
7.因此，本发明所要解决的技术问题是干热岩地热井钻具不耐高温，造斜度不高，工具受到井眼大小限制，缺乏灵活性，结构复杂、不适用于一趟钻等。
8.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种防震型钻井工具，其包括减震模块，所述减震模块包括工作台、固定件和安装壳，所述固定件安装在所述工作台的两侧，所述安装壳安装在工作台上，安装壳内放置有液压泵；以及，主体模块，所述主体模块包括上固定壳和下固定壳，上固定壳和下固定壳之间活动连接，所述工作台上设置方口，主体模块穿过所述方口。
9.作为本发明所述防震型钻井工具的一种优选方案，其中：所述工作台底部设置连通板，连通板围绕所述上固定壳圆周布置并且连通板内壁与上固定壳之间通过第四弹性件连接。
10.作为本发明所述防震型钻井工具的一种优选方案，其中：所述固定件包括底板、竖板、滑动板和夹持板，所述竖板垂直安装在底板上，滑动板和夹持板垂直安装在竖板的同一面上，夹持板固定连接，滑动板滑动连接。
11.作为本发明所述防震型钻井工具的一种优选方案，其中：所述夹持板位于工作台顶面，滑动板位于工作台底面，所述竖板上设置t型槽，滑动板一端设置t型块，t型块嵌于t型槽内；滑动板和夹持板上均设置有螺纹孔，螺栓穿过螺纹孔与螺母t固定连接。
12.作为本发明所述防震型钻井工具的一种优选方案，其中：安装壳包括底座和扣盖，底座固定安装在工作台上，扣盖一端与底座铰接并旋转盖设置底座顶部，底座和扣盖上均设置有半槽，两个半槽互相配合，液压泵安装在半槽内。
13.作为本发明所述防震型钻井工具的一种优选方案，其中：所述减震模块还包括降噪衬，所述降噪衬衬于所述半槽内，所述液压泵上连接有钻杆，钻杆另一端连接输送块。
14.作为本发明所述防震型钻井工具的一种优选方案，其中：所述输送块螺纹连接在上固定壳顶部并与上固定壳内部连通，输送块上套设有密封圈。
15.作为本发明所述防震型钻井工具的一种优选方案，其中：还包括驱动模块，所述驱动模块包括球块和活塞柱体，活塞柱体连接球块，上固定壳内设置有倾斜的柱槽，下固定壳内设置有腔体，活塞柱体倾斜设置在柱槽内并伸向腔体中，球块位于腔体中，柱槽内壁上设置有方块。
16.作为本发明所述防震型钻井工具的一种优选方案，其中：所述主体模块还包括伸缩机构，所述伸缩机构位于上固定壳和下固定壳之间，上固定壳底部设置有通槽，通槽顶部设置第一卡槽，下固定壳顶部设置第二卡槽，伸缩机构一端位于第一卡槽内，另一端位于第二卡槽内。
17.作为本发明所述防震型钻井工具的一种优选方案，其中：所述驱动组件还包括固定杆和锁定杆，所述固定杆一端螺栓连接在上固定壳外壁上，所述锁定杆安装在下固定壳壁内并伸出下固定壳壁，固定杆和锁定杆连接配合；活塞柱体底部连接有控制件，控制件与所述锁定杆配合。
18.本发明的有益效果：本发明的制动方式为通过液压有驱动活塞柱做运动，可有效提供持续动力，保证钻井斜率可达到一定的角度。在钻井完成后，关闭液压泵，可停止造斜角度，柔性短节应压力作用自动回到闭合状态。可有效节省起下钻时间；
19.本发明的活塞柱为斜体，在有坡度的柱槽内滑动，可以有一定的角度偏移，使得进行造斜功能；
20.本发明的刚性连接管可有效弯曲至一定角度，可有效阻挡岩屑进入造斜工具内部。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
22.图1为第一个实施例中的减震模块结构图以及固定件结构图。
23.图2为第一个实施例中的安装壳结构图。
24.图3为第二个实施例中的主体模块和驱动模块结构图。
25.图4为第二个实施例中的主体模块剖面视图。
26.图5为第三个实施例中的伸缩机构结构图。
27.图6为第三个实施例中的剖面爆炸图。
具体实施方式
28.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
29.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
30.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
31.实施例1
32.参照图1、2，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种防震型钻井工具，其包括减震模块300和主体模块100，主体模块100为钻井的主要设备，用于在地下井内进行钻井工作，主体模块100的底部则安装有钻头，主体模块100的顶部则设置驱动装置。减震模块300安装在底面上，用于支撑主体模块100在地下井内工作并且可以缓解主体模块100在工作时的震动以及减少噪音，避免周围工作人员的休息。
33.减震模块300包括工作台301、固定件302和安装壳303，固定件302安装在工作台301的两侧，安装壳303安装在工作台301上，安装壳303内放置有液压泵304。工作台301放置在底面上，固定件302固定安装在底面上并且可以夹持工作台301的两侧保证工作台301的稳定。
