[发明专利]一种井内随钻井壁支撑机构

说明书

一种井内随钻井壁支撑机构，属于钻井工具技术领域，由外壳和液力支撑组件所组成，液力支撑组件安装在外壳内部，通过控制高压微型泵实现弹性液力支撑的膨胀，当弹性液力支撑膨胀到一定程度时会与井壁进行紧密接触，井内随钻井壁支撑机构与井壁进行支撑，控制高压微型泵使弹性液力支撑缩回，井内随钻井壁支撑机构脱离井壁，同时高压微型泵的压力还能由微型蓄能器进行保持，本发明可实现自行走自变向导向钻进系统在需要给进时与井壁进行支撑产生足够摩擦力，提供下部钻具的给进反作用力，同时具有缩回功能，不影响上部钻具的给进，给井内或管内支撑技术提供了新的思路和方向，极具创新意义，并且应用范围广泛。

技术领域

本发明属于钻井工具技术领域，特别涉及一种用于自行走自变向导向钻进系统的井内随钻井壁支撑机构。

背景技术

井下扭矩自平衡有缆钻具虽然能从根本上解决钻柱回转钻进产生的反扭矩危害、改变钻头单向碎岩对围岩的扰动强度，简化地面钻探装备和配套的工具及工艺方法，实现井内事故少、钻井成本低、能耗小和钻进效率高等目的，但只能竖直自重加压给进、无法自主加压和无法定向钻进。

要想实现无钻杆钻具在井内的主动加压，井内钻具必须有与井壁进行支撑的能力，经调研，美国NASA在专利自推进深孔钻进机器人中提出的井壁支撑机构采用机械臂支撑的方式与井壁进行支撑，但容易被岩屑卡主导致钻具无法机械给进，具体见美国专利US7055625B1；日本提出的SEAVO入地机器人采用气囊式支撑机构与孔壁支撑，但该机器人只能在较软的土壤或泥地中进行钻进，无法进行钻井液的循环。

综上所述，亟需一种能进行钻井液循环的井内钻具支撑机构，在需要时与井壁紧密接触，提供井内钻具行走给进时的反作用力。

发明内容

本发明的目的是提供一种适配于自行走自变向导向钻进系统的井内随钻井壁支撑机构，该井内随钻井壁支撑机构能在自行走自变向导向钻进系统需要在井下行走时与井壁紧密接触，提供钻具给进的反作用力，同时还具有缩回功能，保证上部钻具能继续向下行走，达到整体钻进系统连续给进的目的。

本发明为实现上述目的采用的技术方案是：一种井内随钻井壁支撑机构，该机构由外壳和液力支撑组件组成；

其中外壳为圆柱形壳体，中间有中空通道，上部有环形凹槽，下部周向分布多个内腔，外侧壁周向分布多个侧壁凹槽，环形凹槽和内腔之间有竖直通道，环形凹槽和侧壁凹槽之间有L型通道，此外，在中空通道周围分布多个椭圆形通孔；

其中液力支撑组件包括弹性液力支撑、高压细管、高压微型泵以及微型蓄能器，所述弹性液力支撑是一种内部有空腔的弹性筒状腔体，弹性筒状腔体内充满压力液，腔体固定在外壳的侧壁凹槽内，上部L形管道通过L型通道；所述高压细管为钢性中空细管，连接弹性液力支撑与高压微型泵；所述高压微型泵是一种压力很大的圆柱形微型泵，具有体积小、压力高、运转平稳以及安装方便的特点，可实现高压液体的抽吸和喷出功能，其安装在外壳的环形凹槽内；所述微型蓄能器是一种圆柱形的微型能量储蓄装置，固定在外壳的内腔底部；高压微型泵与微型蓄能器依次通过高压细管连通。弹性液力支撑、高压细管、高压微型泵以及微型蓄能器通过管道形成一个连续的管道腔。

更进一步，需要理解的是，所述外壳设置N个内腔、N个侧壁凹槽、N个竖直通道、N个L型通道、2N个椭圆形通孔以及N组液力支撑组件，N大于等于2，在本发明中所取的是N＝3，只是以此为例进行说明，并不构成限定关系。

通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：