本發(fā)明屬于鉆井工程設備技術領域，特別涉及一種適用于地質鉆探、水文水井鉆井、油氣鉆井、科學鉆探和地下建筑救援鉆孔等技術領域的井下扭矩自平衡有纜鉆具系統(tǒng)。

背景技術：

在鉆井(鉆探)過程中，鉆桿柱在扭矩的作用下變形成螺旋狀，在回轉中與井壁碰撞摩擦，磨損和交變載荷作用極易使鉆桿柱提前損壞，導致斷鉆具等井內事故的發(fā)生，給整個工程帶來巨大損失。隨著鉆進深度的增加，鉆桿柱的長度加長，鉆桿在傳遞鉆壓和扭矩的過程中克服井內各種摩擦阻力所損耗的能量比例增大，因此需要上部鉆機提供更大的扭矩，當井深達到一定深度后，必須在近鉆頭部位增加井下動力工具為鉆頭高速回轉提供扭矩，上部鉆柱通過地面轉盤(頂驅)緩慢回轉為鉆頭提供反扭矩。顯而易見，鉆具在井內回轉碎巖產生的反扭矩危害到整個鉆柱和地面設備，鉆井工藝也要首先滿足反扭矩這一環(huán)境條件才能順利實施。同時，獨立一個鉆頭在碎巖同時需要圍巖給與鉆頭接觸的巖石提供相應的反扭力矩，對井壁圍巖要求高。若鉆遇破碎地層時，圍巖固有的結合力無法給與鉆頭接觸的巖石提供足夠的反扭力矩而成塊狀結構脫離井壁，加之循環(huán)泥漿隨鉆柱回轉產生局部紊流攪動井壁，此時會導致井眼擴大的后果；當鉆遇堅硬的大顆粒砂礫巖時，由于礫石的滑動很容易進入鉆頭水口處并與其它礫石橋接產生極大的力矩，極易導致鉆頭切削齒的崩落。井壁的穩(wěn)定性對于鉆完井的順利實施至關重要，而井壁穩(wěn)定性除取決于客觀地層的完整性和巖性特征外，還與主觀鉆具對井壁的擾動程度密切相關。為此，國內外本領域專家想方設法降低鉆柱對井壁的擾動。此外，為驅動鉆頭碎巖鉆井，需要配備龐大昂貴的地面鉆井設備和配套復雜的鉆井工具及工藝，投資巨大，碎巖所用能量只占鉆井系統(tǒng)消耗總能量的10％左右，大部分能量消耗在設備運行上。

目前為止，國內外對扭矩平衡鉆具系統(tǒng)的研究較少?？蒲蟹较虼蠖嘁詡鹘y(tǒng)鉆具系統(tǒng)為依托，在結構、材料和工藝方面盡可能提高鉆進效率，節(jié)省鉆進成本，已取得了相關的理論成果。在減少鉆柱對井壁的擾動等方面，20世紀60年代，美國布朗石油工具公司生產了第一套連續(xù)管修井機樣機，把動力鉆具放到井內近鉆頭位置，連續(xù)管只提供反扭、泥漿動力源，不回轉，對井壁的擾動大大降低。90年代開始應用于鉆井，截止2011年全球連續(xù)管鉆機總數(shù)超過1881套，連續(xù)管鉆井技術應用領域幾乎覆蓋小口徑鉆井的各個方面。國外公司有Foremost公司、美國貝克休斯公司和英國殼牌公司等，國內多以消化吸收進口技術為主，目前投入研究的企業(yè)有四川宏華石油設備有限公司、中石油江漢機械研究所、長城鉆探工程有限公司和中石油鉆井院等。然而，由于連續(xù)管鉆進技術沒有從根本上改變反扭矩對連續(xù)管的有害作用，故連續(xù)管的壽命要比常規(guī)鉆桿的壽命短。

因此，現(xiàn)有技術當中亟需要一種新的技術方案來解決這一問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是針對背景技術中所述的問題和不足，提供一種井下扭矩自平衡有纜鉆具系統(tǒng)，從根本上解決鉆柱回轉鉆進產生的反扭矩危害，改變鉆頭單向碎巖對圍巖的擾動強度，簡化地面鉆探裝備和配套的工具及工藝方法，實現(xiàn)井內事故少，鉆井成本低、能耗小和鉆進效率高等目的。

