[實用新型]一種用于斜、豎井鉆進的定向鉆具

有效

• 申請號: 201922303315.4
• 申請日: 2019-12-19
• 公開（公告）號: CN211500529U
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 鄭堯;王強;劉振庚;王峻;王煥強;張學彬;楊小雙;郭子超;田宗鵬;王再強;張欣;雷文
• 申請（專利權）人: 中國水利水電第七工程局有限公司
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B7/08;E21B7/10;E21B17/10;E21B47/02
• 代理公司: 成都市輔君專利代理有限公司 51120
• 代理人: 張堰黎

本實用新型公開了一種用于斜、豎井鉆進的定向鉆具。由各鉆具順序依次通過絲扣軸向鋼性連接，至少包括以下連接組合：定向鉆具最前端是牙輪鉆頭，牙輪鉆頭與磁短節連接；在順序連接的鉆具中前后分別設置有兩套定位測斜系統，一套為磁短節旋轉產生動態磁場定位測斜系統，一套為MWD測斜儀定位測斜系統；在順序連接的鉆具中前后設置兩套扶正器構成雙扶正器位置確定系統。本實用新型針對水利水電工程特性巖石較為堅硬特點，選擇剛性配置鉆具，能有效保證鉆孔直線性，該鉆具組合能多套定位系統執行定位任務，多組合加權平均計算偏斜率，定位進度更高，雙扶正器組合更利于直線斜豎井導孔鉆孔。

技術領域

本實用新型屬于地質鉆進裝備設計技術領域，尤其屬于建設工程中斜、豎井鉆進開挖鉆進裝備設計技術領域，特別涉及一種用于斜、豎井鉆進的定向鉆具。

背景技術

水利水電行業豎井施工采用反井鉆機較為普遍，但常常在深豎井復雜地質條件情況下，反井鉆機施工缺乏糾偏及定位功能，易出現導孔偏出設計范圍，難以尋找到導孔的窘迫局面，不能滿足施工需求。隨著非開挖定向鉆機及無線測斜系統的逐步引入，在深豎井導孔施工中，導孔施工精度得以提高。

水平定向鉆機通常應用在市政及煤礦行業，鉆孔地層巖石硬度較低，而水利行業斜、豎井巖石硬度較高；且導孔施工目的不同，水利行業斜豎井一般為直線，控制導井直段準確度尤為關鍵。將常規水平定向鉆機等設備應用到水利水電行業存在顯著的不適應性，難以保證斜、豎井施工任務順利完成。因此，需根據設備特性及施工巖層堅硬等特點進行鉆具組合調整設計，保證施工順利進行。

發明內容

本實用新型根據現有技術的不足，為解決定向鉆機及無線測斜系統在堅硬巖層中直線型開挖的應用，公開了一種斜、豎井堅硬巖石定向鉆具，以提高水利水電行業在堅硬巖石開掘斜、豎井導孔施工的精度。

本實用新型通過以下技術方案實現：

一種用于斜、豎井鉆進的定向鉆具，由各獨立鉆具順序連接構成。其特征在于各鉆具順序依次通過絲扣軸向鋼性連接，至少包括以下連接組合：

定向鉆具最前端是牙輪鉆頭，牙輪鉆頭與磁短節連接；

在順序連接的鉆具中前后分別設置有兩套定位測斜系統，一套為磁短節旋轉產生動態磁場定位測斜系統，一套為MWD測斜儀定位測斜系統；

在順序連接的鉆具中前后設置兩套扶正器構成雙扶正器位置確定系統。

本實用新型用于斜、豎井鉆進的定向鉆具可以是順序連接的牙輪鉆頭、磁短節、變扣、單彎螺桿、浮閥、扶正器、無磁鉆鋌一、無磁鉆鋌二、無磁鉆鋌三、扶正器、鉆鋌、加重鉆桿和普通鉆桿各鉆具順序依次通過絲扣軸向鋼性連接構成；在無磁鉆鋌二內置MWD測斜儀。

本實用新型鉆具同時設置擁有兩套定位測斜系統，一套為磁短節旋轉產生動態磁場定位，一套為MWD測斜儀定位，兩套測斜系統相互補充，進一步提高鉆具的糾偏功能。

本實用新型鉆具采用剛性鉆桿連接；兩套扶正器能保證測斜儀的位置準確性，進一步提高定向糾偏功能；

本實用新型鉆具的牙輪鉆頭與磁短節相連，牙輪鉆頭適用于地質條件較好的導孔鉆進，牙輪鉆頭與磁短節距離較近，定位磁短節的位置，即能更準確的定位鉆頭位置。

本實用新型鉆具的磁短節在鉆桿旋轉磁短節產生動態磁場時，定位測斜解析儀器位于透孔點下方的平洞內，距透孔點越近定位越準確，為本實用新型前置定位系統。

本實用新型鉆具的牙輪鉆頭、磁短節、變扣、單彎螺桿和浮閥鉆具連接均為剛性連接，能保證在堅硬巖石條件下鉆進，且單彎螺桿的小彎度實現糾偏鉆進。