34.进一步的，固定件302包括底板302a、竖板302b、滑动板302c和夹持板302d，竖板302b垂直安装在底板302a上，滑动板302c和夹持板302d垂直安装在竖板302b的同一面上，夹持板302d固定连接，滑动板302c滑动连接。具体的，固定件302在工作台301两侧可以设置多个，底板302a通过螺栓与地面固定连接保证稳定性，滑动板302c和夹持板302d保持平行向工作台301中心延伸，工作台301两侧位于滑动板302c和夹持板302d之间，夹持板302d位于工作台301顶面，滑动板302c位于工作台301底面，竖板302b上设置t型槽302b
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1，滑动板302c一端设置t型块302c
‑
1，t型块302c
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1嵌于t型槽302b
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1内，滑动板302c可以沿着t型槽302b
‑
1上下滑动调整与夹持板302d之间的距离从而可以适应不同厚度的工作台301。
35.进一步的，滑动板302c和夹持板302d上均设置有螺纹孔k，两个螺纹孔k同轴心对齐，螺栓m穿过螺纹孔k与螺母n固定连接从而可以固定夹持住工作台301使得液压泵304工作发生震动时减小对工作台301的影响。
36.工作台301底部设置连通板301b，连通板301b围绕上固定壳101圆周布置。
37.主体模块100包括上固定壳101和下固定壳102，上固定壳101和下固定壳102之间活动连接，工作台301上设置方口301a，主体模块100穿过方口301a，连通板301b位于工作台301底部围绕方口301a设置，主体模块100穿过方口301a向下延伸，连通板301b内壁与上固定壳101之间通过第四弹性件301c连接，第四弹性件301c可以减小主体模块100的震动。
38.安装壳303包括底座303a和扣盖303b，底座303a固定在工作台301上保持稳定不动，液压泵304安装在底座303a上，扣盖303b与底座303a铰接，扣盖303b可以旋转盖在底座303a上，也可以旋转打开，打开时可以安装或者取下液压泵304，底座303a和扣盖303b上均设置有半槽l，扣盖303b盖上时两个半槽l互相配合形成一个整槽，并且这个整槽与液压泵304的外轮廓匹配。
39.减震模块300还包括两个降噪衬305，降噪衬305分别衬于两个半槽l内，扣盖303b盖上时降噪衬305可以贴合在液压泵304外表面上，起到降噪的作用；液压泵304上连接有钻
杆304a，钻杆304a另一端连接输送块304b，输送块304b螺纹连接在上固定壳101顶部并与上固定壳101内部连通，输送块304b上套设有密封圈304c，密封圈304c可以堵住上固定壳101顶部的空间，放置气压泄露或者液压油流出。
40.实施例2
41.参照图3、4，为本发明第二个实施例，该实施例基于上一个实施例，其包括主体模块100和驱动模块200，主体模块100整体安装在地下井中，主体模块100下部连接着钻头，在地面上安装有液压泵304提供动力，液压泵304是固定安装在井口位置，用于向钻杆304a内部运输钻井液。空心钻杆304a安装在液压泵304的输出端，上连接井上动力系统，下连接主体模块100。
42.主体模块100包括上固定壳101、下固定壳102和伸缩机构103，伸缩机构103位于上固定壳101和下固定壳102之间，伸缩机构103一端连接上固定壳101，另一端连接下固定壳102，上固定壳101和下固定壳102之间的两个端面互相配合，伸缩机构103的作用使得上固定壳101和下固定壳102两者可以在液压泵动力驱动的情况下分离，上固定壳101固定不动，下固定壳102可以被驱动倾斜向下，上固定壳101内设置有倾斜的柱槽101a，下固定壳102内设置有腔体102a，上固定壳101和下固定壳102的材料可以采用40cr。
43.上固定壳101内倾斜设置柱槽101a，下固定壳102内设置腔体102a，具体的，柱槽101a顶部贯穿连通，上固定壳101的顶部有螺纹孔，输送块304b在上固定壳101的顶部螺纹连接。
44.进一步的，驱动模块200包括球块202和活塞柱体203，三者的材料均为40crmnmo，该材料可以达到钻井现场的耐高温，强度、疲劳强度以及耐腐蚀能力的标准。活塞柱体203一端固定连接球块202，活塞柱体203位于上固定壳101内活动，球块202位于下固定壳102内活动连接，球块202可以是球体结构，活塞柱体203倾斜穿过柱槽101a和腔体102a连接球块303使得上固定壳101和下固定壳102之间活动连接。
45.驱动模块200还包括控制件205，控制件205位于腔体102a的底部，球块202连接在控制件205中，液压泵304在驱动时，液体流入活塞柱体203顶部挤压活塞柱体203下降，由于柱槽101a是倾斜设置的，活塞柱体203下降时也会沿着柱槽101a倾斜向下，进而驱动球块202和活塞柱体203整体向下压动，下固定壳102被挤压向下倾斜位移一端距离，从而实现钻头向下倾斜钻动。
