冰层空气涡轮反循环连续取心孔底动力钻具

    公开(公告)号:CN103643913B

    公开(公告)日:2018-01-30

    申请号:CN201310645162.6

    申请日:2013-12-05

    申请人: 吉林大学

    IPC分类号: E21B25/00

    摘要: 本发明公开了一种冰层空气涡轮反循环连续取心孔底动力钻具,其是在钻头体上设置有一定数量的切削具和与之配套的喷射钻头内体;钻头体与钻头内体通过圆锥滚子轴承连接在一起,钻头内体与钻头体之间形成有可供气体通过的环装间隙;钻头内体设有内喷孔和偏心卡簧,内喷孔的倾角α为30°~50°;钻头内体、环状间隙、切削具、内喷孔、底喷孔与钻头的中心通道相连通;涡轮定子固定在连接管上,连接管上端与双壁钻杆内管配合连接,连接管下端与钻头内体配合连接;涡轮转子固定在钻头体上;利用双壁钻杆将压缩空气从钻杆内外管之间的间隙输送至孔底驱动涡轮作为钻进动力,同时利用反循环将冰心、冰屑经由中心通道返回地表,实现不停钻连续取心。

    一种极地深部冰层钻进用冰钻钻头

    公开(公告)号:CN107288551A

    公开(公告)日:2017-10-24

    申请号:CN201710695169.7

    申请日:2017-08-15

    申请人: 吉林大学

    IPC分类号: E21B10/54 E21B7/18

    CPC分类号: E21B10/54 E21B7/18

    摘要: 本发明公开了一种极地深部冰层钻进用冰钻钻头,包括有钻头本体、切削具和垫鞋,其中钻头本体上装配有冰心卡断器,切削具固连在钻头本体的下端,垫鞋固连在切削具的下部,钻头本体的周圈等距开设有数个弧形槽,切削具为沟槽形,设有数个,数个切削具均布在钻头本体的底唇面上,其前刀面位于钻头本体弧形槽底部位置,切削具的前刀面与两侧面设有数个圆弧形沟槽,前刀面底部设有第一台肩,两侧面底部设有第二台肩。有益效果:本发明提出的冰钻钻头能够降低钻进切削产生的热量,同时避免冰屑在钻头上的粘附和冻结,利于钻井液携带冰屑和冷却切削具,因此能够有效防止深冰心钻探卡钻事故的发生。

    极地冰层热水取芯钻进方法及装置

    公开(公告)号:CN107120063A

    公开(公告)日:2017-09-01

    申请号:CN201710300737.9

    申请日:2017-04-29

    申请人: 吉林大学

    IPC分类号: E21B7/15 E21B25/00

    CPC分类号: E21B7/15 E21B25/00

    摘要: 本发明公开了一种极地冰层热水取芯钻进方法及装置,装置包括热水管、电缆、电缆终端、触底检测机构、分水接头、上反扭装置、电气舱、下反扭装置、螺杆马达及下部双管钻具和钻头。方法是采用热水作为动力介质驱动孔底钻具回转进而完成取芯钻进,热水采用管路输送至孔底钻具,同时采用电缆为钻具内传感器及通讯模块进行供电,并实现地表对孔内钻进参数的监测;冰层切削钻头通过回转切削向下钻进,避免了热水钻全孔钻进对冰芯质量的影响,同时切削产生的冰屑被热水带离孔底,并在向上运输过程中融化;在钻具上方设计反扭装置,防止上部钻具在钻头切削冰层时发生转动,同时反扭装置支撑在孔壁上,有利于保证钻具在较小倾角下稳定钻进。

    极地积雪层快速钻进用空气旋喷钻头

    公开(公告)号:CN106907111A

    公开(公告)日:2017-06-30

    申请号:CN201710300712.9

    申请日:2017-04-29

    申请人: 吉林大学

    IPC分类号: E21B10/43 E21B10/60

    CPC分类号: E21B10/43 E21B10/60

    摘要: 本发明公开了一种极地积雪层快速钻进用空气旋喷钻头,其变径接头上部与高压空气管路连接,变径接头下部与座体连接。旋转轴上部通过两套轴承与座体配合,两套轴承之间安装有轴承挡环对轴承进行限位。钻头体底部径向均布三个刀头,刀头通过螺钉固定在钻头体上,刀头外径略大于钻头直径,保证钻具可顺利向下钻进。钻头体内部设计有斜向上的旋喷通道和垂直向下的底喷通道,高压气体经由高压空气管路、旋转轴中心孔到达钻头体内部,并分别由旋喷通道和底喷通道喷出钻头外,由旋喷通道喷出的高压空气驱动钻头体进行回转,由底喷通道喷出的气体将钻进产生的冰屑带离孔底,并由钻头与孔壁环状间隙上返至地表。

