[發明專利]局部電動旋轉鉆井裝置

有效

• 申請號: 201310414632.8
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN103437701A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 閆鐵;王鵬;畢雪亮;李井輝;逯廣東;單丹丹
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: E21B3/00
• 分類號: E21B3/00;E21B4/04;F03B13/00
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 曹愛華

一、?????技術領域：

本發明涉及的是石油鉆井工程中破巖工藝領域中的鉆井裝置，具體涉及的是局部電動旋轉鉆井裝置。

二、背景技術：??

隨著鉆井技術的不斷發展，鉆井工藝和鉆井工具也得到了迅猛發展。特別是隨著水平井、大位移井等特殊井的數量增多，加快了新的鉆井技術以及新的井下工具研發速度。鉆井方式從頓鉆到目前常用的旋轉鉆井、旋轉導向鉆井、地質導向鉆井、再到套管鉆井、激光鉆井等新的鉆井方式。

目前，鉆井技術的主要技術難點主要包括：（1）深部地層大位移水平井安全高效鉆進存在技術瓶頸；（2）復雜油氣層、難鉆地層所占比例逐年增加，需要新的鉆井方式來不斷補充現在的鉆井技術。針對我國目前的鉆井工程實際情況及長水平段水平井鉆井的技術難點，急需發展新型、高效的鉆井技術。

現代鉆井技術是在頓鉆、旋轉鉆井、水力射流的旋轉鉆井鉆井的基礎上發展起來的，是應用最為廣泛的鉆井技術手段。然而，對于一些復雜井型的鉆進，如大位移水平井、長水平段水平井鉆井等，旋轉鉆井存在許多弊端，如受鉆具強度以及井身結構等方面的限制，鉆井事故頻發、鉆井成本高。

三、發明內容：

本發明的一個目的是提供局部電動旋轉鉆井裝置，它用于現有鉆井裝置機械鉆速低、井下工具摩阻扭矩大解決的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：這種局部電動旋轉鉆井裝置包括上部鉆桿、鉆鋌、上短接、局部電動旋轉裝置、下短接、鉆頭，局部電動旋轉裝置通過螺紋與上下短接連接；局部電動旋轉裝置包括上螺紋、軸流式水力發電機、旋轉外筒、上儲電器、馬達、中心軸、連接銷、內筒、下儲電器、壓電轉換器、承壓裝置、下螺紋，上螺紋與上鉆具連接，下螺紋與下鉆具連接，中心軸從內筒穿過，旋轉外筒套置在內筒外，內筒與旋轉外筒之間有連接銷，內筒中從上到下依次安裝軸流式水力發電機、上儲電器、馬達、下儲電器、壓電轉換器、承壓裝置，軸流式水力發電機、上儲電器、馬達依次連接，下儲電器也連接馬達，馬達分別連接中心軸和內筒，承壓裝置連接壓電轉換器，壓電轉換器連接下儲電器。

上述方案中軸流式水力發電機包括勵磁系統、機座、發電機、上軸承座、轉軸、下軸承座、水輪機；轉軸一端通過上軸承座與發電機轉子連接，轉軸另一端通過下軸承座與水輪機連接；發電機上端面安裝機座，機座上設置勵磁系統。

有益效果：

（1）在以往的鉆井中，主要是通過旋轉鉆柱，或是通過高速流動的鉆井液帶動底部動力鉆具轉動，并對鉆頭施加一定鉆壓進行鉆進的；本發明將通過局部電動旋轉鉆井裝置將流體的部分動能通過該裝置轉化為電能并進行存儲，帶動底部鉆具旋轉進行鉆進，充分地利用了鉆井液的動能和壓能，提高了鉆速。

（2）與傳統的轉盤鉆井相比，局部電動旋轉鉆井客服了以往轉盤鉆井的一些缺點，如井口施加扭矩，傳遞到井底鉆頭處扭矩損失大；

（3）電動控制精密，可以為井下隨鉆測量裝置提供電能；

（4）可以利用鉆具的振動沖擊能，將其轉化為可以利用的電能，既能防止鉆具振動帶來的危害，同時也能繼續鉆進提供電能；

（5）局部電動旋轉裝置可以通過旋轉外筒降低井下鉆柱的摩擦阻力，提高水平井及大位移水平井極限延伸能力；

（6）工具結構簡單，工作性能安全、可靠，便于與現有鉆具配合使用；

（7）該局部鉆井工具及鉆井方式使得鉆井效率得到提高，進而提高油氣藏的高效開發。

四、附圖說明：

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2為本發明中局部電動旋轉裝置的結構示意圖；

圖3為本發明中軸流式水力發電機的結構示意圖。

1鉆桿???2鉆鋌???3上短接???4局部電動旋轉裝置??5下短接??6鉆頭???7上螺紋???8軸流式水力發電機???9旋轉外筒???10上儲電器???11馬達??12中心軸??13連接銷???14內筒???15下儲電器???16壓電轉換器???17承壓裝置???18下螺紋???19勵磁系統???20機座???21發電機???22上軸承座???23轉軸???24下軸承座???25導水罩???26水輪機。

五、具體實施方式：

下面結合附圖對本發明做進一步的說明：

如圖1所示，這種局部電動旋轉鉆井裝置包括上部鉆桿1、鉆鋌2、上短接3、局部電動旋轉裝置4、下短接5、鉆頭6，鉆鋌2通過螺紋與上部鉆桿1連接，局部電動旋轉裝置4通過螺紋與上下短接連接，下短接5與底部鉆頭6連接。鉆具為通用標準各尺寸，在實現各自功能基礎上，能夠方便、快捷的進行順利連接。