本發(fā)明涉及一種水下鉆機(jī)系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種用于變形隔水套管內(nèi)磨銑的水下鉆機(jī)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隔水套管是從海上鉆井平臺下到海底淺層的套管，其主要功能是隔離海水，形成鉆井液循環(huán)通道，同時作為海上井口的持力結(jié)構(gòu)。在海上鉆井過程中發(fā)現(xiàn)隔水套管管鞋附近時常會產(chǎn)生嚴(yán)重變形，鉆頭無法通過。不僅造成了直接的處理工期損失，而且造成了寶貴的槽口資源無法使用，極大影響了以后調(diào)整井的實施。

現(xiàn)有的修復(fù)設(shè)備包括：鉆機(jī)船、鉆桿、擴(kuò)眼鉆頭（直徑略小于套管內(nèi)徑）、磨銑鞋（直徑小于擴(kuò)眼鉆頭直徑）?，F(xiàn)有修復(fù)方法是：將磨銑鞋通過鉆桿連接到鉆井船的鉆機(jī)上，對隔水套管變形處進(jìn)行磨銑操作。磨銑完成后，將磨銑鞋換成擴(kuò)眼鉆頭，進(jìn)行擴(kuò)眼操作，擴(kuò)眼完成后就完成了對隔水套管變形的修復(fù)工作。

現(xiàn)有設(shè)備及方法修復(fù)時間長、費用高，需要訂做大尺寸非標(biāo)準(zhǔn)磨鞋和非標(biāo)擴(kuò)眼鉆頭，需要動用租金高昂的鉆井船；處理能力有限，只能處理變形不是很嚴(yán)重的隔水套管；操作笨拙，因隔水套管變形處距操作平臺較遠(yuǎn)（入泥深度約50加水面深度加平臺高度，約100米），需要連接相應(yīng)長度的鉆桿。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，而提供一種水下鉆機(jī)系統(tǒng)，通過自身的脹緊器支撐于套管內(nèi)部，鉆機(jī)本體可直接置于隔水套管變形處，啟動主馬達(dá)和進(jìn)給機(jī)構(gòu)可完成隔水套管內(nèi)部變形處的磨銑操作。本發(fā)明可將套管變形部分磨銑掉，使鉆頭能夠正常通過變形區(qū)，恢復(fù)槽口的正常功能。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，自帶動力系統(tǒng)和特制磨銑鞋，可以深入到隔水套管變形處作業(yè)，修復(fù)套管時無需借助鉆井船和鉆桿，可大大降低隔水套管修復(fù)成本、縮短工期、簡化操作，提高了隔水套管修復(fù)效率。

本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種水下鉆機(jī)系統(tǒng)，包括脹緊器、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、鉆機(jī)主體，其特征在于所述脹緊器底部與所述進(jìn)給機(jī)構(gòu)頂部連接，所述進(jìn)給機(jī)構(gòu)底部與所述鉆機(jī)主體頂部連接，所述脹緊器用于水下鉆機(jī)系統(tǒng)在隔水套管內(nèi)部的脹緊與松開，所述進(jìn)給機(jī)構(gòu)用于鉆機(jī)的進(jìn)給和退回，所述鉆機(jī)主體用于隔水套管的磨銑操作。

所述脹緊器由脹緊油缸、連桿機(jī)構(gòu)、殼體、支撐塊組成，所述殼體截面呈凸型，所述連桿機(jī)構(gòu)位于所述殼體的內(nèi)部，所述連桿機(jī)構(gòu)由中心豎桿及在所述中心豎桿外側(cè)圓周方向均布的平面四桿機(jī)構(gòu)組成，所述脹緊油缸的底座固定在所述殼體的頂板上，所述脹緊油缸的活塞桿與所述連桿機(jī)構(gòu)的中心豎桿連接，所述支撐塊頂部自所述殼體的側(cè)面穿入，分別與所述平面四桿機(jī)構(gòu)的豎桿鉸接，所述支撐塊底部位于所述殼體外側(cè)，所述支撐塊與所述殼體通過導(dǎo)向套移動副連接。

所述脹緊器為中心對稱結(jié)構(gòu)。

所述進(jìn)給機(jī)構(gòu)由滾珠絲杠、進(jìn)給馬達(dá)、減速器、傳動箱、導(dǎo)向柱、進(jìn)給底座組成，所述進(jìn)給馬達(dá)的輸出軸與所述減速機(jī)的輸入軸相連，所述減速機(jī)的輸出軸與所述傳動箱的輸入軸相連，所述傳動箱的輸出軸與所述滾珠絲杠相連，所述滾珠絲杠的絲杠螺母固連在所述進(jìn)給底座上，所述導(dǎo)向柱一端與所述傳動箱底部相連，所述導(dǎo)向柱另一端與所述進(jìn)給底座的導(dǎo)向套組成圓柱副。

所述鉆機(jī)主體由主馬達(dá)、軸承、傳動軸、連接筒、連接法蘭、磨銑鞋組成，所述主馬達(dá)、所述傳動軸、所述連接法蘭、所述磨銑鞋按照自上而下順序串聯(lián)；所述連接筒安裝在所述主馬達(dá)的底部及所述軸承的外部；所述傳動軸一端伸入所述連接筒的內(nèi)部連接所述主馬達(dá)，另一端伸出所述連接筒外與所述連接法蘭相連；所述軸承為所述傳動軸提供旋轉(zhuǎn)支撐，所述主馬達(dá)通過所述傳動軸、所述連接法蘭驅(qū)動所述磨銑鞋旋轉(zhuǎn)，以完成磨銑套管操作。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明由于采用上述技術(shù)方案，通過自身的脹緊器支撐于套管內(nèi)部，鉆機(jī)本體可直接置于隔水套管變形處，啟動主馬達(dá)和進(jìn)給機(jī)構(gòu)可完成隔水套管內(nèi)部變形處的磨銑操作。本發(fā)明可將套管變形部分磨銑掉，使鉆頭能夠正常通過變形區(qū)，恢復(fù)槽口的正常功能。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，自帶動力系統(tǒng)和特制磨銑鞋，可以深入到隔水套管變形處作業(yè)，修復(fù)套管時無需借助鉆井船和鉆桿，可大大降低隔水套管修復(fù)成本、縮短工期、簡化操作，提高了隔水套管修復(fù)效率。

