一种用于石油天然气勘探的钻杆装置的制作方法

本发明涉及勘探设备技术领域，具体是涉及一种用于石油天然气勘探的钻杆装置。

背景技术：

勘探工作是工程地质勘探的重要工作方法之一。工程地质勘探包括物探、钻探、坑探等；勘探阶段，采用钻探井的方法，通过取岩心和测试油气层以证实油气层是否存在。预探阶段：主要任务是在详查确定的可能含油的构造上，根据油气生成、运移、聚集、保存等成油因素综合评价，选出有利的二级构造带和最有希望的三级构造，钻预探井，证实地下是否有油气流。初探阶段：主要任务是在预探已证实的工业性油气藏面积上，视不同类型的构造和圈闭条件，采用不同的布探井方法，进行钻探，探明油藏边界，拿下初步储量、面积（三级），迅速掌握油藏的大体规模。详探阶段：主要任务是在经过初探大体圈定的含油面积内，进一步钻探和开辟生产实验区，详细研究油气藏的地质特征（含油层变化规律，压力系统和产量动态，油、气、水情况），算准储量，为油藏开发取得全部必要的数据。

勘探钻杆在钻探过程中具有举足轻重的作用，它将钻机扭矩传递给钻头，实现钻进。在钻孔中，钻杆承受着非常复杂的载荷，几乎同时承受了拉、压、扭转、弯曲等应力，并且钻杆柱本身是一个弹性系统，钻进过程中钻井液的循环和钻杆柱的振动使得钻杆柱承受了很大的动载，因此，钻杆质量的好坏对于钻探工作而言至关重要；

所以需要提出一种用于石油天然气勘探的钻杆装置，可以将钻头和钻杆紧密连接，并且可以快速将多段钻杆进行组合拼接，增强了钻杆的实用性提高了稳定性。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，提供一种用于石油天然气勘探的钻杆装置，本技术方案并且可以快速将多段钻杆进行组合拼接，增强了钻杆的实用性提高了稳定性。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于石油天然气勘探的钻杆装置，包括：

钻柱组件；

钻头，设置于钻柱组件的底部，并且钻头与钻柱组件固定连接；

组合型钻杆，设置于钻柱组件的顶部，并且组合型钻杆与钻柱组件可拆卸连接，组合型钻杆可以不断首尾相连；

组合型钻杆包括：

外筒；

内筒组件，设置于外筒的内部并与其固定连接，外筒和内筒组件之间留有容水空间；

弹性组件，有两个，两个弹性组件对称设置于容水空间内，并且两个弹性组件均与外筒固定连接；

卡紧块，有两个，两个卡紧块分别设置于两个弹性组件的输出端，外筒通过两个卡紧块与钻柱组件连接；

连动片组，连动片组处于容水空间内，并且连动片组分别与两个弹性组件的输出端连接，连动片组用于驱动弹性组件的输出端下移；

密封进水环组，密封进水环组处于容水空间内的顶部，密封进水环组分别与外筒和内筒组件固定连接。

优选的，钻柱组件包括：

外管；

环形板，设置于外管的底部，环形板的外缘环绕设置有第一螺栓，环形板通过第一螺栓与外管连接，环形板的内缘环绕设置有第二螺栓，环形板通过第二螺栓与钻头连接；

通水管，处于外管的内部并与其固定连接。

优选的，外管的顶部设置对称设置有第一凸柱,第一凸柱的顶部设置有第一限位片。

优选的，外筒的底部设置有弧形槽道，弧形槽道对称设置于外筒的底部，弧形槽道的一端设置有月牙形隔片，月牙形隔片用于防止第一限位片脱出，外筒的顶部设置有第二凸柱，第二凸柱对称设置于外筒的顶部，第二凸柱的顶部设置有第二限位片。

