[发明专利]电驱动定向穿越扩孔方法有效

专利信息
申请号: 201410499588.X 申请日: 2014-09-25
公开(公告)号: CN104389520A 公开(公告)日: 2015-03-04
发明(设计)人: 肖仕红;梁政;李彦民;王玮;魏秦文;赵广慧;叶哲伟;蒋发光 申请(专利权)人: 西南石油大学
主分类号: E21B7/28 分类号: E21B7/28;E21B4/04;E21B7/04;E21B47/12;E21B44/00
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 610500 四*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 驱动 定向 穿越 扩孔 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及用于水管、油管、天然气管道安装中管道定向穿越领域的电驱动定向穿越扩孔方法。

背景技术

随着管道定向穿越技术的发展,管道穿越的长度越来越长,管径越来越大。如在广东珠海磨刀门水道成功穿越2630m,创造了当时穿越最长世界纪录;在西气东输二线成功穿越管径1219mm,创国内大口径管道定向穿越新纪录。近来,已经提出穿越管径达到1422mm的需求,同时穿越长度也越来越长。

在管道穿越领域,水平定向钻技术与盾构、顶管、夯管等非开挖技术相比,具有适应性强、施工周期短等特点,应用范围较广。但随着大管径、长距离、复杂地层等工况的出现,利用地面钻机和钻杆驱动扩孔器进行多级扩孔的水平定向钻作业方式已经变得非常困难,扩孔动力明显不足、效率低、故障率高。解决该问题最有效的方法是利用动力钻具直接驱动扩孔器,但常规井下动力钻具受泥浆、泵阀等配套设施制约,输出功率、扭矩和使用寿命均有限,超常规大功率螺杆钻具、涡轮钻具直径和重量较大,加工制造难度较大,使用维修不便,并且仍然满足不了大孔径扩孔的动力需求。为此,不得不采取多次扩孔的施工工艺与技术,但多次扩孔又带来了孔径不规则、易发生坍塌与卡钻等事故,施工周期太长、成本太高,不能完全满足大孔径、长距离、复杂地质条件下的扩孔工艺技术要求。

另外,扩孔过程中的监测信号一般采用无缆式地表定位系统(手持式跟踪仪器)和有缆式定向系统。无缆式地表定位系统易受地质条件和周围电磁信号干扰,信号失真严重。而有缆式定向系统采用的方法是:上扣前将电缆分成和钻杆长度相近的单节,在上扣时将单节电缆与下部已连电缆手动连接,整个电缆浮动在钻杆内部,在卸扣是还需手动将连接好的单节电缆分离。因此,有缆式定向系统每次上卸扣时,电缆连接和拆卸麻烦,增加了非生产性的辅助时间,同时,在钻井过程中电缆易受到泥浆的冲刷,容易断裂,故障率高。

因此,本发明针对现有扩孔技术面临的难题,提出了一种新的定向穿越扩孔方法。

发明内容

本发明的目的是:为了解决定向穿越中大管径、长距离、复杂地层等工况时出现的扩孔动力不足、效率低、故障率高等难题,或为了解决定向穿越中信号传输失真或电缆装卸麻烦、易断裂、故障率高等问题,特提出一种电驱动定向穿越扩孔方法。

