[实用新型]一种水平定向钻进系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种钻进速度快且能耗降低至最低程度的水平定向钻进系统。

背景技术

使用冲击工具来制作井眼而不干扰上面地表的水平定向钻进系统在本领域中是已知的。该冲击工具提供冲击能量给锤头。钻头尖连接于该锤头，并接受来自锤头的冲击能量。它们在许多方面是有利的，但受限于有限的操作范围，例如由于不易操纵。

普通的可操纵的水平钻进系统包括双部件式钻柱以及可与该双部件式钻柱连接的钻具。该双部件式钻柱包括内部构件和外部构件，其中该内部构件可独立于该外部构件旋转。该双部件式钻柱的内部构件驱动该钻具的操作。

美国专利No.6,761,231公开了一种可操纵的钻具，其适合于接受来自于双部件式钻柱的内部构件的转动能。在优选的实施方案中，该钻具具有液压泵，由驱动构件驱动，以运行该钻具组合。在另一个优选实施方案，该钻具具有旋转驱动凸轮总成，其适合于机械运行该钻具组合。该发明提供在水平定向钻进操作中可操纵的控制，但有很多的缺点，例如复杂和费用大的互连。

使用液压泵或凸轮装置来运行该锤头的方法没有提供制作井眼的方法的最佳化。因此，利用液压泵或凸轮装置来操作钻进的水平定向钻进系统特征在于较高的成本和较低的生产率，因为该系统是缓慢的。

实用新型内容

本实用新型目的是消除上述问题或至少将上述问题减小至最低程度，其利用一种水平定向钻进系统来实现。

即，本实用新型提供了一种水平定向钻进系统，其可快速且容易操作、相对便宜，同时提供了消耗较低能量的协同效果。

具体而言，本实用新型的水平定向钻进系统包括：

双管，所述双管包括：内管；外管，其中所述内管可独立于所述外管旋转；

驱动所述内管和所述外管的旋转驱动装置；

可移动地支撑所述旋转驱动装置的框架；

配合于所述外管的远端的包括弯曲部的前壳体；

同轴地安置到所述前壳体中并与所述内管连接的驱动轴；以及

连接于所述前壳体并响应所述驱动轴的旋转而运转的钻具；且所述钻具包括具有钻牙的钻头，

其中所述钻头被设计成通过经由所述双管供应加压流体来产生冲击能量，特征在于，经由至少一个进口通道将所述加压流体供给驱动轴与前壳体之间的空隙中，进一步经由所述驱动轴中的至少一个出口通道将所述加压流体供给所述钻具，所述驱动轴在各连接之间延伸成一个整体部分。

本实用新型的其他优点和方面将从以下说明书部分中了解到。

附图说明

以下参照附图来说明本实用新型的优选实施方式，其中，在附图中，同样的附图标记表示同样的组件，其中：

图1是根据一个实施方式的水平定向钻进系统的示意图。

图2提供了图1中的画圈区的放大图。

图3示出了根据一个优选实施方式的驱动轴的正面图。

图4示出了根据一个实施方式的前壳体的正面图。

图5示出了同轴地配置到根据一个实施方式的前壳体中的驱动轴。

图6示出了锤头的细节。

具体实施方式

参考附图说明各种实施方式，其中，通篇中，同样的附图标记用于表示同样的元件。在以下描述中，为了说明的目的，阐述了许多具体细节以便提供一个或多个实施方式的彻底理解。然而，明显的是，这些实施方式可以不用这些具体细节来实施。

图1示出了根据本实用新型的实施方式的水平定向钻进系统。该水平定向钻进系统可用来制造井眼6，而不干扰地面结构。该水平定向钻进系统包括在可移动的基底13上的旋转驱动系统4、地锚11、双管1和供应加压流体的设备14、15。双管1、旋转驱动装置4、供给加压流体的设备14、15是本领域中已知的标准设备。

在一个优选的实施方案中，该双管1包括内管（未示出）同轴地在外管3内配合的标准化区段。各区段的长度正常是4~5m，例如约4.5m。该双管1在第一端操作性地连接于独立的旋转驱动系统4。该旋转驱动系统4驱动该内管并驱动该外管3。

前壳体7配合于双管1的最远端的区段。该前壳体7操作性连接于锤头9。前壳体7的长度L2正常地在0.5-2m的范围内。该钻柱1传输扭矩和推力到锤头9以破裂地层。锤头9使用通过在该双管1的内管和外管3之间的环形通道供应的压缩空气产生冲击能量。

地锚11被打入土地中以稳定框体13对抗在锤头9前进过程中由该旋转驱动装置4施加的轴向力。