為達到上述目的，本發(fā)明提出了如下技術方案：

一種井下扭矩自平衡有纜鉆具系統(tǒng)，其特征在于：該鉆具系統(tǒng)由內外鉆頭組件、動力組件、內外鉆頭壓力調節(jié)系統(tǒng)、泥漿循環(huán)系統(tǒng)和解卡系統(tǒng)組成，

其中內外鉆頭組件包括內鉆頭、外鉆頭、取心筒、外鉆頭傳力下接頭、外鉆頭傳力上接頭、內外鉆頭密封件Ⅰ、內外鉆頭密封件Ⅱ、內鉆頭傳力下接頭、內鉆頭傳力上接頭和內鉆頭傳扭桿，所述內鉆頭、取心筒、內鉆頭傳力下接頭、內鉆頭傳力上接頭和內鉆頭傳扭桿依次絲扣連接，且取心筒內徑與內鉆頭內徑相匹配；所述外鉆頭、外鉆頭傳力下接頭和外鉆頭傳力上接頭順次絲扣連接；所述內外鉆頭密封件Ⅰ和內外鉆頭密封件Ⅱ構成內外鉆頭滑動密封副，該內外鉆頭滑動密封副位于外鉆頭傳力上接頭和內鉆頭傳力下接頭之間，其與外鉆頭傳力上接頭及內鉆頭傳力下接頭緊密滑動配合；

其中動力組件包括動力電機轉子組、動力系統(tǒng)軸承密封圈、動力系統(tǒng)下密封件、動力系統(tǒng)軸承、動力電機定子組及動力系統(tǒng)上密封件，所述動力電機轉子組與動力電機定子組分別與動力系統(tǒng)軸承連接，其中動力電機轉子組的內孔上設置有鍵槽，動力電機轉子組通過鍵槽與內鉆頭傳扭桿連接，動力電機定子組、動力系統(tǒng)下密封件、外鉆頭傳力上接頭及外鉆頭傳力下接頭順次絲扣連接；所述動力系統(tǒng)下密封件與外鉆頭傳力上接頭絲扣連接，且動力系統(tǒng)下密封件與動力系統(tǒng)軸承密封圈配合構成下密閉腔體；所述動力系統(tǒng)上密封件與外鉆頭傳壓接頭絲扣連接，且動力系統(tǒng)上密封件與動力系統(tǒng)軸承密封圈配合構成上密閉腔體；

其中內外鉆頭壓力調節(jié)系統(tǒng)與地面數(shù)據(jù)終端通過數(shù)據(jù)線通信連接，內外鉆頭壓力調節(jié)系統(tǒng)包括內鉆頭壓力調節(jié)組件和外鉆頭壓力調節(jié)組件兩部分，且內鉆頭壓力調節(jié)組件和外鉆頭壓力調節(jié)組件通過壓力調節(jié)扶正套絲扣連接；所述內鉆頭壓力調節(jié)組件由內鉆頭傳壓接頭、內鉆頭傳壓機構防脫外套、內鉆頭傳壓不傳扭軸承、內鉆頭壓力傳感器、壓力調節(jié)內鉆頭傳力扶正件及壓力調節(jié)結構組成，且壓力調節(jié)結構、壓力調節(jié)內鉆頭傳力扶正件、內鉆頭壓力傳感器、內鉆頭傳壓接頭和內鉆頭傳壓機構防脫外套自上而下順次絲扣連接；所述內鉆頭傳壓不傳扭軸承內圈與內鉆頭傳壓接頭連接，內鉆頭傳壓不傳扭軸承外圈與內鉆頭傳壓機構防脫外套連接；所述外鉆頭壓力調節(jié)組件由外鉆頭傳壓接頭、外鉆頭傳壓機構防脫外套、外鉆頭傳壓不傳扭軸承、外鉆頭傳壓桿、外鉆頭壓力傳感器及壓力調節(jié)外殼組成，且壓力調節(jié)外殼、外鉆頭壓力傳感器、外鉆頭傳壓桿、外鉆頭傳壓機構防脫外套及外鉆頭傳壓接頭自上而下順次絲扣連接，其中壓力調節(jié)外殼與泥漿循環(huán)系統(tǒng)上接頭絲扣連接；所述外鉆頭傳壓不傳扭軸承的內圈與外鉆頭傳壓接頭連接，外鉆頭傳壓不傳扭軸承的外圈與外鉆頭傳壓桿連接；所述內外傳感器密封圈置于內鉆頭壓力傳感器和外鉆頭壓力傳感器之間；所述內鉆頭動力傳壓密封圈位于調節(jié)內鉆頭傳力扶正件及內鉆頭壓力傳感器之間；所述壓力調節(jié)密封壓套位于壓力調節(jié)外殼和外鉆頭壓力傳感器之間；