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  • 向道辉;冯浩人;王晓博;张晓辉;赵明利;吴帮福;赵波;高国富;焦锋;童景琳 - 河南理工大学
  • 2017-03-30 - 2019-08-09 - E21B7/28
  • 松软破碎煤层钻孔扩孔装置,包括支架、动力驱动装置、旋转密封供水供风装置、导向支撑架、钻头连接件、护孔管、中心回流钻头、内排屑钻杆和集渣容器,护孔管套在内排屑钻杆外部,护孔管的管壁上均布有若干瓦斯排放孔。本发明在进行钻进扩孔作业的同时,对钻孔进行支撑,避免坍塌收缩,影响钻具的抽出。旋转密封供水供风装置的高压气流推动水流到达中心回流钻头处,水渣通过内排屑钻杆向外排出。本发明避免了外排屑水流破外成孔以及拔出钻头时钻头破坏成孔,可有效地解决松软破碎煤层中成孔易坍塌收缩及瓦斯不易排出的问题,提高了瓦斯抽采的质量。本发明提高了瓦斯抽采孔施工的速度,保证施工的安全性,是松软破碎煤层钻孔扩孔装置的创新。
  • 一种新型扩孔设备-201910467716.5
  • 蒋洪亮;高彩霞;蓝书开;刘伟 - 重庆工程职业技术学院
  • 2019-05-31 - 2019-07-30 - E21B7/28
  • 本发明属于地质勘探设备技术领域,具体公开了一种新型扩孔设备,包括钻杆和用于驱动钻杆旋转的驱动电机,钻杆未与驱动电机相连接的一端依次设有导向钻头、扩孔钻头和支撑环,导向钻头安装在钻杆的端部,支撑环与钻杆同轴设置,支撑环的内壁和钻杆的外壁之间设有若干根支撑杆。导向钻头可对扩孔钻头的扩孔方向进行牵引和导正,保持扩孔方向与钻孔方向的同心度;且导向钻头可破除前方阻碍物,避免扩孔钻头在扩孔过程中由于孔内发生坍塌情况而造成卡钻;支撑环的外壁与钻孔的内壁相接触,当钻杆旋转时,支撑环和支撑杆相配合对钻杆起到支撑作用,避免钻杆发生偏移,从而保证扩孔后的钻孔与扩孔枪的钻孔的同心度,提高扩孔效率。
  • 扩孔系统-201821861817.8
  • 尹永清;尹永奇;刘立江;王东伟;许世林 - 奥瑞拓能源科技股份有限公司
  • 2018-11-12 - 2019-07-30 - E21B7/28
  • 本实用新型公开了一种扩孔系统,包括:主钻机,其设置于井孔的出口端的地面上;辅助钻机,其设置于所述井孔的入口端的地面上;钻杆,其伸入至所述井孔中;扩孔器,其设置于所述钻杆上以通过旋转对井孔进行扩孔;其中:所述主钻机和所述辅助钻机用于分别驱动所述钻杆的两端。本实用新型通过增设辅助钻机来辅助主钻机提供动力,进而能够为扩孔器的扩孔作业提供足够的动力,使得扩孔系统能够顺利进行更大孔径的扩孔作业。
  • 一种可变径钻孔装置及其组装方法-201910450088.X
  • 蔡静;辜立武 - 中国五冶集团有限公司
  • 2019-05-28 - 2019-07-23 - E21B7/28
  • 本发明涉及建筑施工技术领域,尤其涉及一种可变径钻孔装置及其组装方法,通过于钻杆的四周均匀设置有3个连杆机构,于钻杆的上部螺纹套接有法兰环,于钻杆的底端固定有钻头,并设置连杆机构包括下连杆和上连杆,且该上连杆的两端分别铰接在法兰环和下连杆上,下连杆的两端分别与上连杆和钻杆的下部铰接,并于下连杆上设置有刮刀,于下连杆与上连杆铰接的一端设置有挡圈;从而可根据现场桩基的直径大小进行变径,且由于组成该钻孔装置的各个零件为组装式,规格少,通用性强,在钻孔装置在钻孔作业中发生磨损或变形可及时调整钻孔装置直径或更换相应部件,从而减少了现场作业的怠工时间,减少了现场不同直径的钻孔装置数量,保证了钻孔质量。
  • 支护桩缩径、扩径后处理装置-201821743164.3
  • 邓桂贵;马鹏;张小军 - 中冶地集团西北岩土工程有限公司
  • 2018-10-25 - 2019-07-23 - E21B7/28
  • 本实用新型涉及一种支护桩缩径、扩径后处理装置,涉及钻孔浇筑桩施工技术,旨在施工时常常出现缩径扩径质量问题,普遍采用预防为主的解决办法,但是在问题发生以后,难以对钻孔进行修正的问题,其包括整体成修整桶体的修整桶,修整桶由多瓣弧形板周向拼接而成,修整桶轴线位置处设有支撑杆,支撑杆与每块所属弧形内壁之间连接有伸缩支撑臂,本实用新型通过修整桶与支撑杆,实现对钻孔的精确定位,再通过伸缩支撑臂与可分离内壁,修整其孔径,避免不规则桩体的形成,从而提升其安全性。
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