优选的，内筒组件包括：

内筒柱；

连接棱，环绕内筒柱的外缘设置，内筒柱用于通过连接棱与外筒的内缘固定连接；

密封圈，设置于内筒柱的底部并与其固定连接。

优选的，弹性组件包括：

引导组，位于外筒和内筒组件之间的容水空间内，并且引导组与外筒固定连接；

下压板，下压板的顶部设置有导向杆，导向杆的顶部设置有隔片，连动片组处于容水空间内，并且连动片组的两端分别与两个弹性组件的下压板连接，卡紧块的受力端与下压板连接；

弹簧，套设于导向杆上，弹簧的两端分别抵触隔片和引导组，弹簧用于使得下压板处于收缩状态。

优选的，引导组包括：

顶弧板，设置于容水空间内，并且顶弧板与外筒的内缘固定连接；

导向筒，设置于顶弧板的底部；

防脱环，设置于导向筒的底部，导向杆与防脱环滑动连接，导向杆处于导向筒内并与其滑动连接，弹簧套设于导向杆上，并且弹簧的两端分别抵触隔片和防脱环。

优选的，卡紧块处于弧形槽道内，的一端呈月牙形，月牙形的弧角处用于将第一限位片的位置卡紧。

优选的，连动片组有两个，两个连动片组均设置于容水空间内，连动片组包括：

弧形半环片，处于外筒和内筒组件之间的容水空间内，弧形半环片的两端分别与两个弹性组件的输出端连接；

第一单向片，对称设置于第一单向片上。

优选的，密封进水环组包括：

环形片，设置于外筒和内筒组件之间容水空间的顶部，并且环形片分别与外筒和内筒组件固定连接；

通水柱，环绕设置于环形片的顶部；

第二单向片，设置于通水柱的顶部。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：首先工作人员将钻头放置于钻柱组件的底部，然后工作人员将钻柱组件和钻头固定连接，然后工作人员将组合型钻杆的底部与钻柱组件的顶部连接，工作人员需要根据钻井深度来对组合型钻杆进行拼接，直至拼接后长度达到所需，一个组合型钻杆与钻柱组件或者另一个组合型钻杆进行拼接时，工序如下，工作人员将外筒的底部与钻柱组件的顶部进行对接，然后工作人员对外筒和内筒组件之间的容水空间内加水，水流首先需要经过密封进水环组才能进入容水空间内，直至水将整个容水空间充满，充满水后的再继续加水时，容水空间的水压增加，连动片组受到水压的作用下开始下降，连动片组带动两个弹性组件的输出端随其下降，两个弹性组件的输出端分别带动两个卡紧块随其下降，通过两个卡紧块插入进钻柱组件底部，使得钻柱组件与外筒紧密连接，此处需要说明当两个组合型钻杆进行连接时除了以上步骤一致外，在连动片组下降到底时，另一个组合型钻杆的顶部的密封进水环组贯穿连动片组并与其容水空间连通，使得多根首尾连接的组合型钻杆均可以进入水流；

1、通过组合型钻杆的设置，可以多段拼接控制钻头钻入的深度；

2、通过本设备的设置，并且可以快速将多段钻杆进行组合拼接，增强了钻杆的实用性提高了稳定性。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的钻柱组件的立体结构示意图一；