其中泥漿循環(huán)系統(tǒng)包括泥漿循環(huán)系統(tǒng)下接頭、泥漿循環(huán)系統(tǒng)、泥漿循環(huán)系統(tǒng)外殼和泥漿循環(huán)系統(tǒng)上接頭，且泥漿循環(huán)系統(tǒng)下接頭、泥漿循環(huán)系統(tǒng)外殼和泥漿循環(huán)系統(tǒng)上接頭順次絲扣連接，其中泥漿循環(huán)系統(tǒng)下接頭與壓力調節(jié)外殼絲扣連接，泥漿循環(huán)系統(tǒng)上接頭與解卡系統(tǒng)下接頭絲扣連接；所述泥漿循環(huán)系統(tǒng)位于漿循環(huán)系統(tǒng)下接頭和泥漿循環(huán)系統(tǒng)上接頭之間；所述循環(huán)系統(tǒng)密封圈設置在泥漿循環(huán)系統(tǒng)下接頭和泥漿循環(huán)系統(tǒng)之間；

其中解卡系統(tǒng)包括解卡系統(tǒng)下接頭、隨鉆測井系統(tǒng)、解卡系統(tǒng)轉子接頭、解卡系統(tǒng)下密封件、解卡系統(tǒng)密封圈、解卡系統(tǒng)扶正軸承、解卡系統(tǒng)轉子組、解卡系統(tǒng)定子組、解卡系統(tǒng)上密封件、解卡系統(tǒng)鉆頭、線纜及保護外套和泥漿循環(huán)中心管，所述解卡系統(tǒng)下接頭、隨鉆測井系統(tǒng)、解卡系統(tǒng)轉子接頭和解卡系統(tǒng)轉子組順次絲扣連接；所述解卡系統(tǒng)下密封件、解卡系統(tǒng)定子組、解卡系統(tǒng)上密封件及解卡系統(tǒng)鉆頭順次絲扣連接；所述解卡系統(tǒng)轉子接頭、解卡系統(tǒng)下密封件間隙配合；所述解卡系統(tǒng)轉子組和解卡系統(tǒng)定子組分別與解卡系統(tǒng)扶正軸承連接；所述解卡系統(tǒng)轉子組和解卡系統(tǒng)下密封件之間設置有解卡系統(tǒng)密封圈，解卡系統(tǒng)轉子組和解卡系統(tǒng)上密封件之間設置有解卡系統(tǒng)密封圈；所述線纜及保護外套和泥漿循環(huán)中心管分別與解卡系統(tǒng)上密封件絲扣密封連接。