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

附圖說明

圖1為水下鉆機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為脹緊器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為進(jìn)給機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為鉆機(jī)主體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為水下鉆機(jī)系統(tǒng)工作示意圖。

圖中主要標(biāo)號說明：

1—脹緊器；2—進(jìn)給機(jī)構(gòu)；3—鉆機(jī)主體；4—脹緊油缸；5—連桿機(jī)構(gòu)；6—殼體；7—支撐塊；8—滾珠絲杠；9—進(jìn)給馬達(dá)；10—減速機(jī)；11—傳動箱；12—導(dǎo)向柱；13—進(jìn)給底座；14—主馬達(dá)；15—軸承；16—傳動軸；17—連接筒；18—連接法蘭；19—磨銑鞋；20—隔水套管；21—水下鉆機(jī)系統(tǒng)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖1-4所示，本發(fā)明水下鉆機(jī)系統(tǒng)21，包括脹緊器1、進(jìn)給機(jī)構(gòu)2、鉆機(jī)主體3，脹緊器1底部通過法蘭與進(jìn)給機(jī)構(gòu)2頂部連接，進(jìn)給機(jī)構(gòu)2底部通過法蘭與鉆機(jī)主體3頂部連接，脹緊器1用于水下鉆機(jī)系統(tǒng)21在隔水套管20內(nèi)部的脹緊與松開，進(jìn)給機(jī)構(gòu)2用于鉆機(jī)的進(jìn)給和退回，鉆機(jī)主體3用于隔水套管20的磨銑操作。

脹緊器1為中心對稱結(jié)構(gòu)，脹緊器1由脹緊油缸4、連桿機(jī)構(gòu)5、殼體6、支撐塊7組成，殼體6截面呈凸型，連桿機(jī)構(gòu)5位于殼體6的內(nèi)部，連桿機(jī)構(gòu)5由中心豎桿及在中心豎桿外側(cè)圓周方向均布的平面四桿機(jī)構(gòu)組成，脹緊油缸4的底座固定在殼體6的頂板上，脹緊油缸4的活塞桿與連桿機(jī)構(gòu)5的中心豎桿連接，支撐塊7頂部自殼體6的側(cè)面穿入，分別與平面四桿機(jī)構(gòu)的豎桿鉸接，支撐塊7底部位于殼體6外側(cè)，支撐塊78與殼體6通過導(dǎo)向套移動副連接。

進(jìn)給機(jī)構(gòu)2由滾珠絲杠8、進(jìn)給馬達(dá)9、減速器10、傳動箱11、導(dǎo)向柱12、進(jìn)給底座13組成，進(jìn)給馬達(dá)9的輸出軸與減速機(jī)10的輸入軸相連，減速機(jī)10的輸出軸與傳動箱11的輸入軸相連，傳動箱11的輸出軸與滾珠絲杠8相連，滾珠絲杠8的絲杠螺母固連在進(jìn)給底座13上，導(dǎo)向柱12一端與傳動箱11底部相連，導(dǎo)向柱12另一端與進(jìn)給底座13的導(dǎo)向套組成圓柱副。

進(jìn)給馬達(dá)9通過減速機(jī)10、傳動箱11驅(qū)動滾珠絲杠8正反轉(zhuǎn)，使絲杠螺母上下移動，通過絲杠螺母和導(dǎo)向柱12帶動進(jìn)給底座13上下移動，從而完成進(jìn)給機(jī)構(gòu)2的進(jìn)給與退回。

鉆機(jī)主體3由主馬達(dá)14、軸承15、傳動軸16、連接筒17、連接法蘭18、磨銑鞋19組成，主馬達(dá)14、傳動軸16、連接法蘭18、磨銑鞋19按照自上而下順序串聯(lián)；連接筒17安裝在主馬達(dá)14的底部及軸承15的外部；傳動軸16一端伸入連接筒17的內(nèi)部連接主馬達(dá)14，另一端伸出連接筒17外與連接法蘭18相連；軸承15為傳動軸16提供旋轉(zhuǎn)支撐，主馬達(dá)14通過傳動軸18、連接法蘭18驅(qū)動磨銑鞋19旋轉(zhuǎn)，以完成磨銑套管操作。

如圖5所示，本發(fā)明水下鉆機(jī)系統(tǒng)1的工作原理如下：

水下鉆機(jī)系統(tǒng)21被吊放至隔水套管20變形處，脹緊器1伸出支撐塊7完成脹緊操作，先啟動鉆機(jī)主體3，再啟動進(jìn)給機(jī)構(gòu)2，進(jìn)行隔水套管20磨銑操作；磨銑完成后，先關(guān)閉鉆機(jī)主體2，再關(guān)閉進(jìn)給機(jī)構(gòu)2，然后脹緊器1收縮支撐塊7完成松開操作，將水下鉆機(jī)系統(tǒng)21吊出隔水套管20，復(fù)原。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。