[实用新型]钻机

说明书

技术领域

本实用新型涉及钻地，并更具体地涉及可更有效地实施井套管的插入的改进。 

背景技术

水井通常由具有桅杆的便携式钻机来钻出。由钻杆的一个或多个长度段构成并在一端部具有切削头的钻干（drill stem）通过连接到钻干的相对端部的顶部头来转动。顶部头沿桅杆纵长可动，并随着钻井前进与钻干一起下降。当钻干内的钻杆的最上面的长度段的主要部分在钻孔内且顶部头在桅杆的下端部附近时，顶部头与钻干脱开，并朝桅杆的上端部向上运动。然后，钻杆的另一长度段运动到顶部头与钻干的从钻孔向上延伸的部分之间的位置并与两者连接，并且重新开始钻井。 

在钻井时，通常实践中采用井套管来防止在进行钻井时钻孔壁的陷塌。井套管通常由直径大于钻杆直径的钻杆的一个或多个长度段构成。 

为了将井套管设定到位，钻孔首先使用直径大于套管直径的钻头来钻到套管的期望深度。当钻孔到达期望的套管深度时，从钻孔中撤出钻柱。当撤去钻柱时，钻杆部段从钻柱一次移除一个部段直至包括钻头的钻柱从孔中移除。然后，套管部段一次一个部段地通过驱动台内的开口引入，该驱动台沿钻机的桅杆可动。将引入的套管的第一部段降低到开口孔以下，该部分由钩到附连于钻机吊杆的绳索的板提升装置来支承。 

套管的各长度段可以借助钻杆操作臂，或者替代地通过连接到钻机吊杆的绳索而被带到位于平台上方的位置。然后，套管的各长度段可以手动地与钻孔对准，同时仍附连于绳索。 

套管的每个长度段通常设有焊接在其上端部附近的凸片以与平台配合，从 而防止套管跌落到钻孔内。当套管的每个长度段引入到其凸片与平台配合或几乎与平台配合且平台处于其最下面的位置的程度时，套管的下一长度段通常通过焊接、但有时通过套管部段上的螺纹配合而附连于已经在位的套管。在完成附连之后，切断凸片，并继续插入套管。当套管在位时，泥浆引入到套管周围的空间内。然后，使用直径小于套管内径的钻头来继续钻孔。 

传统的过程特别耗时，这是因为它需要在钻出套管孔之后拆卸和移除钻柱并重新组装钻柱，以超过套管的下端部继续钻孔。还有套管将意外地落入套管孔内的风险，需要取回，这会较困难。 

实用新型内容

本实用新型主要涉及一种钻机，包括：细长桅杆；桅杆支承件；用于转动钻柱的顶部头，该顶部头沿桅杆纵长可动；以及回转式套管驱动装置，该回转式套管驱动装置具有用于抓持和转动井套管的长度段的可转动卡盘；其中，回转式套管驱动装置安装在沿桅杆的长度段的固定位置；以及其中，桅杆沿桅杆的细长方向相对于桅杆支承件可动，由此套管能通过同时转动卡盘并使桅杆沿纵长运动来运动到井内。特别是，顶部头和回转式套管驱动装置能沿相反方向转动。 

本实用新型的第一方面是在钻孔的同时引入套管的方法，由此避免在引入套管之前从套管孔移除钻柱并重新组装钻柱以超出套管的下端部进一步钻井的耗时的步骤。 

更具体地，使用钻机来实施钻井，该钻机包括具有上端部和下端部的细长桅杆、桅杆支承件、沿桅杆纵长可动并用于转动钻柱的顶部头以及连接到桅杆的回转式套管驱动装置。该回转式套管驱动装置包括用于抓持和转动井套管的长度段的可转动卡盘。钻井过程包括下述步骤顺序。将钻杆的长度段连接到顶部头。然后，将井套管的长度段滑动到钻杆的连接到顶部头的长度段，直至钻杆的长度段的远离顶部头的端部露出。然后，钻杆的长度段连接到钻柱的已经在钻孔内的上端部，由此加长钻柱。井套管的长度段连接到围绕钻柱的井套管的上端部，由此加长井套管。钻柱在其下端部具有切削头，且围绕钻柱的井套 管在其下端部处具有打入式引鞋（drive shoe）。通过借助顶部头来转动钻柱、同时借助回转式套管驱动装置来将井套管转动和降低到井内来实施钻井。重复上述步骤顺序直至井套管插入期望的深度。 

在中断重复上述步骤顺序之后，并且在井套管插入期望位置的情况下，通过将钻杆的附加长度段连接到钻柱并借助顶部头来转动钻柱来继续钻井。 

较佳地通过沿相反方向转动钻柱和井套管来实施借助顶部头转动钻柱并同时转动和降低井套管的步骤。 

本实用新型的第二方面是更好地适于上述同时钻井和套管引入方法的钻机构造。较佳地，回转式套管驱动装置固定到桅杆，桅杆相对于桅杆支承件纵长可动，且通过重复地使桅杆相对于桅杆支承件以及相对于顶部头来沿纵长移动来降低井套管。