[实用新型]水动力石油钻机

说明书

技术领域

本实用新型属于钻采技术领域，具体为一种水动力石油钻机。

背景技术

在石油钻井中，带动钻具破碎地质层，向地下钻进，钻出规定深度的井眼，供采油机或采气机获取石油或天然气。钻头通过钻杆给其压力和转动力矩而进行钻采，钻杆通过地面上的设备使钻头转动，钻采到一定深度后，这时，地面上的设备给钻杆的力，再通过钻杆传送到钻头就非常微弱了，随着井深度的不停增加，而更加减弱，再加上钻杆越来越长，不能再往上增加较大的转动力矩，否则钻杆会拧坏。

为了解决这些问题，本领域技术人员，在石油采钻中常用的八大系统：起升系统、旋转系统、钻井液循环系统、传动系统、控制系统和监测显示仪表、动力驱动系统、钻机底座、钻机辅助设备系统上，甚止在钻杆的质量、结构、工艺上、在钻头和钻机的结构和功能上进行创新和改进，虽然起到了一些改善作用，但并没有根本解决问题，而且增加了钻机的制造成本和复杂成度，增加了采钻工作的复杂性、故障率。

钻井液是钻探过程中，使用的循环冲洗介质，钻井液是钻井的血液，又称钻孔冲洗液，钻井液按组成成分可分为清水、泥浆、无粘土相冲洗液、乳状液、泡沫和压缩空气等。清水是使用最早的钻井液，无需处理，使用方便，获得容易，成本低。在使用钻井液的过程中已经人为地造成了水的降落和升起，可以利用这种水的降落和升起做功，一举两得，既清除了井下的沙石泥土又带动了钻头的旋转。

另外，石油钻机在工作过程中，常常伴随着水，尤其是海底作业，更是避不开水，而电和使用电的设备又非常怕水。

所以发明一种不用电做钻头的动力、将钻杆为钻头提供转动力矩的功能去掉、利用钻井过程中必不可少的钻井液的下升降落循环为钻头提供转动力矩的水动力石油钻井钻机，就显得非常必要。

实用新型内容

本实用新型提供一种水动力石油钻机，减去钻杆为钻头提供转动力矩的功能，顺路搭车利用钻井液的升降之能量，使石油钻机在井底即可获得转动力矩的动力，避免了电器与钻杆在深井中所带来的诸多不方便，大大增加了钻井的深度。

本实用新型采用如下技术方案。

水动力石油钻机，其包括，正反转钻头1，水动力旋转装置2，钻杆3，钻井液循环系统4。

所述正反转钻头1，其包括，钻头本体11，安装螺栓孔12，喷水孔13，顺时针旋转钻齿或钻刀14，逆时针旋转钻齿或钻刀15，水流通道16。

所述水动力旋转装置2，其包括，转芯21，水活动塞22，上密封盖23，下密封盖24，活塞外壳25。

所述转芯21，其包括，转芯体211，转芯上轴212，转芯下轴213，转芯螺纹槽214，转芯中空水道215。

所述水活动塞22，其包括活塞体221，密封片222，固定槽223，销224，销丝扣225，销孔226，储油槽227。

所述活塞外壳25，其包括外壳本体251，固定销252，上油孔253。

正反转钻头1安装在水动力旋转装置2的转芯下轴213上，正反转钻头1的水流通道16与水动力旋转装置2的转芯21的转芯中空水道215相连相通，钻杆（3）固定安装在水动力旋转装置（2）的活塞外壳（25）上端，钻井液循环系统4通过钻井液为水动力旋转装置2提供高势能水，或加压设备加压后的高压水。

所述钻头本体11为石油钻头常用的各种钻头，钻头本体11通过安装螺栓孔12由螺栓与水动力旋转装置2的转芯下轴213固定连接，正反转钻头1的水流通道16与转芯下轴213的排水通道相通，喷水孔13设置为三至十九个，根据钻头的大小、地质层的种类、钻头转速、高势能水的势能大小、水的加压程度确定喷水孔13的数量，顺时针旋转钻齿或钻刀14和逆时针旋转钻齿或钻刀15左右镜像对称，当水动力旋转装置2带动正反转钻头1顺时针旋转时，顺时针旋转钻齿或钻刀14的锋刃面凿咬地质层，进行工作，当水动力旋转装置2带动正反转钻头1逆时针旋转时，逆时针旋转钻齿或钻刀15的锋刃面凿咬地质层，进行工作。

水动力旋转装置2的转芯21在水活动塞22中，转芯21的转芯上轴212插在上密封盖23的中心孔中，可顺时针逆时针转动，转芯21的旋转不带动钻杆3旋转，转芯21的转芯下轴213插在下密封盖4的中心孔中，从下密封盖4的中心孔中伸出，伸出部分与正反转钻头1通过螺栓固定相连，转芯21与正反转钻头1可同步同速旋转。

所述密封片222安装在活塞体221两端，尽量阻止活塞内一端的水进入另一端。