[发明专利]一种无钻机钻探装备

说明书

技术领域

本发明涉及油气勘探开发或地质钻探作业领域，具体是一种无钻机钻探装备。

背景技术

钻探技术是采用钻机、钻杆、钻头等一系列工具破碎地层形成贯穿地表和地下深处的通道，即井筒，并借井筒获得地质、资源等信息，在石油、地质等领域应用广泛。

在陆地上进行钻探作业时，通常需首先进行准备工作：平整目标区域的场地，使之满足钻机和其他作业装备的安装要求；然后运输设备，必要时维修道路、架设电缆等；接着安装设备，布置作业人员及后勤人员居住区。完成准备工作后，启动钻井、完井程序。由于探井一般位于新开发区域，缺乏相应的地质资料，钻探风险较高，因而采用的装备和工艺较为复杂，成本远高于常规钻井。而且，钻井过程中一般需使用大量的水，并生成大量废弃物，作业者必须按当地规定对废弃物进行妥当的处理。钻井完成后，才可进行测井作业，采集井底地质资料。钻成的井眼可长期保留，用于观测地质资料的时移变化。实际上，用于勘探油气资源的探井，通常成功率仅为40％，也即，钻探完成的井中60％是干井，毫无经济回报。

在海洋尤其是深水区域进行钻探作业时，复杂程度远远高于陆地作业。此时采用的装备为钻井平台或钻井船，日费可能高达上百万美元，而深水区作业时，还将遇到飓风、洋流等恶劣环境条件的影响，风险更大。

此外，在北极、沼泽、永冻土等特殊区域，自然环境恶劣，常规的钻探设备很难开展作业。

目前，国内外不少科研机构对极限条件下特别是应用于外星球钻探的机器人进行了研究，并提出了不少设计思路，但现有想法难以满足地层深部钻探的技术需求，无法直接应用于油气和地质钻探领域。

发明内容

为了克服现有技术中钻井勘探成本高风险大的问题，本发明提供了一种无钻机钻探装备，该无钻机钻探装备依靠钻探器携带探测仪器钻入地层，在钻入过程中能够随钻收集钻遇地层的相关地质信息，钻达指定深度后可长期监测该位置的地质资料变化情况。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种无钻机钻探装备，包括：

钻头，设置在该无钻机钻探装备的下端；

电机，用于驱动钻头转动；

钻屑输送机构，用于将该无钻机钻探装备的下部产生的钻屑输送至该无钻机钻探装备的上部；

钻屑排出机构，设置在该无钻机钻探装备的上部，用于将该无钻机钻探装备产生的钻屑排出；

爬行机构，能够驱动该无钻机钻探装备向下行走。

本发明的有益效果是：

1、该无钻机钻探装备全自动控制，不需人工干预，因而现场几乎不需要作业人员，可用于极端极地、深海及外星球等极端环境；

2、该无钻机钻探装备不使用钻机、测井车、钻井平台等大型装备，占用场地极小，成本可大幅降低；

3、该无钻机钻探装备中作业过程中不形成井眼，不返出钻屑，对环境影响很小；

4、该无钻机钻探装备可同时操作众多钻探器在不同地点作业，从而获得一片广大区域的钻探资料；

5、该无钻机钻探装备在钻达指定深度后，可长期驻留井底，实现对该位置地质资料的时移监测。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是该无钻机钻探装备的结构示意图。

图2是钻屑分级短节的结构示意图。

图3是内筒和旋分中心轴的结构示意图。

图4是外筒的结构示意图。

图5是压缩头的结构示意图。

图6是该无钻机钻探装备向下行走的示意图。

图中附图标记：1、电缆；2、压缩头；3、増力活塞；4、钻屑进给腔；5、钻屑压缩短节；6、测控短节；7、径向伸缩液压缸；8、爬行机构；9、电缆储存短节；10、电机；11、电动机转子；12、传动轴；13、内筒；14、钻头毛细管；15、磁性介质；16、内流道；17、冷却介质；18、钻头；19、钻屑入口；20、钻屑分级短节；21、第一高频振荡发生器；22、电缆盘；23、电控元器件；24、第二高频振荡发生器；25、传力杆；26、钻屑输送机构；27、磁性钢球出口；28、旋分中心轴；29、钻屑入口；30、筛孔；31、纵向内通道。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。