[发明专利]煤层气专用水平井可调径螺杆钻具

说明书

本发明公开了一种可以增大钻凿井径的煤层气专用水平井可调径螺杆钻具，包括：进液接头、液压马达总成、万向轴总成和传动轴总成，在所述传动轴总成的下端连接有变径活塞总成，所述变径活塞总成的下端通过过渡接头与铣鞋相连接；所述变径活塞总成包括：T型活塞杆、活塞压板、复位弹簧和压板固定螺栓，在所述T型活塞杆的上端设置有椭圆活塞，所述椭圆活塞的下端设置有斜面，在所述传动轴总成的下端设置有与椭圆活塞相互配合椭圆形环空内腔，所述椭圆活塞通过活塞压板和压板固定螺栓限位在椭圆形环空内腔内，在所述活塞压板内有弹簧安装腔，所述复位弹簧设置在弹簧安装腔内。

技术领域

本发明涉及到螺杆钻具技术领域，尤其涉及煤层气专用水平井可调径螺杆钻具。

背景技术

随着油气勘探开采工作的不断深入，常规油气资源补给保障难度增加，加快开发非常规油气资源，增加油气产量，延长石油工业的生命周期，同时也可为中国油气提供多途径供给，对提高我国中长期油气保障具有重要意义。非常规油气资源主要包括致密岩油气、页岩气、页岩油、煤层气，非常规油气资源在我国分布广，藏量大，其中最重要的就是煤层气的开采。煤层气传统开采方式是直井开采，产量低、效益差，目前常用的增产措施就是水平井钻井开采。煤层气储层特性与常规能源储层差别很大，主要由页岩、砂岩、灰岩构成，应力高，含水饱和度变化大，岩层软硬不均，由于钻进时遇水膨胀及应力释放，往往使地层和井壁失稳，引起钻孔偏斜，井壁变窄，甚至崩塌，因此煤层气钻进时须随时纠偏、调整凿井径。螺杆钻具是煤层气水平钻进常用的动力机械，它是一种空腔容积式液力机械，以液体为动力介质，钻进时螺杆钻具及钻头以外的整套钻具不旋转，作为输送压力工作介质的通道和支撑，传动轴下端的钻头回转，把液体压力转为机械能，螺杆钻具水平钻进是煤层气钻探工程领域的关键技术。但钻井时发生偏斜和井壁膨胀变窄，无法完成作业指标时，不能随时调整钻进孔径，往往需起出钻具更换钻头，增加了工作量，作业效率低下，且易发生井下事故。市场需要一种能在煤层气水平井钻进时可随时调整钻凿孔径的螺杆钻具。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可以增大钻凿井径的煤层气专用水平井可调径螺杆钻具。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：煤层气专用水平井可调径螺杆钻具，包括：进液接头、液压马达总成、万向轴总成和传动轴总成，所述进液接头的下端与液压马达总成相连接，所述液压马达总成的下端与万向轴总成相连接，所述万向轴总成的下端与传动轴总成相连接，在所述传动轴总成的下端连接有变径活塞总成，所述变径活塞总成的下端通过过渡接头与铣鞋相连接；所述变径活塞总成包括：T型活塞杆、活塞压板、复位弹簧和压板固定螺栓，在所述T型活塞杆的上端设置有椭圆活塞，所述椭圆活塞的下端设置有斜面，在所述传动轴总成的下端设置有与椭圆活塞相互配合椭圆形环空内腔，所述椭圆活塞通过活塞压板和压板固定螺栓限位在椭圆形环空内腔内，在所述活塞压板内有弹簧安装腔，所述复位弹簧设置在弹簧安装腔内，所述复位弹簧的上端与椭圆活塞下端的斜面相抵，所述复位弹簧的下端与活塞压板相抵，所述斜面与活塞压板上端平面之间的夹角为1-3度，所述椭圆活塞与传动轴总成的下端内壁之间设置有密封圈，在所述T型活塞杆内设置有导水孔，所述导水孔的上端为锥形设置在椭圆活塞内部。

为了更好地解决上述技术问题，本发明采用的进一步技术方案是：所述密封圈为两道O型密封圈。

本发明的优点是：使用本发明煤层气专用可调径螺杆钻具水平钻进时，当钻进至易偏斜和井壁膨胀变窄大的复杂地层需调整增大钻凿孔径时无需起下钻进，更换大规格铣鞋，可在不起钻情况下调整地面压力，使井下铣鞋在椭圆活塞发生偏斜，使与之相连的铣鞋旋转半径增大，从而增大钻凿井径。同时由于地面压力增大，同时也增大了铣鞋的旋转动力，在钻凿井径增大时，钻具规格未变情况下，仍然能够满足铣鞋足够的磨铣效率，顺利完成钻进任务。当复杂地层段钻凿通过后，不需起下钻更换铣鞋，只需使地面井液压力降至正常压力，椭圆活塞在复位弹簧的作用下复位，钻凿井径又恢复至正常设计要求，操作简便，变径灵活可靠安全。

附图说明

图1为本发明煤层气专用水平井可调径螺杆钻具的上半段结构示意图。