[实用新型]一种非定向井井下电动钻具组合系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油钻井领域中钻井设备，尤其是一种非定向井井下电动钻具组合系统。

背景技术

非定向井钻井中的钻具组合中钻头的破岩动力来自井口转盘，转盘驱动方钻杆，带动整个钻杆串及钻头旋转，钻头与岩层旋转摩擦，完成破岩。转盘驱动方钻杆的扭矩通常在10000Nm左右，而井底钻头破岩实际需要的扭矩通常仅为3000Nm左右，大量能量被用来克服钻杆串与井壁的摩擦阻力。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有旋转钻井技术的不足，提供一种能够实现降低钻井成本、提高钻井速度的非定向井井下电动钻具钻井系统。

为达到上述目的，本实用新型的技术解决方案是：

一种非定向井井下电动钻具组合系统，包括：动力钻杆、动力钻杆接头、止回短节、释放短节、钻铤、井下电动马达、井下电动马达传动总成、钻头，其中动力钻杆接头和动力钻杆连接；止回短节与钻杆接头连接；释放短节与止回短节连接；钻铤与释放短节连接；井下电动马达和钻铤连接；井下电动马达传动总成与井下电动马达连接；钻头与井下电动马达传动总成连接。

上述方案中所述的动力钻杆为预先埋设动力电缆的智能钻杆、敷缆复合材料连续管或其他可以进行电力传输的钻杆，该钻杆主要用于将地面电力传输到井下电动马达，是电力传输的载体，同时也要能抵消井下电动马达工作时产生的反扭矩。

所述的动力钻杆接头止回短节、释放短节、钻铤均可以进行电力传输，其中的钻铤配备数量为2到10根。

上述方案中所述的动力钻杆接头与止回短节、止回短节与释放短节、释放短节与钻铤、钻铤与井下电动马达之间的电力传输连接采用导电滑环结构或外壁层电缆快插结构。

上述方案中所述的井下电动马达类型为交流异步电动机、交流永磁电动机或直流无刷电动机，地面控制系统依据井下电动马达类型而定。

上述方案中所述的井下电动马达传动总成由2种传动类型，一种是井下电动马达输出转速低，此时井下电动马达传动总成为不变速传动结构；一种是井下电动马达输出转速高，此时电动马达传动总成为减速器传动结构。

本实用新型的工作过程是：地面电力经动力钻杆、动力钻杆接头、止回短节、释放短节、钻铤，将电力传输到井下电动马达，与电动马达输出端连接的传动轴总成，带动钻头旋转，完成破岩。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型所述的非定向井井下电动钻具组合系统中，井下电动马达输出动力可以直接通过传动轴、钻头作用于岩石上，完成破岩，相比传统转盘带动整根钻杆串一起旋转的破岩方式，既可以节约大量能量，又能够提高破岩效率，从而大大提高钻井速度，缩短建井时间，节约钻井成本。

2、该系统使用动力钻杆如果使用敷缆复合材料连续管作为动力电缆的传输载体，钻井过程中不需要接单根，可以节约大量起下钻时间。

3、该系统中使用的井下电动马达可以进行精确控制速度，在处理井下复杂情况时更具优势。

附图说明

附图1为本实用新型的系统结构示意图。

1-动力钻杆；2-动力钻杆接头；3-止回短节；4-释放短节；5-钻铤；6-井下电动马达；7-井下电动马达传动总成；8-钻头。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明：

参见附图1，该非定向井井下电动钻具组合系统主要包括：动力钻杆1、动力钻杆接头2、止回短节3、释放短节4、钻铤5、井下电动马达6、井下电动马达传动总成7、钻头8，其中动力钻杆接头2和动力钻杆1连接；止回短节3与钻杆接头2连接；释放短节4与止回短节3连接；钻铤5与释放短节4连接；井下电动马达6和钻铤5连接；井下电动马达传动总成7与井下电动马达6连接；钻头8与井下电动马达传动总成7连接。

上述方案中所述的动力钻杆为预先埋设动力电缆的智能钻杆、敷缆复合材料连续管或其他可以进行电力传输的钻杆，该钻杆主要用于将地面电力传输到井下电动马达，是电力传输的载体，同时也要能抵消井下电动马达工作时产生的反扭矩。

所述的动力钻杆接头止回短节、释放短节、钻铤均可以进行电力传输，其中的钻铤配备数量为2到10根。

上述方案中所述的动力钻杆接头与止回短节、止回短节与释放短节、释放短节与钻铤、钻铤与井下电动马达之间的电力传输连接采用导电滑环结构或外壁层电缆快插结构。

上述方案中所述的井下电动马达类型为交流异步电动机、交流永磁电动机或直流无刷电动机，地面控制系统依据井下电动马达类型而定。