图4为本发明的钻柱组件的立体结构示意图二；

图5为本发明的环形板和钻头的立体结构示意图；

图6为本发明的外筒透视状态下的组合型钻杆的主视图；

图7为本发明的组合型钻杆的仰视图；

图8为本发明的外筒的主视图；

图9为本发明的外筒的立体结构示意图；

图10为本发明的图9的a处放大图；

图11为本发明的内筒组件、弹性组件、卡紧块、连动片组和密封进水环组的立体结构示意图；

图12为本发明的图11的b处放大图；

图13为本发明的组合型钻杆的内部结构示意图；

图14为本发明的图13的c处放大图；

图15为本发明的密封进水环组的立体结构示意图。

图中标号为：

1-钻柱组件；1a-外管；1a1-第一凸柱；1a2-第一限位片；1b-环形板；1b1-第一螺栓；1b2-第二螺栓；1c-通水管；

2-钻头；

3-外筒；3a-弧形槽道；3b-月牙形隔片；3c-第二凸柱；3d-第二限位片；

4-内筒组件；4a-内筒柱；4b-连接棱；4c-密封圈；

5-弹性组件；5a-引导组；5a1-顶弧板；5a2-导向筒；5a3-防脱环；5b-下压板；5b1-导向杆；5b2-隔片；5c-弹簧；

6-卡紧块；

7-连动片组；7a-弧形半环片；7b-第一单向片；

8-密封进水环组；8a-环形片；8b-通水柱；8c-第二单向片。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

参照图1、图2和图6所示，一种用于石油天然气勘探的钻杆装置，1.一种用于石油天然气勘探的钻杆装置，其特征在于，包括：

钻柱组件1；

钻头2，设置于钻柱组件1的底部，并且钻头2与钻柱组件1固定连接；

组合型钻杆，设置于钻柱组件1的顶部，并且组合型钻杆与钻柱组件1可拆卸连接，组合型钻杆可以不断首尾相连；

组合型钻杆包括：

外筒3；

内筒组件4，设置于外筒3的内部并与其固定连接，外筒3和内筒组件4之间留有容水空间；

弹性组件5，有两个，两个弹性组件5对称设置于容水空间内，并且两个弹性组件5均与外筒3固定连接；

卡紧块6，有两个，两个卡紧块6分别设置于两个弹性组件5的输出端，外筒3通过两个卡紧块6与钻柱组件1连接；

连动片组7，连动片组7处于容水空间内，并且连动片组7分别与两个弹性组件5的输出端连接，连动片组7用于驱动弹性组件5的输出端下移；

密封进水环组8，密封进水环组8处于容水空间内的顶部，密封进水环组8分别与外筒3和内筒组件4固定连接；

首先工作人员将钻头2放置于钻柱组件1的底部，然后工作人员将钻柱组件1和钻头2固定连接，然后工作人员将组合型钻杆的底部与钻柱组件1的顶部连接，工作人员需要根据钻井深度来对组合型钻杆进行拼接，直至拼接后长度达到所需，一个组合型钻杆与钻柱组件1或者另一个组合型钻杆进行拼接时，工序如下，工作人员将外筒3的底部与钻柱组件1的顶部进行对接，然后工作人员对外筒3和内筒组件4之间的容水空间内加水，水流首先需要经过密封进水环组8才能进入容水空间内，直至水将整个容水空间充满，充满水后的再继续加水时，容水空间的水压增加，连动片组7受到水压的作用下开始下降，连动片组7带动两个弹性组件5的输出端随其下降，两个弹性组件5的输出端分别带动两个卡紧块6随其下降，通过两个卡紧块6插入进钻柱组件1底部，使得钻柱组件1与外筒3紧密连接，此处需要说明当两个组合型钻杆进行连接时除了以上步骤一致外，在连动片组7下降到底时，另一个组合型钻杆的顶部的密封进水环组8贯穿连动片组7并与其容水空间连通，使得多根首尾连接的组合型钻杆均可以进入水流。

如图3和图5所示钻柱组件1包括：

外管1a；

环形板1b，设置于外管1a的底部，环形板1b的外缘环绕设置有第一螺栓1b1，环形板1b通过第一螺栓1b1与外管1a连接，环形板1b的内缘环绕设置有第二螺栓1b2，环形板1b通过第二螺栓1b2与钻头2连接；

通水管1c，处于外管1a的内部并与其固定连接；

工作人员将环形板1b放置于外管1a的底部，然后通过第一螺栓1b1将环形板1b与外管1a连接，然后再将钻头2放置于环形板1b的底部，通过第二螺栓1b2将环形板1b与钻头2连接，然后再将通水管1c放置于外管1a的内部,通过焊接将外管1a和通水管1c连接。

