一种带有地应力测试元件的钻井设备的制作方法

1.本实用新型涉及钻井设备技术领域，具体为一种带有地应力测试元件的钻井设备。


背景技术：

2.钻井是指利用机械设备或人力从地面将地层钻成孔眼的工作。在钻井过程中，尤其是深井钻井工作中，需要保证井壁的稳定性，进而保证作业人员的安全和后续支撑加固作业时的正常进行，因此在钻井的打孔初期需要对钻孔进行地应力测试。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种带有地应力测试元件的钻井设备，在钻井的过程中可以随时通过地应力测试压力囊对该处的地应力进行测试，从而对评估钻井过程中施工的偏差及井壁的稳定性，使工作人员随时可以掌握钻井井壁的稳定情况，保证了工作人员的安全，有利于后续支撑加固作业的安全进行，可以有效解决背景技术中的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种带有地应力测试元件的钻井设备，包括安装架，所述安装架的侧表面开设有滑槽，滑槽内转动设置有驱动螺杆，且所述滑槽内滑动设置有升降架，升降架上开设有与驱动螺杆螺纹连接的螺孔，所述安装架的顶端固定安装有升降电机，升降电机的输出轴穿入滑槽内并通过联轴器与驱动螺杆连接，所述升降架上通过驱动装置转动设置有钻井杆，钻井杆上设置有地应力测试压力囊。
5.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述驱动装置包括设置在升降架上表面的驱动电机，驱动电机的输出轴穿出升降架的下表面并与主动齿轮连接，所述钻井杆的外侧表面固定设置有与主动齿轮啮合的从动齿轮。
6.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述地应力测试压力囊外侧设置有连接管，连接管通过导管与增压装置连通，导管设置在钻井杆的外侧，增压装置固定安装在安装架的侧表面，所述增压装置上设置有压力检测元件。
7.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述地应力测试压力囊内侧设置有连接管，连接管穿入钻井杆内侧并从钻井杆中部的外侧穿出，且连接管通过导管与增压装置连通，导管设置在钻井杆的外侧，增压装置固定安装在安装架的侧表面，所述增压装置上设置有压力检测元件。
8.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述地应力测试压力囊内侧设置有连接管，连接管穿入钻井杆的内部并与安装在钻井杆内部轴线上的导管连通，导管穿出钻井杆的顶端并与增压装置连通，增压装置固定安装在钻井杆的上表面，所述增压装置上设置有压力检测元件。
9.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本带有地应力测试元件的钻井设备，在钻井杆外侧设置一个地应力测试压力囊，在钻井的过程中可以随时通过地应力测试压力
囊对该处的地应力进行测试，从而对评估钻井过程中施工的偏差及井壁的稳定性，使工作人员随时可以掌握钻井井壁的稳定情况，保证了工作人员的安全，有利于后续支撑加固作业的安全进行。
附图说明
10.图1为本实用新型实施例一的结构示意图；
11.图2为本实用新型实施例一中地应力测试压力囊的结构示意图；
12.图3为本实用新型实施例二的结构示意图；
13.图4为本实用新型实施例二中地应力测试压力囊的结构示意图；
14.图5为本实用新型实施例三的结构示意图；
15.图6为本实用新型实施例三中地应力测试压力囊的结构示意图。
16.图中：1安装架、2滑槽、3升降电机、4升降架、5钻井杆、6从动齿轮、7驱动电机、8卡板、9地应力测试压力囊、10连接管、11导管、12增压装置、13压力检测元件。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
18.实施例一，请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种带有地应力测试元件的钻井设备，包括安装架1，安装架1安装在钻井设备的台车或固定架上，主要用于安装钻井设备的驱动部件；安装架1的侧表面开设t形的滑槽2，滑槽2内转动设置有驱动螺杆，滑槽2内滑动设置“工”字形的升降架4，升降架4上开设有与驱动螺杆螺纹连接的螺孔，所述安装架1的顶端固定安装有升降电机3，升降电机3的输出轴穿入滑槽2内并通过联轴器与驱动螺杆连接，在升降电机3通电转动时，其通过驱动螺杆的转动带动升降架4在滑槽2内向下滑动，从而带动钻井杆5向下移动进行钻孔。
19.所述升降架4上通过驱动装置转动设置有钻井杆5，所述驱动装置包括设置在升降架4上表面的驱动电机7，驱动电机7的输出轴穿出升降架4的下表面并与主动齿轮连接，所述钻井杆5的外侧表面固定设置有与主动齿轮啮合的从动齿轮6，驱动电机7通过主动齿轮带动从动齿轮6转动，从而带动钻井杆5旋转，进而对地面进行钻井打孔。