進一步，所述隨鉆測井系統(tǒng)上設置有測井參數(shù)儀器。

通過上述設計方案，本發(fā)明可以帶來如下有益效果：本發(fā)明是由內外鉆頭組件、動力組件、內外鉆頭壓力調節(jié)系統(tǒng)、泥漿循環(huán)系統(tǒng)和解卡系統(tǒng)所組成，本發(fā)明采用內外雙鉆頭逆向回轉碎巖，實現(xiàn)對圍巖微擾動鉆進；利用動力電機的定子組、轉子組分別帶動外鉆頭和內鉆頭，鉆頭與動力系統(tǒng)整體實現(xiàn)了扭矩自平衡，對上部鉆具無扭矩作用；將動力源、泥漿循環(huán)系統(tǒng)和測井系統(tǒng)等集成到鉆具上，地面只需要起下鉆具用絞車設備即可實現(xiàn)正常的鉆進、起下鉆和隨鉆測井等作業(yè)；卡鉆時，絞車上提鉆具，通過解卡鉆頭正反轉交替回轉，解除卡點巖粒實現(xiàn)解卡，本發(fā)明的扭矩自平衡有纜鉆具系統(tǒng)上部鉆具只承受軸向力作用，下部鉆具由內外鉆頭逆向回轉實現(xiàn)扭矩平衡，簡化了地面裝備，把鉆機裝備的部分設備放到了井里，達到了未來鉆探工程中高度機械化、自動化、智能化、簡單化的要求，且具備以下優(yōu)點：一是擺脫了對鉆桿的深度依賴，以纜管為主要傳輸介質，大大減少了起下鉆時間，降低了鉆井設備和機具的成本，減少了鉆具對井壁的擾動；二是加強了對井下的實時監(jiān)測和控制，可以隨鉆實時監(jiān)測和獲取到井下鉆具的動態(tài)參數(shù)變化，更加符合智能化、簡單化的要求；三是增強了井下應急處理的能力，及時處理卡鉆事故，使事故破壞程度達到最小化。本發(fā)明給整個鉆井行業(yè)帶來了一個新的角度，極具創(chuàng)新意義且意義十分重大，應用性前景極廣。

附圖說明

以下結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步的說明：

圖1是本發(fā)明一種井下扭矩自平衡有纜鉆具系統(tǒng)總裝示意圖。

圖2是本發(fā)明一種井下扭矩自平衡有纜鉆具系統(tǒng)的內外鉆頭組件示意圖。

圖3是本發(fā)明一種井下扭矩自平衡有纜鉆具系統(tǒng)的動力組件示意圖。

圖4是本發(fā)明一種井下扭矩自平衡有纜鉆具系統(tǒng)的內外鉆頭壓力調節(jié)系統(tǒng)示意圖。

圖5是本發(fā)明一種井下扭矩自平衡有纜鉆具系統(tǒng)的泥漿循環(huán)系統(tǒng)示意圖。

圖6是本發(fā)明一種井下扭矩自平衡有纜鉆具系統(tǒng)的解卡系統(tǒng)示意圖。

圖7是本發(fā)明一種井下扭矩自平衡有纜鉆具系統(tǒng)的泥漿正循環(huán)示意圖。

圖8是本發(fā)明一種井下扭矩自平衡有纜鉆具系統(tǒng)的泥漿反循環(huán)示意圖。

圖中：1-內鉆頭、2-外鉆頭、3-取心筒、4-外鉆頭傳力下接頭、5-外鉆頭傳力上接頭、6-內外鉆頭密封件Ⅰ、7-內外鉆頭密封件Ⅱ、8-內鉆頭傳力下接頭、9-內鉆頭傳力上接頭、10-動力電機轉子組、11-動力系統(tǒng)軸承密封圈、12-動力系統(tǒng)下密封件、13-動力系統(tǒng)軸承、14-內鉆頭傳扭桿、15-動力電機定子組、16-動力系統(tǒng)上密封件、17-外鉆頭傳壓接頭、18-外鉆頭傳壓機構防脫外套、19-外鉆頭傳壓不傳扭軸承、20-外鉆頭傳壓桿、21-內鉆頭傳壓接頭、22-內鉆頭傳壓機構防脫外套、23-內鉆頭傳壓不傳扭軸承、24-內鉆頭壓力傳感器、25-內外傳感器密封圈、26-外鉆頭壓力傳感器、27-內鉆頭動力傳壓密封圈、28-壓力調節(jié)密封壓套、29-壓力調節(jié)扶正套、30-壓力調節(jié)外殼、31-壓力調節(jié)內鉆頭傳力扶正件、32-壓力調節(jié)結構、33-泥漿循環(huán)系統(tǒng)上接頭、34-循環(huán)系統(tǒng)密封圈、35-泥漿循環(huán)系統(tǒng)、36-泥漿循環(huán)系統(tǒng)外殼、37-泥漿循環(huán)系統(tǒng)上接頭、38-解卡系統(tǒng)下接頭、39-隨鉆測井系統(tǒng)、40-解卡系統(tǒng)轉子接頭、41-解卡系統(tǒng)下密封件、42-解卡系統(tǒng)密封圈、43-解卡系統(tǒng)扶正軸承、44-解卡系統(tǒng)轉子組、45-解卡系統(tǒng)定子組、46-解卡系統(tǒng)上密封件、47-解卡系統(tǒng)鉆頭、48-線纜及保護外套、49-泥漿循環(huán)中心管、50-井壁。