46.进一步的，为了限制活塞柱体203的移动距离，柱槽101a内壁上设置有方块101c，方块101c可以设置有多对，方块101c可以限制活塞柱体203的过度上升。
47.控制件205在腔体102a内通过螺栓从下固定壳102外壁进行固定。
48.伸缩机构103位于上固定壳101和下固定壳102之间可以伸长缩短，在驱动下固定壳102下压的时候伸缩机构103伸长，返回时缩短。
49.实施例3
50.参照图5、6，为本发明第三个实施例，该实施例基于上一个实施例，控制件205包括下位块205a，施力块205b和第一弹性件205c，可以辅助球块202和活塞柱体203复位。
51.下位块205a安装在腔体102a底部，通过螺栓从下固定壳102外壁穿入后固定连接，第一弹性件205c安装在下位块205a顶部，施力块205b同样位于下位块205a顶部的腔体102a内，第一弹性件205c一端固定连接下位块205a顶部，另一端固定连接施力块205b底部，在驱
动下固定壳102下降时，球块202向下压施力块205b，第一弹性件205c则处于压缩状态，需要复位时，液压泵解除驱动，在第一弹性件205c弹力的作用下将球块202向上顶复位。
52.进一步的，伸缩机构103包括第一限位体103a、伸缩管103b和第二限位体103c。具体的，伸缩管103b可以伸长和缩短并且一端连接第一限位体103a，另一端连接第二限位体103c，上固定壳101底部对称设置通槽101d，通槽101d倾斜设置并且底部贯穿连通，通槽101d顶部设置第一卡槽101e，下固定壳102顶部对称设置第二卡槽102c，上固定壳101和下固定壳102相对的两个端面配合时，即通槽101d与第二卡槽102c相对，通槽101d与第二卡槽102c位置对应，可以设置多对，第一限位体103a嵌于第一卡槽101e内，第二限位体103c嵌于第二卡槽102c内起到连接上固定壳101和下固定壳102的作用。
53.进一步的，球块202、活塞柱体203和控制件205上设置有钻井液通道d，钻井液通道d连通控制件205底部，液压泵304可以释放钻井液从钻井液通道d内流至底部的钻头。
54.主体模块100还包括固定杆104和锁定杆105，固定杆104一端螺栓连接在上固定壳101外壁上，然后固定杆104自然向下悬挂保持固定，锁定杆105安装在下固定壳102壁内并伸出下固定壳102壁，固定杆104和锁定杆105连接配合。具体的，下固定壳102内壁中设置容纳槽102b，容纳槽102b呈“z型”结构布置，容纳槽102b顶部连通外界，底部连通腔体102a内，锁定杆105中间部分铰接安装在容纳槽102b中，锁定杆105一侧的顶部设置对接杆105a，另一侧的底部设置凸杆105b，对接杆105a伸出容纳槽102b，凸杆105b伸入腔体102a内与施力块205b底部配合。
55.进一步的，容纳槽102b壁底部设置第二弹性件105c，第二弹性件105c另一端固定连接凸杆105b，固定杆104一侧的底部设置对接孔104a，对接杆105a可以伸入对接孔104a内，在自然状态下，凸杆105b由于第二弹性件105c的作用伸出容纳槽102b，施力块205b位于凸杆105b的上方，凸杆105b对施力块205b起到限位作用，当施力块205b下降时将凸杆105b顶入容纳槽102b中，由于锁定杆105的交接旋转，对接杆105a从对接孔104a内伸出从而解除固定杆104和锁定杆105的固定连接，使得上固定壳101和下固定壳102之间解除固定连接状态，然后下固定壳102可以倾斜向下移动，反之，在没有压力驱动时，施力块205b上升，凸杆105b重新被第二弹性件105c顶出，然后对接杆105a重新插入对接孔104a内固定连接。
56.具体工作步骤为：
57.步骤1，利用液压泵304，抽取地面的钻井液，对井下输送钻井液；
58.步骤2，钻井液通过钻杆304a流经螺纹孔，对活塞柱体203施加压力，使得活塞柱体203在柱槽101a内运动。
59.步骤3，当上固定壳101和下固定壳102开始分离时，球块202向下运动将凸杆105b向内推进带动锁定杆105旋转运动，将对接杆105a抽出，伸缩机构103开始伸长。
60.步骤4，停止释放钻井液时，第一弹性件205c使施力块205b复位，锁定杆105复位，使上固定壳101和下固定壳102进入闭合状态。
61.重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本技术的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多
个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
62.此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。
63.应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
64.应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。