    用于冰层钻进的热水钻系统

    公开(公告)号:CN106837177A

    公开(公告)日:2017-06-13

    申请号:CN201710211086.6

    申请日:2017-04-01

    申请人: 吉林大学

    IPC分类号: E21B7/14

    摘要: 本发明公开了一种用于冰层钻进的热水钻系统,包括有热水钻装置和还包括有自动控制装置;热水钻装置包括喷嘴及钻具、高压软管、桅杆、电动绞车、高压加热器、高压泵和水箱,其中桅杆的顶端设置有天车滑轮,自动控制装置包括伺服电机、称重传感器和编码器、钻孔参数观测仪器和控制器,称重传感器、编码器和钻孔参数观测仪器与控制器连接,伺服电机由控制器控制,伺服电机安装于电动绞车内,可根据控制器的指令调整电动绞车的运转状态。钻具下放速度可以自动控制,能防止钻孔变形,不会造成严重的孔斜事故;自动控制装置可实时获取各项钻进参数,并根据获取的钻进参数调节钻进速度,以协助该热水钻系统实现最大钻进效率。

    一种用于极地冰雪钻进的热水取芯钻头

    公开(公告)号:CN106593337A

    公开(公告)日:2017-04-26

    申请号:CN201710090943.1

    申请日:2017-02-20

    申请人: 吉林大学

    IPC分类号: E21B25/10

    摘要: 本发明公开了一种用于极地冰雪钻进的热水取芯钻头,包括有上输水管、下输水管、套管、上部喷嘴和取芯舱,其中上输水管和下输水管之间通过接头相连接,接头顶端上输水管下部的侧壁上开设有通水孔,接头底部下输水管的上部侧壁上也开设有通水孔,上输水管的下部和下输水管的上部均装配在套管内,套管上部的内侧壁上开设有上连通槽,套管下部的内侧壁上开设有下连通槽,上部喷嘴套设在套管的上连通槽对应部位,上连通槽的侧壁上开设有通孔与上部喷嘴的内腔相连通,取芯舱的上端与下输水管的下端相连接,有益效果:本发明提供的热水取芯钻原理清晰、结构简单、拆装方便,能够有效解决下钻过程出现的卡钻现象。

    一种螺旋流式泡沫钻井机械消泡器

    公开(公告)号:CN105545235A

    公开(公告)日:2016-05-04

    申请号:CN201610130895.X

    申请日:2016-03-08

    申请人: 吉林大学

    IPC分类号: E21B21/06 E21B21/14

    摘要: 本发明公开了一种螺旋流式泡沫钻井机械消泡器,包括有泡沫接收管、螺旋管、配气管、外管和扩散管,其中泡沫接收管的一端与螺旋管的一端相连接,泡沫接收管与螺旋管相连通,螺旋管的另一端与扩散管连接,配气管套设在螺旋管上,螺旋管外壁设有数条螺旋凸起,螺旋凸起与配气管内壁紧密配合,形成数条螺旋通道,外管套设在配气管上。配气管的一端设有进气口,外管上连通有进气管,通过进气管和进气口能够向配气管内输送高压气体。有益效果:利用真空和剪切两种作用消泡,消泡效率高,泡沫处理量大,能够满足泡沫钻井现场消泡需求。

    深冰下基岩取芯钻具反扭装置

    公开(公告)号:CN103277062B

    公开(公告)日:2015-08-26

    申请号:CN201310204525.2

    申请日:2013-05-29

    申请人: 吉林大学

    IPC分类号: E21B25/00

    摘要: 本发明公开了一种深冰下基岩取芯钻具反扭装置,是由外管、承扭刀下支座、承扭刀中支座、承扭刀上支座、弹簧座、弹簧导杆、承扭刀、调整拉杆、弹簧和调整螺母组成,其中承扭刀通过第一连杆、第二连杆和第三连杆分别与承扭刀上支座、承扭刀中支座和承扭刀下支座相铰接,弹簧置于承扭刀上支座与弹簧座之间,调整拉杆上部轴段与下部轴段之间的轴肩与承扭刀上支座底部端面接触,调整拉杆的顶端螺接有调整螺母,通过调整螺母的转动能够带动调整拉杆、承扭刀上支座沿轴向移动,有益效果:通过改变承扭刀的刀翼形状、结构形式能够保证冰下基岩钻进时对反扭力矩的需求。

    深部冰层电动机械取心钻具循环系统实验装置及测试方法

    公开(公告)号:CN103277295B

    公开(公告)日:2015-07-15

    申请号:CN201310237945.0

    申请日:2013-06-17

    申请人: 吉林大学

    IPC分类号: F04B51/00

    摘要: 本发明公开了一种深部冰层电动机械取心钻具循环系统实验装置及测试方法,实验装置是由井筒、钻具、水泵和信号检测装置组成,其中井筒固定在底座上,井筒与底座之间密封,井筒的上端设有顶盖,底座上固定有中心连接轴,信号检测装置是由两个温度传感器、流量传感器、压力传感器、转速传感器、磁铁和电脑组件组成,测试方法:第一步:测量钻井液流量;第二步:测量钻具的转速;第三步:测量水泵的出口压力;第四步:测量井筒外部环境温度;第五步:由组态软件实时动态显示;第六步:测量相关参数,有益效果:为优化深部冰层电动机械取心钻具设计以及水泵选择提供了相应的数据支持。