具體實施方式

請參閱圖1到圖6所示，本發(fā)明提出了一種井下扭矩自平衡有纜鉆具系統(tǒng)，該鉆具系統(tǒng)由內外鉆頭組件、動力組件、內外鉆頭壓力調節(jié)系統(tǒng)、泥漿循環(huán)系統(tǒng)和解卡系統(tǒng)組成，本發(fā)明扭矩自平衡有纜鉆具系統(tǒng)上部鉆具只承受軸向力作用，下部鉆具由內外鉆頭逆向回轉實現(xiàn)扭矩平衡。圖2所示的內外鉆頭組件用于逆向回轉切削巖石，需要圍巖給與鉆頭接觸的巖石提供的反扭力矩微小，因此對圍巖只產生微小的擾動，即使在破碎地層中鉆進，井壁50也相對規(guī)整和穩(wěn)定。該內外鉆頭組件包括內鉆頭1、外鉆頭2、取心筒3、外鉆頭傳力下接頭4、外鉆頭傳力上接頭5、內外鉆頭密封件Ⅰ6、內外鉆頭密封件Ⅱ7、內鉆頭傳力下接頭8、內鉆頭傳力上接頭9和內鉆頭傳扭桿14，內鉆頭1、取心筒3、內鉆頭傳力下接頭8、內鉆頭傳力上接頭9和內鉆頭傳扭桿14依次絲扣連接，取心筒3內徑與內鉆頭1內徑相匹配；外鉆頭2、外鉆頭傳力下接頭4和外鉆頭傳力上接頭5絲扣連接；內外鉆頭密封件Ⅰ6和內外鉆頭密封件Ⅱ7構成內外鉆頭滑動密封副，該內外鉆頭滑動密封副位于外鉆頭傳力上接頭5和內鉆頭傳力下接頭8之間，其與外鉆頭傳力上接頭5和內鉆頭傳力下接頭8緊密配合相連，起到扶正和限位內外鉆頭作用。圖3所示的動力組件用于為內外鉆頭組件提供動力，動力電機轉子組10與動力電機定子組15通過結構臺階由動力系統(tǒng)軸承13限位，使動力電機轉子組10和動力電機定子組15相對穩(wěn)定旋轉；動力系統(tǒng)軸承密封圈11和動力系統(tǒng)下密封件12、動力系統(tǒng)上密封件16組合形成密閉腔體，防止泥漿進入密閉腔體；動力電機轉子組10的內孔上有多條鍵槽與內鉆頭傳扭桿14鍵槽連接，將動力扭矩傳遞給內鉆頭1。動力系統(tǒng)下密封件12與外鉆頭傳力上接頭5絲扣連接，動力系統(tǒng)上密封件16與外鉆頭傳壓接頭17絲扣連接。圖4所示內外鉆頭壓力調節(jié)系統(tǒng)與地面數(shù)據(jù)終端通過數(shù)據(jù)線通信連接，用于動態(tài)調節(jié)加在內外鉆頭上的壓力，實現(xiàn)相對地層自平衡逆向回轉，內外鉆頭壓力調節(jié)系統(tǒng)及以上鉆具均無來自鉆頭的扭矩作用，只承擔軸向拉壓力作用。內鉆頭壓力調節(jié)組件，壓力調節(jié)結構32、壓力調節(jié)內鉆頭傳力扶正件31、內鉆頭壓力傳感器24、內鉆頭傳壓接頭21和內鉆頭傳壓機構防脫外套22順次絲扣連接，實現(xiàn)鉆壓由上部鉆具傳遞到內鉆頭1上，通過內鉆頭傳壓不傳扭軸承23實現(xiàn)只傳壓不傳扭功能；外鉆頭壓力調節(jié)組件，壓力調節(jié)外殼30、外鉆頭壓力傳感器26、外鉆頭傳壓桿20、外鉆頭傳壓機構防脫外套18和外鉆頭傳壓接頭17順次絲扣連接，實現(xiàn)鉆壓由上部鉆具傳遞到外鉆頭2上，通過外鉆頭傳壓不傳扭軸承19實現(xiàn)只傳壓不傳扭功能；內鉆頭壓力調節(jié)組件和外鉆頭壓力調節(jié)組件通過壓力調節(jié)扶正套29實現(xiàn)扶正和定位功能，通過內外傳感器密封圈25、內鉆頭動力傳壓密封圈27和壓力調節(jié)密封壓套28實現(xiàn)壓力調節(jié)系統(tǒng)內部空腔的密封。