[發明專利]鉆井液內進內出式石油鉆井系統

有效

• 申請號: 201810169974.0
• 申請日: 2018-03-01
• 公開（公告）號: CN108316892B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 李勇;孟尚志;吳鵬;王壯森
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B21/00;E21B21/06;E21B33/12
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

1.鉆井液內進內出式石油鉆井系統，其特征在于：包括鉆井井架、鉆井液進液罐、鉆井液加壓泵、鉆井液回收泵、鉆井液回收罐、井口防噴器、鉆桿組件、地層密封筒和鉆頭；

鉆井井架、鉆井液進液罐、鉆井液加壓泵、鉆井液回收泵和鉆井液回收罐均固定在地層表面，鉆井井架上設置有動力驅動機構，鉆井液進液罐、鉆井液加壓泵和鉆桿組件的進液端通過管路沿鉆井液的流動方向依次連接，鉆桿組件的回液端、鉆井液回收泵和鉆井液回收罐通過管路沿鉆井液的流動方向依次連接，鉆井液進液罐和鉆井液回收罐之間通過鉆井液循環管線連接；

鉆井井架的正下方的地層內由鉆桿組件和鉆頭鉆有井眼，井口防噴器安裝在井眼的井口處，鉆桿組件和鉆頭設置在井眼內，鉆桿組件包括若干個結構相同且從上至下依次連接的鉆桿單元，其中一節個鉆桿單元穿過井口防噴器并與井口防噴器轉動連接，位于最上一節的鉆桿單元的上端與動力驅動機構的動力輸出端傳動連接，鉆桿單元呈圓筒狀，鉆桿單元的下端向下同軸向設置有連接凸頭，鉆桿單元的上端設置有連接凹槽，鉆桿單元的連接凸頭螺紋連接在相鄰鉆桿單元的連接凹槽內；

每節個鉆桿單元的內部均豎向設置有一塊鉆桿隔板，鉆桿隔板的前后兩側邊均與鉆桿單元的內壁密封接觸，鉆桿隔板通過隔板固定組件固定在鉆桿單元內，上下相鄰兩塊鉆桿隔板之間通過隔板連接組件連接，鉆桿隔板將鉆桿組件的內部分為兩個獨立的通道，位于左側的通道為鉆井液輸出通道，位于右側的通道為鉆井液輸入通道；

位于最下方的鉆桿單元記為鉆頭固定桿，鉆頭固定桿的下端固定連接有鉆頭連接桿，鉆頭固定連接在鉆頭連接桿的下端，地層密封筒安裝在鉆頭固定桿的下部外圈，且地層密封筒的外側壁緊貼井眼的內壁，地層密封筒為圓筒狀結構，地層密封筒的上部固定連接有上環形板，地層密封筒的下部固定連接有下環形板，上環形板與下環形板之間通過若干個沿周向均布的支撐桿支撐，地層密封筒的下環形板上開設有三個第一鉆井液交換孔，鉆頭固定桿的左半圓上沿周向設有若干個均與地層密封筒內部連通的第二鉆井液交換孔，鉆井液輸出通道的下端口處設置有與鉆桿隔板固定連接的鉆井液回液隔板，鉆井液回液隔板為半圓形板，鉆井液回液隔板與鉆頭固定桿的內壁和鉆桿隔板的左側面密封連接。

2.根據權利要求1所述的鉆井液內進內出式石油鉆井系統，其特征在于：鉆桿單元內壁的上部沿鉆桿單元的徑向開設有兩個相互對稱的上安裝槽，鉆桿單元內壁的下部沿鉆桿單元的徑向開設有兩個相互對稱的下安裝槽，兩個上安裝槽和兩個下安裝槽均配套設置有一組所述的隔板固定組件；

隔板固定組件包括沿鉆桿單元徑向方向設置的隔板卡頭、彈簧固定軸、第一彈簧和第二彈簧，隔板卡頭包括第一連接板、同軸向設置的限位環和限位柱，限位環和限位柱的一端均固定連接在第一連接板上，限位環和限位柱之間形成環形卡槽，彈簧固定軸的一端開設有與彈簧固定軸同軸向的彈簧限位槽，彈簧固定軸的另一端固定連接有第二連接板，第二連接板通過螺釘固定連接在鉆桿隔板上，第一彈簧套設在彈簧固定軸的外圈，第二彈簧安裝在彈簧限位槽內，彈簧固定軸伸入到環形卡槽內并與隔板卡頭插接配合，第一彈簧的兩端分別與第二連接板和限位環頂壓接觸，第二彈簧的兩端分別與彈簧限位槽的槽底和限位柱頂壓接觸，隔板卡頭安裝在配套的上安裝槽內或者下安裝槽內。

3.根據權利要求1所述的鉆井液內進內出式石油鉆井系統，其特征在于：隔板連接組件包括張開板、固定板、第一銷軸、第二銷軸和第三彈簧，鉆桿隔板的上下兩端均沿前后水平方向開設有長槽，位于上方的長槽內固定連接有第一頂壓柱，位于下方的長槽內固定連接有第二頂壓柱，第一頂壓柱和第二頂壓柱均與鉆桿單元同軸向設置，第三彈簧套設在第二頂壓柱上，張開板和固定板均設有兩個，兩個固定板位于同一水平高度且分別固定連接在鉆桿隔板的左右兩側面上，兩個張開板左右相對設置，每個張開板均包括頂壓部和轉動部，頂壓部為平板結構，轉動部為L形彎板結構，第三彈簧的兩端分別與長槽的槽底和張開板的頂壓部的上表面頂壓接觸，頂壓部的一端與轉動部的一端固定連接，頂壓部的自由端設有前后通透的腰形孔，兩個張開板的頂壓部通過穿過兩個腰形孔的第一銷軸鉸接，張開板于轉動部的拐角處通過第二銷軸鉸接在固定板上，頂壓部處于水平位置時，轉動部的自由端的端面與鉆桿隔板平行并頂壓接觸。

4.根據權利要求1所述的鉆井液內進內出式石油鉆井系統，其特征在于：鉆桿單元的連接凸頭與相鄰鉆桿單元的連接凹槽之間設置有密封圈。

5.根據權利要求1所述的鉆井液內進內出式石油鉆井系統，其特征在于：地層密封筒的上環形板的下表面上固定連接有上環形臺階，下環形板的上表面上固定連接有下環形臺階，上環形臺階和下環形臺階相對設置，支撐桿的外側設有若干個弓簧片，弓簧片為V形結構，所有弓簧片沿鉆桿單元的圓周方向均勻環繞鉆頭固定桿設置，弓簧片的拐角外表面與地層密封筒的內壁頂壓接觸，弓簧片的兩個端部內表面分別與上環形臺階和下環形臺階的外表面頂壓接觸。