[发明专利]非开挖水平定向钻电钻杆

说明书

技术领域

本发明涉及一种非开挖水平定向钻电钻杆，属于水平定向钻穿越技术领域。

背景技术

水平定向钻穿越施工是由钻机驱动钻杆旋转，提供拉力和扭矩，泥浆由钻杆注入，整个钻柱旋转，扩孔器前端承受拉力和扭矩作用。扩孔器拖曳的钻杆较长、柔性大、效率低、能耗较高且破岩动力不足。对于大口径、长距离且地层复杂的管道水平定向钻施工来说，用地面钻机和钻柱驱动扩孔器进行多级扩孔的难度较大，扩孔动力明显不足，效率低且故障率高。有效的解决方法是利用动力钻具直接驱动扩孔器扩孔或复合扩孔，但常规动力钻因受泥浆、泵阀等配套设施的制约，输出功率、扭矩和使用寿命均比较有限。超常规大功率螺杆及涡轮钻具的直径和重量均较大，加工制造困难，使用维修不便，存在地层、孔径和施工长度等限制。

电动钻具在动力输出范围、地质适应性、灵活性、使用寿命和智能化水平等方面具有较大的优势和提升潜力，大功率或超大功率的电动钻具可用于大口径电动钻井和定向钻电动扩孔。目前，石油钻井电传输钻杆的故障率较高、安全性差、传输功率小且价格高，其技术瓶颈是高压电和长距离信号的传输有问题，即大功率电钻杆联接与电接头存在绝缘密封和泄漏等问题。在传输大功率高压电能时，电钻杆的电接头和电缆长时间处于磨损、腐蚀、振动和钻井液不断冲刷的环境中，还要承受电钻杆反复的上扣和卸扣的振动，因此故障率高，传输功率低，应用受限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非开挖水平定向钻电钻杆，其可用于大功率、大口径且长距离非开挖水平定向钻的电动扩孔扭矩传递、输送泥浆和电力与信号传输。

本发明的具体技术内容如下：

本电钻杆包括钻杆、插针套、绝缘电缆和插槽套：

插针套：设有端面环台的外套筒内装有长轴套，长轴套端面向上依次螺纹连接紧定锁母和端盖，端盖端面向上是依次套在长轴套上的压套、密封胶套、锥形的屏蔽套和套筒；内套筒底端插入外套筒上端孔，隔离护套设在内套筒与密封胶套、屏蔽套之间，并螺纹连接端盖内壁；内套筒外壁环台与外套筒端面环台贴合，两环台上的泥浆孔和安装孔对准连通；锁紧螺母螺纹连接于内套筒上端孔内，套在长轴套上的双头旋杆螺纹连接于锁紧螺母内。

插槽套：悬挂套筒外壁台阶上设有通浆孔，底端环台上设有连接孔，筒内装有短轴套，短轴套端面向下依次螺纹连接均倒置的紧定锁母和端盖，端盖端面向下是依次套在短轴套上的、均倒置的压套、密封胶套和锥形的屏蔽套，屏蔽套由短轴套底端凸台支撑；短套筒插入悬挂套筒缩径孔，倒置的隔离护套设在短内套筒与密封胶套、屏蔽套之间，并螺纹连接端盖内壁；短内套筒外壁凸肩通过螺钉连接悬挂套筒内壁台阶端面，底端孔内螺纹连接锁紧螺母。

插针套和插槽套通过双头旋杆相向连接，悬挂套筒底端环台上的连接孔与插针套环台上的安装孔对准连接。

插针套通过安装孔和螺钉连接钻杆内壁台肩，插槽套通过连接孔和螺丝连接钻杆端面，绝缘电缆两端分别插在长轴套和短轴套内，并分别连接插针组件和绝缘插槽。

本电钻杆安装完成后，由电缆通电，驱动扩孔器扩孔。水平定向钻机为本电钻杆提供反扭矩和轴向力，实现电动扩孔的扭矩传递、输送泥浆和电力与信号传输，完成使用水平定向钻电钻杆的扩孔作业。本电钻杆结构简单，密封绝缘安全可靠，传输功率大，泥浆节流作用影响小，故障率低，现场安装操作方便，改装费用低。

附图说明

图1为非开挖水平定向钻电钻杆中的插针套示意图。

图2为非开挖水平定向钻电钻杆中的插槽套示意图。

图3为插针套与插槽套连接示意图。

图4为非开挖水平定向钻电钻杆示意图。

具体实施方式

实施例：

参照图1至4对本发明的实施例进一步说明：

本电钻杆包括钻杆1、插针套2、绝缘电缆3和插槽套4：

插针套2：设有端面环台的外套筒9内装有长轴套11，长轴套11端面向上依次螺纹连接紧定锁母10和端盖12，端盖12端面向上是依次套在长轴套11上的压套13、密封胶套14、锥形的屏蔽套15和套筒21；内套筒17底端插入外套筒9上端孔，隔离护套16设在内套筒17与密封胶套14、屏蔽套15之间，并螺纹连接端盖12内壁；内套筒17外壁环台与外套筒9端面环台贴合，两环台上的泥浆孔22和安装孔23对准连通；锁紧螺母18螺纹连接于内套筒17上端孔内，套在长轴套11上的双头旋杆19螺纹连接于锁紧螺母18内。