[发明专利]液压式直井套管钻机和灭火井钻井方法

说明书

本发明涉及钻井机械技术领域，是一种液压式直井套管钻机和灭火井钻井方法，前者包括双动力头井架、底盘、井架升降油缸、动力传动系统和液压系统，底盘上设有双动力头井架、动力传动系统和液压系统；后者包括步骤如下：（1）当液压式直井套管钻机到达指定井位后，开始进行灭火井钻井作业。本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过将套装在一起的浮动套和浮动管之间设置花键，在不影响下液压马达的输出轴与套管接头传动下，实现对外套管上端丝扣和套管接头下端丝扣的保护；通过在单活塞的钻具升降油缸内设置单出的升降活塞杆，为升降活塞杆提供更好的提升力，具有高效、稳定和结构简单的特点。

技术领域

本发明涉及钻井机械技术领域，是一种液压式直井套管钻机和灭火井钻井方法。

背景技术

目前，单动力头钻机在钻进裂隙地层、砾石漂石等复杂地层时，存在井壁不坚固，容易出现塌陷，钻井效率低，故障率高的问题。因此，针对这类地形，常常使用双动力头钻机替代单动力头钻机。因此，对煤田火灾烧蚀的破碎地层这种复杂地质状态进行处理时，需要双动力头钻机才能完成灭火井的钻井作业。

在使用双动力头钻机进行钻井作业时，需不断向井内下放套装在一起的内钻杆和外套管，由于二者重量大、长度长以及套装在一起进行装卸，因此在将内钻杆和外套管与动力头安装的过程中，需要将二者起吊至套管接头和套管钻头之间位置，而在外套管上端与套管接头下端对扣过程中，外套管上端和内套杆上端会因套管接头和套管钻头之间位置不够，且调整滑移架不及时的情况下与套管接头下端发生磕碰，造成丝扣毁坏的问题；另外，现有的钻具提升工具存在结构复杂、提升力差和效率低的问题。

发明内容

本发明提供了一种液压式直井套管钻机和灭火井钻井方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有双动力头钻机无法完成灭火井的钻井作业的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种液压式直井套管钻机包括双动力头井架、底盘、井架升降油缸、动力传动系统和液压系统，底盘上设有双动力头井架、动力传动系统和液压系统，动力传动系统的输出端与液压系统的输入端连接，双动力头井架和井架升降油缸分别与液压系统的输出端连接；双动力头井架包括塔架、滑移架、上液压马达、上动力头、下液压马达、下动力头、浮动套、浮动管、钻杆接头、内钻杆、内钻头、套管接头、外套管、套管钻头和除渣器，塔架的下端铰接在底盘上，底盘上铰接有井架升降油缸，井架升降油缸内设有能向上方伸出的井架活塞杆，井架活塞杆的上端与塔架后侧对应位置铰接在一起，塔架上设有能沿塔架滑动的滑移架，滑移架上设有上液压马达、上动力头、下液压马达和下动力头，上液压马达的输出轴与上动力头的输入端连接，上动力头上安装有钻杆接头，钻杆接头下端与内钻杆上端固定安装在一起，内钻杆下端与内钻头上端固定安装在一起；下液压马达的输出轴与下动力头的输入端连接，下动力头内安装有套装在钻杆接头外侧的浮动管，浮动管下部外侧设有浮动套，浮动管下端外侧设有限位外环台，对应限位外环台上方位置的浮动套上端内侧设有限位内环台，浮动管下端外侧与浮动套上端内侧通过键传动连接在一起，浮动套下端与套装在钻杆接头外侧的套管接头上端固定安装在一起，套管接头下端与套装在内钻杆外侧的外套管上端固定安装在一起，外套管下端与套装在内钻头外侧的套管钻头上端固定安装在一起，内钻头下端位于套管钻头下方；除渣器包括除渣筒和排渣管，套管接头上部外侧沿圆周分布有至少一个内外贯通的内排渣孔，对应内排渣孔位置的套管接头外侧套装有除渣筒，除渣筒上端内侧固定安装上密封环台，上密封环台内侧与套管接头外侧对应位置固定安装在一起，除渣筒下端内侧固定安装下密封环台，下密封环台内侧与套管接头外侧对应位置固定安装在一起；除渣筒中部外侧沿圆周分布有至少一个内外贯通的外排渣孔，对应每个外排渣孔位置的除渣筒外侧均固定安装有排渣管。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：