[發明專利]電驅動定向穿越擴孔方法

有效

• 申請號: 201410499588.X
• 申請日: 2014-09-25
• 公開（公告）號: CN104389520A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 肖仕紅;梁政;李彥民;王瑋;魏秦文;趙廣慧;葉哲偉;蔣發光
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B7/28
• 分類號: E21B7/28;E21B4/04;E21B7/04;E21B47/12;E21B44/00
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1.電驅動定向穿越擴孔方法，其特征是：在定向穿越施工前，先按照常規定向穿越工程進行準備和工程實施，在進行管子場地或稱出土端(B)工作區準備時，在管子場地設置高壓柜(19)、變壓器(18)、高壓開關(17)和動力及信號控制站(16)，并將這些設備依次安裝連接好；在鉆機場地或稱入土端(A)工作區布置一臺定向鉆機(5)，在管子場地或稱出土端(B)布置一臺電驅動定向鉆機(13)，動力及信號控制站(16)通過動力及信號傳輸電纜(14)與電驅動定向鉆機(13)的電纜入口裝置(31)連接；同時，準備好電機(9)和浮筒擴孔器(8)；當按常規方法鉆完導向孔后，在出土端(B)卸掉鉆頭，將浮筒擴孔器(8)接入入土端(A)處鉆柱(7)的前端，浮筒擴孔器(8)另一端與電機(9)連接，電機(9)與出土端(B)處動力及信號傳輸鉆柱(11)連接，動力及信號傳輸鉆柱(11)另一端與電驅動定向鉆機(13)的電傳輸輸出軸(29)連接；電機(9)上安裝的傳感器(10)的電路自動接入動力及信號傳輸鉆柱(11)的線纜回路中；在上述設備和儀表連接好后，啟動泥漿泵(3)，泥漿泵(3)通過吸液管線(2)從泥漿池A(1a)吸入泥漿，加壓后的泥漿通過高壓軟管(4)注入定向鉆機(5)的泥漿旋轉接頭(22)內，再依次進入齒輪箱(23)、輸出軸(25)、鉆柱(7)、浮筒擴孔器(8)內，并通過浮筒擴孔器(8)的噴嘴進入環空中，并分別從入土端(A)和出土端(B)流出，進入到泥漿池A(1a)和泥漿池B(1b)中；然后開啟定向鉆機(5)，并關掉液壓馬達(24)，進而開啟定向鉆機(5)的給進系統(20)，給進系統(20)通過入土端A處的鉆柱(7)給浮筒擴孔器(8)施加一個拉力，同時開啟出土端(B)處高壓柜(19)、高壓開關(17)和動力及信號控制站(16)，高壓電源依次通過高壓柜(19)、變壓器(18)、高壓開關(17)、動力及信號控制站(16)、動力及信號傳輸電纜(14)、電纜入口裝置(31)、電傳輸輸出軸(29)、動力及信號傳輸鉆柱(11)，到達電機(9)，并驅動電機(9)旋轉，電機(9)旋轉帶動浮筒擴孔器(8)旋轉，并進行擴孔；擴孔過程中，入土端(A)處鉆柱(7)拖動浮筒擴孔器(8)、電機(9)和動力及信號傳輸鉆柱(11)整體朝入土端(A)前進，當入土端(A)處鉆柱(7)取下一根鉆桿(26)時，出土端(B)處就會增加一根動力及信號傳輸鉆桿(27)，繼續鉆進，如此反復，直至浮筒擴孔器(8)到達入土端(A)；在擴孔過程中，井底傳感器(10)將信號傳輸到動力及信號控制站(16)內，操作者根據浮筒擴孔器(8)的實時工況，實時調整擴孔施工的控制參數，從而控制井眼軌跡；當浮筒擴孔器(8)到達入土端(A)后，通過出土端(B)處電驅動定向鉆機(13)回拖孔內裝備，此時浮筒擴孔器(8)能實現反向擴孔，進一步修整孔眼，回拖過程中浮筒擴孔器(8)或者不旋轉或者保持低速旋轉；在回拖過程中，依次在入土端(A)接入鉆桿(26)，同時在出土端(B)拆下動力及信號傳輸鉆桿(27)；當浮筒擴孔器(8)回拖到出土端(B)時，依次關閉泥漿泵(3)、動力及信號控制站(16)、高壓柜(19)和高壓開關(17)，拆下浮筒擴孔器(8)，并用下一級浮筒擴孔器(8)替換，重復前面的步驟，直到擴孔施工結束。

2.根據權利要求1所述的定向穿越擴孔方法，其特征是：本擴孔方法的電驅動定向鉆機(13)包含有電驅動動力頭(28)和給進系統(20)，電驅動動力頭(28)是由電傳輸輸出軸(29)、支架(30)和電纜入口裝置(31)組成，在支架(30)內安裝有軸承，支架旋轉軸(30a)安裝在支架(30)軸承內，支架旋轉軸(30a)兩端通過螺紋分別與電傳輸輸出軸(29)和電纜入口裝置(31)連接而成，電傳輸輸出軸(29)、支架旋轉軸(30a)和電纜入口裝置(31)構成一個整體在支架軸承上旋轉；本方法的電驅動定向鉆機(13)除了電驅動動力頭(28)與常規定向鉆機的動力頭結構和功能不同外，其他結構和功能都相同，可以由任意類型的常規定向鉆機改裝；本擴孔方法的電驅動動力頭(28)不局限于本權利要求的具體結構，電驅動動力頭(28)的電傳輸輸出軸(29)、支架旋轉軸(30a)和電纜入口裝置(31)能組合成一個零件或者兩個零件實現。