[發明專利]一種用于電動鉆井的雙緩沖鉆壓自動控制工具

有效

• 申請號: 201910168219.5
• 申請日: 2019-03-06
• 公開（公告）號: CN109854166B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 劉少胡
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: E21B4/04
• 分類號: E21B4/04;E21B44/00
• 代理公司: 荊州市亞德專利事務所(普通合伙) 42216
• 代理人: 蔡昌偉

本發明涉及一種用于電動鉆井的雙緩沖鉆壓自動控制工具，屬于油氣開采鉆井技術領域。它由殼體、氣動緩沖裝置、壓緊接頭、和液動緩沖裝置及反扭矩消除裝置構成，其特征是：殼體內通過壓緊接頭裝有氣動緩沖裝置，氣動緩沖裝置一側的殼體內裝有液動緩沖裝置，液動緩沖裝置的一端延伸至殼體外端，延伸至殼體外端的液動緩沖裝置的端頭通過反扭矩消除裝置安裝有電動馬達。該工具可自動調整鉆頭壓力，實現井下鉆壓自動控制，從而提高鉆頭的服役壽命，能有效彌補目前國內石油鉆井過程中，鉆頭鉆壓難以控制的問題。

技術領域

本發明涉及一種用于電動鉆井的雙緩沖鉆壓自動控制工具，屬于油氣開采鉆井技術領域。

背景技術

油氣開采中，需要鉆頭的連續旋轉來破碎巖層，在電動鉆井中，鉆頭的旋轉是通過電動馬達來驅動的，鉆頭上的壓力通過鉆柱來施加。鉆頭承受的壓力與鉆井工況和待鉆地層有關，而井下鉆頭上的壓力難以控制，當鉆頭上的壓力過低時，會導致鉆進速度遲緩，影響鉆井效率，當鉆頭上的壓力過高時，可能會導致卡鉆，崩齒等井下惡性事故的發生，為確保鉆井過程順利高效的進行，鉆頭上的鉆壓必須根據不同的工作壓力自行調整，基于此，有必要研發設計一種雙緩沖鉆壓自動控制工具。

發明內容

本發明的目的在于解決現有鉆井技術的不足，提供一種用于電動鉆井的雙緩沖鉆壓自動控制工具，該工具可自動調整鉆頭壓力，實現井下鉆壓自動控制，從而提高鉆頭的服役壽命，并具有安裝方便，可靠性高的特點，能有效彌補目前國內石油鉆井過程中，鉆頭鉆壓難以控制的問題。

本發明的技術方案是：

一種用于電動鉆井的雙緩沖鉆壓自動控制工具由殼體、氣動緩沖裝置、壓緊接頭、和液動緩沖裝置及反扭矩消除裝置構成；其特征在于：殼體內通過壓緊接頭裝有氣動緩沖裝置，氣動緩沖裝置一側的殼體內裝有液動緩沖裝置，液動緩沖裝置的一端延伸至殼體外端，延伸至殼體外端的液動緩沖裝置的端頭通過反扭矩消除裝置安裝有電動馬達，電動馬達相對于反扭矩裝置固定。

所述的壓緊接頭為錐形體，壓緊接頭的中心部位設置有中心孔，邊緣部位設置有電纜孔，壓緊接頭與殼體內壁螺紋連接，壓緊接頭與氣動緩沖裝置之間設置有碟簧。

所述的氣動緩沖裝置由橢形殼體、緩沖氣囊、充氣柱、連接法蘭和通流閥構成，橢形殼體內設置有緩沖氣囊，緩沖氣囊一側的橢形殼體內通過下橡膠套裝有通流閥，通流閥的一端延伸至橢形殼體外端，延伸至橢形殼體外端的通流閥上安裝有連接法蘭，連接法蘭內側通流閥的底座上通過下壓緊螺母裝有下壓環，從而配合下橡膠套使通流閥在橢形殼體上固定。

所述的通流閥由底座、上彈簧、下彈簧、閥桿、閥蓋和彈簧擋板構成，底座為管狀體，底座的一端端口圓周上設置有限位凸緣，底座的內壁上設置有分割凸緣，底座內通過分割凸緣活動安裝有閥桿，閥桿的一端延伸至底座外端，延伸至底座外端的閥桿端頭固裝有閥蓋，底座內的閥桿另一端端頭固裝有彈簧擋板；分割凸緣與閥蓋之間的閥桿上設置有上彈簧，分割凸緣與彈簧擋板之間的閥桿上設置有下彈簧。

所述的底座與橢形殼體之間設置有下密封圈。

所述的緩沖氣囊一側通過上橡膠套裝有充氣柱，充氣柱與緩沖氣囊連通；充氣柱的一端延伸至橢形殼體外端，延伸至橢形殼體外端的充氣柱上通過上壓緊螺母裝有上壓環；所述的充氣柱端頭裝有充氣帽和充氣蓋。

所述的充氣柱和橢形殼體之間設置有上密封圈。

所述的液動緩沖裝置由運動軸、密封蓋和固定筒構成，固定筒內設置有階梯孔，固定筒的一端通過螺栓固裝有密封蓋，固定筒的階梯孔活動安裝有運動軸，運動軸的一端經密封蓋延伸至固定筒外端，延伸至固定筒外端的運動軸端頭通過反扭矩消除裝置裝有電動馬達。

所述的殼體與運動軸之間設置有殼體密封圈，運動軸一側的殼體壁上設置有電纜孔，電纜孔內設置有電纜，電纜的一端與電動馬達連接，電纜的另一端與地面電源連接。