[发明专利]一种基于孔底涡轮发电机组供电的电动冲击钻探装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于孔底涡轮发电机组供电的电动冲击钻探装置，属于钻探领域。

背景技术

众所周知，在回转钻进的基础上叠加一定的冲击功，能够实现冲击回转钻进能够大幅度提高钻探效率。目前实现冲击的关键设备是冲击器，传统的液动或气动冲击器由于结构复杂、现场组装技术要求高等因素，现场使用不够理想，且传统冲击器冲击功和冲击频率不可调，在生产实践中采用的传统钻进方法与钻探冲击系统不能适应不同地层条件的需要，一旦下钻就很难按不同的地层的需要调节冲击功和冲击频率。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于孔底涡轮供电的电动冲击钻探装置，不仅结构简单、调试使用方便、制造成本低、易于维护、可以调节冲击频率，而且针对不同岩层，只需要利用地表脉冲发生器产生一定的指令即可达到调节冲击功和冲击频率的目的。

实现本发明目的采用的技术方案是：一种基于孔底涡轮发电机组供电的电动冲击钻探装置，至少包括孔底钻头、岩心管、钻杆柱、软管和地表钻探泵，孔底钻头通过岩心管与钻杆柱的一端连接，钻杆柱的另一端通过水龙头与软管的一端连接，软管的另一端与地表钻探泵连接，地表钻探泵通过吸水管与水池连接，其特征在于：钻杆柱上设有电动冲击钻具和涡轮发电机组，软管上设有脉冲发生器，脉冲发生器的出水端与软管相连，脉冲发生器的进水端与地表钻探泵连接。

所述的电动冲击钻具至少包括压力传感器、信号采集与控制模块、直线电机驱动器、直线电机初级、电机密封筒、直线电机次级、球铰、冲锤、铁砧、下接头，压力传感器通过信号采集与控制模块与直线电机驱动器连接，直线电机初级和直线电机次级的上端密封于电机密封筒内，直线电机次级的下端通过球绞与冲锤链接，铁砧位于电动冲击钻具的底端，通过六方套与下接头固定连接，下接头与通过钻杆柱与岩心管连接，其中球绞处安装防脱销钉防止连接脱落。

所述的涡轮发电机组至少包括涡轮发电机、涡轮发电机固定筒和导线，涡轮发电机组通过上接头与钻杆柱连接，涡轮发电机外围设有涡轮发电机固定筒，涡轮发电机通过导线与信号采集与控制模块连接。导线中间设有水密接头。

所述的电动冲击钻具和涡轮发电机组外面设有外壳。

所述的脉冲发生器至少包括键盘、单片机和电磁阀，键盘上至少设有启动键、调频键、停止键、设置键、调功键、加大键和减小键。通过控制电磁阀的开与关，达到调节钻井循环液(泥浆)的压力，再配合电磁阀打开或关闭的时间长短可以编制出不同脉冲信号。脉冲发生器产生脉冲后由电动冲击钻具内的信号采集模块采集脉冲数据，通过解析达到控制电动冲击钻具的启动与停止，也可控制调节电动冲击钻具的冲击功和冲击频率。

所述的软管的进水口设有压力表，且压力表位于水龙头与脉冲发生器之间。

与现有技术相比，本发明采用上述结构，其结构简单，把孔底涡轮发电机组和电动冲击钻具作为整个装置的一部分，与钻杆柱一起下入钻孔内，通过地表脉冲发生器和电动冲击钻具内的信号采集模块的相互协作，利用孔内的孔底涡轮发电机组作为动力源，达到孔底冲击钻进的目的。本装置对于不同岩层，只需要利用地表脉冲发生器产生一定的指令即可达到调节冲击功和冲击频率的目的，而不需要提钻调节，从而克服了传统冲击器冲击功和冲击频率不可调或提钻调节的缺陷，提高了冲击钻进的可靠性和效率，用于岩层复杂的冲击钻探。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明涡轮发电机组、电动冲击钻具结构示意图。

图3是A-A向剖视图。

图4是B-B向剖视图。

图5是C-C向剖视图。

图6是本发明的脉冲发生器结构示意图。

图中：1孔底钻头，2岩心管，3电动冲击钻具，4涡轮发电机组，5钻孔，6钻杆柱，7水龙头，8软管，9压力表，10脉冲发生器，11地表钻探泵，12吸水管，13水池，14上接头，15涡轮发电机，16涡轮发电机固定筒，17外壳；18导线，19水密接头，20压力传感器，21信号采集与控制模块，22直线电机驱动器，23电机初级，24电机密封筒，25电机次级，26球铰，27防脱销钉，28冲锤，29铁砧，30下接头，31.启动键，32.调频键，33停止键，34.设置键，35.调功键，36.加大键，37.减小键，38.单片机，39.电磁阀，40.键盘。

具体实施方式