[发明专利]一种地热井开采用高效钻具

说明书

本发明涉及一种地热井开采用高效钻具，包括钻杆、钻头、导向杆、高压导流管、集流器、角度传感器及控制装置，钻杆前端通过转台机构与至少与两个导向杆相互铰接，导向杆前端设至少一个钻头，钻杆内表面均布至少两个高压导流管，且其中至少一根高压导流管前端通过导流支管与各钻头相互连通，另至少一条高压导流管前端与集流器相互连通，集流器嵌于钻杆前端面，角度传感器安装在各转台机构上并分别与控制装置电气连接。本发明一方面具有良好的钻探能力，可有效的满足对不同地质结构的地层进行地热井进行钻探作业的需要，另一方面可对地热井局部直径进行扩径作业需要，从而有效的提高地热资源在地热井中汇集和采集区域的面积。

技术领域

本发明涉及一种地热开采设备，确切地说是一种地热井开采用高效钻具。

背景技术

目前在进行地热井开凿作业时，当前所使用的钻杆和钻头往往均为固定结构，从而导致当前在进行不同直径地热井钻探时，需要配备不同直径的钻杆及钻头设备，从而严重影响了地热井施工作业的灵活性和便捷性，同时也导致了钻杆及钻头设备的通用性，除此之外，由于当前的钻杆和钻头设备结构固定，因此也导致当前的地热井的直径自上而下均保持一致，虽然可以满足对地热资源采集的需要，但导致当前的地热井内的地热资源采集位置的面积和对地热资源承载容积均相对较小，造成地热资源在地热井中的储存量及汇集速度相对较差，且不利于结构体积较大的换热设备在地热井内运行，从而严重影响了地热井地热采集作业的工作效率，因此针对这一现状，迫切需要开发一种全新地热井钻探施工设备，以满足实际使用的需要。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种地热井开采用高效钻具，该本发明结构简单，使用灵活方便，一方面具有良好的钻探能力，可有效的满足对不同地质结构的地层进行地热井进行钻探作业的需要，另一方面在根据使用需要，灵活对地热井的直径进行灵活调整的同时，另可根据需要，对地热井局部直径进行扩径作业需要，从而有效的提高地热资源在地热井中汇集和采集区域的面积，从而到达辅助提高地热资源采集作业的效率的目的。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种地热井开采用高效钻具，包括钻杆、钻头、导向杆、高压导流管、集流器、角度传感器及控制装置，钻杆至少一条，且钻杆前端通过转台机构与至少与两个导向杆相互铰接，且导向杆轴线与钻杆轴线呈0°—90°夹角，导向杆前端设至少一个钻头，钻杆为空心管状结构，且内表面均布至少两个高压导流管，且其中至少一根高压导流管前端通过导流支管与各钻头相互连通，另至少一条高压导流管前端与集流器相互连通，集流器嵌于钻杆前端面并与钻杆同轴分布，高压导流管均通过定位扣与钻杆两端内表面相互连接，且各高压导流管末端位置处均设连接头，角度传感器若干，安装在各转台机构上并分别与控制装置电气连接，控制装置包括承载壳、导向滑轨及操控电路，承载壳为密闭腔体结构，其后表面均布至少两条导向滑轨，并通过导向滑轨与钻探设备滑动连接，操控电路嵌于承载壳内，并分别与角度传感器、转台机构和钻探设备电气连接。

进一步的，所述的钻杆为两个及两个以上时，各钻杆间相互连通并同轴分布，相邻两个钻杆内的高压导流管间通过连接头相互连通。

进一步的，所述的导向杆可为液压伸缩杆、气压伸缩杆及电动伸缩杆中的任意一种，且当导向杆为液压伸缩杆、气压伸缩杆及电动伸缩杆中的任意一种时与控制装置电气连接。

进一步的，所述的高压导流管中，与集流器连通的高压导流管直径为与导流支管连接的高压导流管直径的1.3—3倍，且所述的高压导流管最大直径不大于钻杆内径的4/5。

进一步的，所述的集流器轴向截面为等腰梯形、鼓形结构中的任意一种。

进一步的，所述的操控电路为基于可编程控制器的控制电路，且所述的操控电路另设一个基于多点触控显示器的操控界面，所述的操控界面嵌于承载壳外表面。