[发明专利]一种连续杆钻进式水平定向钻及水下无人穿缆作业方法

权利要求书

1.一种连续杆钻进式水平定向钻，其特征在于，采用抱夹式动力头，实现钻杆连续钻进，钻进过程，无需拧卸扣连接新钻杆工作，无中断连续性完成钻进工作。

2.根据权利要求1所述的一种连续杆钻进式水平定向钻，其特征在于，包括水下钻进机构、水上动力站及水上操作台，所述水下钻进机构由基座、钻机大梁、抱夹式动力头构成，所述钻机大梁设置在基座上，所述抱夹式动力头设置在钻机大梁上；

所述抱夹式动力头上设有楔形夹持机构，所述楔形夹持机构由钻杆轴套、第一楔式夹套及第二楔式夹套构成；

所述钻杆轴套前后两端各设有若干沿圆周分布的楔形孔，所述楔形孔内设有楔形夹块，所述楔形夹块背侧设有外锥面，所述钻杆轴套前端的楔形夹块与所述钻杆轴套后端的楔形夹块外锥面倾斜方向相反；

所述第一楔式夹套及第二楔式夹套分别设置于所述钻杆轴套的前端及后端，所述第一楔式夹套及第二楔式夹套上均设有与所述楔形夹块匹配的楔形槽，所述楔形槽内设有与所述楔形夹块外锥面匹配的内锥面；

所述第一楔式夹套及第二楔式夹套之间通过夹持油缸连接，所述夹持油缸的缸体与所述第一楔式夹套连接，所述夹持油缸的活塞杆与所述第二楔式夹套连接。

3.根据权利要求2所述的一种连续杆钻进式水平定向钻，其特征在于，所述基座上设有大梁摆角装置，所述大梁摆角装置由摆角底座及摆角油缸构成，所述摆角底座前端固定在所述基座前端的转轴上。

4.根据权利要求3所述的一种连续杆钻进式水平定向钻，其特征在于，所述摆角油缸水平设置在所述基座上，所述摆角油缸的活塞杆顶端与所述摆角底座的后端连接；所述摆角底座前部设有大梁支架，后部设有支撑油缸，所述大梁支架与钻机大梁前部连接，所述支撑油缸的缸体底部设置在摆角底座上，所述支撑油缸的活塞杆与钻机大梁后部连接。

5.根据权利要求2所述的连续杆钻进式水平定向钻，其特征在于，所述基座的四角处各设有一个液压马达驱动的锚固装置。

6.根据权利要求2所述的连续杆钻进式水平定向钻，其特征在于，所述抱夹式动力头上设有驱动钻杆轴套旋转的液压旋转马达。

7.一种水下无人穿缆作业方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、将水下钻进机构安放于水下预定位置，利用锚固装置固定，并按照预先设定要求控制大梁摆角装置调整大梁的方向及角度；

（2）、根据作业需求，连接所需长度的连续钻杆，布置导向装置控制线缆；

（3）、将连接好的连续钻杆设置于水下钻进机构上，并设置钻头及导向装置；

（4）、通过水下钻进系统的抱夹式动力头夹持连续钻杆按预设角度钻进穿缆，并通过水上操作台监控并校正钻头钻进方向；

（5）、当抱夹式动力头推进至行程末端时，松开连续钻杆退回原位后继续夹持连续钻杆钻进；

（6）、钻杆在导向系统和监控系统的支持下，按设计要求穿过沉船底部完成导向和钻孔工作后，在钻头处挂接钢缆，通过水下钻进机构的抱夹式动力头夹持钻杆完成回拖工作，从而完成穿缆作业。