20.进一步的，驱动电机7与从动齿轮6之间还可以设置多组齿轮形成一个减速机构，从而控制钻井杆5的转速。
21.驱动电机7和升降电机3及其他电器设备等均由外部电源供电，并由钻井设备常用的控制器控制。
22.钻井杆5顶端设置有卡板8，卡板8卡在升降架4的上下两侧，卡板8与升降架4之间设置有便于转动的润滑装置，也可以设置滚珠或推力轴承等减小摩擦力，从而便于钻井杆5的转动，
23.在钻井作业时，钻井杆5底端还会安装相应的钻井头。
24.钻井杆5上设置有地应力测试压力囊9，地应力测试压力囊9为中空的环状囊，在钻
井杆5上靠近底部的外侧开设有与之相对应的环状槽，地应力测试压力囊9卡在环状槽外侧，在钻井过程中，对地应力测试压力囊9少量充气或充液，使其最外侧与钻井杆5的外径大致相同，避免钻井过程中土层或碎岩落入其与井壁之间，从而影响对地应力的测试；在进行地应力测试时，则通过增压装置12进行增压，使地应力测试压力囊9膨胀，进而测试该处的地应力。
25.地应力测试压力囊9优选为丁基橡胶气囊，可承压在2.3 mpa左右；在针对地应力较大的区域使用时，也可采用聚氨酯制成的套环，聚氨酯的拉伸强度较高,一般可达28～42 mpa。
26.所述地应力测试压力囊9外侧设置对称有两个连接管10，两个连接管10连通后通过导管11与增压装置12连通，导管11设置在钻井杆5的外侧，增压装置12固定安装在安装架1的侧表面，所述增压装置12上设置有压力检测元件13，增压装置12可以为气泵或液泵，通过导管11和连接管10为地应力测试压力囊9供气或供液，使其在井内膨胀；压力检测元件13优选为压力表，进行地应力测试时，观察压力表的读数，当压力表趋于稳定时停止增压，压力表读数即为当前所测位置的地应力，检测方便，操作简单，可以随时通过地应力测试压力囊9对该处的地应力进行测试，从而对评估钻井过程中施工的偏差及井壁的稳定性，使工作人员随时可以掌握钻井井壁的稳定情况，保证了工作人员的安全，有利于后续支撑加固作业的安全进行。
27.本实施例中，导管11优选为弹簧软管，其具有很强的伸缩性，可随着钻井杆5的旋转下降而伸长，在收回钻井杆5时又可随时收缩。
28.由于连接管10和导管11均设置在外侧，本实施例适用于对浅层钻井的地应力测试。
29.实施例二，请参阅图3-4，本实用新型还提供一种技术方案，本实施例与上一实施例大致相同，区别在于：所述地应力测试压力囊9内侧对称设置有两个连接管10，两个连接管10均穿入钻井杆5内侧并从钻井杆5中部的外侧穿出，穿出后通过导管11与增压装置12连通，导管11设置在钻井杆5的外侧，增压装置12固定安装在安装架1的侧表面，所述增压装置12上设置有压力检测元件13，增压装置12可以为气泵或液泵，通过导管11和连接管10为地应力测试压力囊9供气或供液，使其在井内膨胀；压力检测元件13优选为压力表，进行地应力测试时，观察压力表的读数，当压力表趋于稳定时停止增压，压力表读数即为当前所测位置的地应力，检测方便，操作简单，可以随时通过地应力测试压力囊9对该处的地应力进行测试，从而对评估钻井过程中施工的偏差及井壁的稳定性。
30.本实施例中，导管11优选为弹簧软管，其具有很强的伸缩性，可随着钻井杆5的旋转下降而伸长，在收回钻井杆5时又可随之收缩。
31.连接管10设置在钻井杆5的内侧，导管11设置在外侧，本实施例适用于对较深层钻井的地应力测试。
32.实施例三，请参阅图5-6，本实用新型还提供一种技术方案，本实施例与上一实施例大致相同，区别在于：所述地应力测试压力囊9内侧对称设置有两个连接管10，两个连接管10均穿入钻井杆5的内部并与安装在钻井杆5内部轴线上的导管11连通，导管11穿出钻井杆5的顶端并与增压装置12连通，增压装置12固定安装在钻井杆5的上表面，所述增压装置12上设置有压力检测元件13，增压装置12可以为气泵或液泵，通过导管11和连接管10为地
应力测试压力囊9供气或供液，使其在井内膨胀；压力检测元件13优选为压力传感器，其通过无线通信模块（如wifi模块或5g通信模块等）与外部控制器连接，进行地应力测试时，观察外部控制器上显示屏中的压力读数，当压力读数趋于稳定时停止增压，压力读数即为当前所测位置的地应力，检测方便，操作简单，可以随时通过地应力测试压力囊9对该处的地应力进行测试，从而对评估钻井过程中施工的偏差及井壁的稳定性。
33.本实施例中，导管11优选为硬管，其与增压装置12均固定设置在钻井杆5上，可以跟随钻井杆5升降和旋转，因此不需要有伸缩性。
34.连接管10和导管11均设置在钻井杆5内部，可以跟随钻井杆5升降和旋转，本实施例适用于对深层钻井的地应力测试。
35.本实用新型中未公开部分均为现有技术，其具体结构、材料及工作原理不再详述。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。