外鉆頭傳壓接頭17與動力系統(tǒng)上密封件16絲扣連接，壓力調節(jié)外殼30與泥漿循環(huán)系統(tǒng)上接頭33絲扣連接。圖5所示泥漿循環(huán)系統(tǒng)用于循環(huán)泥漿冷卻鉆頭、攜帶巖屑和保護井壁50，代替了地面泥漿泵及其部分管匯，泥漿循環(huán)系統(tǒng)下接頭33、泥漿循環(huán)系統(tǒng)外殼36和泥漿循環(huán)系統(tǒng)上接頭37順次絲扣連接，其中泥漿循環(huán)系統(tǒng)下接頭33與壓力調節(jié)外殼30絲扣連接，泥漿循環(huán)系統(tǒng)上接頭37與解卡系統(tǒng)下接頭38絲扣連接；所述泥漿循環(huán)系統(tǒng)35位于漿循環(huán)系統(tǒng)下接頭33和泥漿循環(huán)系統(tǒng)上接頭37之間；所述循環(huán)系統(tǒng)密封圈34設置在泥漿循環(huán)系統(tǒng)下接頭33和泥漿循環(huán)系統(tǒng)35之間，循環(huán)系統(tǒng)密封圈34阻隔泥漿循環(huán)系統(tǒng)上接頭37進漿口與下部鉆具間的連通。圖6所示解卡系統(tǒng)用于解決卡鉆井下事故。解卡系統(tǒng)下接頭38、隨鉆測井系統(tǒng)39、解卡系統(tǒng)轉子接頭40和解卡系統(tǒng)轉子組44順次絲扣連接；所述解卡系統(tǒng)下密封件41、解卡系統(tǒng)定子組45、解卡系統(tǒng)上密封件46、解卡系統(tǒng)鉆頭47順次絲扣連接；所述解卡系統(tǒng)轉子接頭40、解卡系統(tǒng)下密封件41間隙配合；解卡系統(tǒng)轉子組44和解卡系統(tǒng)定子組45通過兩個解卡系統(tǒng)扶正軸承43實現(xiàn)扶正和定位功能，通過兩組解卡系統(tǒng)密封圈42實現(xiàn)解卡動力系統(tǒng)內部空腔的密封。隨鉆測井系統(tǒng)39在上部無扭矩環(huán)境下可以安裝各種測量參數(shù)的傳感器等儀器，所述隨鉆測井系統(tǒng)39中預留有聲、電、磁和放射性等各種測井參數(shù)儀器，并及時將采集到的相關數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)降孛鏀?shù)據(jù)終端進行處理。線纜及保護外套48、泥漿循環(huán)中心管49分別與解卡系統(tǒng)上密封件46絲扣密封連接，解卡系統(tǒng)下接頭38與泥漿循環(huán)系統(tǒng)上接頭37絲扣連接。線纜及保護外套48、泥漿循環(huán)中心管49的長度隨鉆進深度加長，線纜及保護外套48為鎧裝保護，具有較強的抗拉強度。

本發(fā)明的工作原理和過程：

內外鉆頭回轉碎巖：動力電機轉子組10通過鍵槽經內鉆頭傳扭桿14驅動內鉆頭傳力上接頭9、內鉆頭傳力下接頭8和取心筒3，最終將動力扭矩傳遞給內鉆頭1，實現(xiàn)內鉆頭的回轉碎巖；同時動力電機定子組15、動力系統(tǒng)下密封件12、外鉆頭傳力上接頭5及外鉆頭傳力下接頭4順次絲扣連接，最終將內鉆頭碎巖產生的動力反扭矩傳遞給外鉆頭2，實現(xiàn)外鉆頭的逆向回轉碎巖。

內外鉆頭鉆壓自動調整：內外鉆頭壓力調節(jié)系統(tǒng)與地面數(shù)據(jù)終端通過數(shù)據(jù)線通信連接，內外鉆頭壓力調節(jié)系統(tǒng)通過電控系統(tǒng)自動控制，本鉆具系統(tǒng)為鉆具自重加壓，通過絞車上提和下放鉆具控制線纜及保護外套48的上提和下放，線纜及保護外套48的上提和下放調節(jié)加在內外鉆頭上的總鉆壓?？傘@壓經壓力調節(jié)結構32的電機驅動分別傳遞給壓力調節(jié)結構32和壓力調節(jié)外殼30，通過電控程序自動調整加在內外鉆頭上的鉆壓比例，電控程序的執(zhí)行主要依據(jù)內鉆頭壓力傳感器24和外鉆頭壓力傳感器26獲取的鉆壓數(shù)據(jù)完成。

上部鉆具無扭鉆壓傳遞原理：上部鉆具給下部鉆頭施加的鉆壓分別通過內鉆頭傳壓不傳扭軸承23、外鉆頭傳壓不傳扭軸承19傳遞給下部鉆具的內鉆頭傳壓接頭21、外鉆頭傳壓接頭17，實現(xiàn)了鉆壓由上部靜止鉆具到下部回轉鉆具的傳遞。所述泥漿循環(huán)系統(tǒng)有兩種循環(huán)方式，即正循環(huán)和反循環(huán)，圖7及圖8示出泥漿循環(huán)過程：正循環(huán)鉆進時，泥漿循環(huán)系統(tǒng)35將地面泥漿經由泥漿循環(huán)中心管49、解卡系統(tǒng)轉子組44中心、解卡系統(tǒng)轉子接頭40中心、隨鉆測井系統(tǒng)39中心、解卡系統(tǒng)下接頭38中心、泥漿循環(huán)系統(tǒng)上接頭37中心、內外鉆頭壓力調節(jié)系統(tǒng)的泥漿通道、內鉆頭傳扭桿14中心到達內鉆頭1和外鉆頭2切削齒，然后攜帶的熱量和巖屑經由鉆具系統(tǒng)外壁與井壁50的環(huán)狀空間上返到地面泥漿池中，實現(xiàn)了泥漿的正循環(huán)；反循環(huán)鉆進時，泥漿循環(huán)系統(tǒng)35將地面泥漿經由鉆具系統(tǒng)外壁與井壁50的環(huán)狀空間到達外鉆頭2和內鉆頭1切削齒，然后攜帶的熱量和巖屑沿途經過內外鉆頭壓力調節(jié)系統(tǒng)的泥漿通道、內鉆頭傳扭桿14中心、泥漿循環(huán)系統(tǒng)上接頭37中心、解卡系統(tǒng)下接頭38中心、隨鉆測井系統(tǒng)39中心、解卡系統(tǒng)轉子接頭40中心、解卡系統(tǒng)轉子組44中心、泥漿循環(huán)中心管49上返到地面泥漿池中，實現(xiàn)了泥漿的反循環(huán)。解卡系統(tǒng)的工作原理和過程。當鉆具系統(tǒng)在井內遇卡時，上提鉆具拉力超過設定值時，系統(tǒng)自動啟動解卡系統(tǒng)的動力電機，電機的解卡系統(tǒng)定子組45帶動解卡系統(tǒng)鉆頭47進行交替的正轉和反轉動作切削上部卡點位置的障礙物，這一動作一直持續(xù)直到上提拉力低于設定值才停止工作，繼續(xù)進行提鉆、下鉆或鉆進作業(yè)。