如图4所示外管1a的顶部设置对称设置有第一凸柱1a1,第一凸柱1a1的顶部设置有第一限位片1a2；

工作人员手持外管1a将第一凸柱1a1和第一限位片1a2插入进外筒3的底部。

如图7、图8、图9和图10所示外筒3的底部设置有弧形槽道3a，弧形槽道3a对称设置于外筒3的底部，弧形槽道3a的一端设置有月牙形隔片3b，月牙形隔片3b用于防止第一限位片1a2脱出，外筒3的顶部设置有第二凸柱3c，第二凸柱3c对称设置于外筒3的顶部，第二凸柱3c的顶部设置有第二限位片3d；

工作人员将第一凸柱1a1和第一限位片1a2插入至弧形槽道3a内，然后工作人员转动外筒3，弧形槽道3a和月牙形隔片3b之间形成暂容空间，第一限位片1a2卡入暂容空间内，月牙形隔片3b阻止第一限位片1a2脱出弧形槽道3a，外筒3顶部的第二凸柱3c和第二限位片3d与第一凸柱1a1和第一限位片1a2的作用一致。

如图11所示内筒组件4包括：

内筒柱4a；

连接棱4b，环绕内筒柱4a的外缘设置，内筒柱4a用于通过连接棱4b与外筒3的内缘固定连接；

密封圈4c，设置于内筒柱4a的底部并与其固定连接；

当工作人员将外筒3卡入钻柱组件1的顶部时，外筒3通过内筒柱4a带动密封圈4c贴附于钻柱组件1的顶部，使得容水空间形成密封，连接棱4b用于内筒柱4a与外筒3的内缘固定连接。

如图12所示弹性组件5包括：

引导组5a，位于外筒3和内筒组件4之间的容水空间内，并且引导组5a与外筒3固定连接；

下压板5b，下压板5b的顶部设置有导向杆5b1，导向杆5b1的顶部设置有隔片5b2，连动片组7处于容水空间内，并且连动片组7的两端分别与两个弹性组件5的下压板5b连接，卡紧块6的受力端与下压板5b连接；

弹簧5c，套设于导向杆5b1上，弹簧5c的两端分别抵触隔片5b2和引导组5a，弹簧5c用于使得下压板5b处于收缩状态；

当水加入到容水空间内时，充满水后的再继续加水时，容水空间的水压增加，连动片组7受到水压的作用下开始下降，连动片组7带动下压板5b随其下降，下压板5b带动卡紧块6下降并将第一限位片1a2的位置限定。

如图13和图14所示引导组5a包括：

顶弧板5a1，设置于容水空间内，并且顶弧板5a1与外筒3的内缘固定连接；

导向筒5a2，设置于顶弧板5a1的底部；

防脱环5a3，设置于导向筒5a2的底部，导向杆5b1与防脱环5a3滑动连接，导向杆5b1处于导向筒5a2内并与其滑动连接，弹簧5c套设于导向杆5b1上，并且弹簧5c的两端分别抵触隔片5b2和防脱环5a3；

顶弧板5a1用于固定支撑，导向筒5a2用于对下压板5b的移动方向进行引导，防脱环5a3用于防止隔片5b2脱出。

如图7和图10所示卡紧块6处于弧形槽道3a内，6a0的一端呈月牙形，月牙形的弧角处用于将第一限位片1a2的位置卡紧；

两个弹性组件5的输出端带动两个卡紧块6随其下降，直至卡紧块6下降的底部与外筒3的底部齐平，卡紧块6月牙形的弧角处将第一限位片1a2卡紧于暂容空间内。

如图7所示连动片组7有两个，两个连动片组7均设置于容水空间内，连动片组7包括：

弧形半环片7a，处于外筒3和内筒组件4之间的容水空间内，弧形半环片7a的两端分别与两个弹性组件5的输出端连接；

第一单向片7b，对称设置于第一单向片7b上；

当容水空间的水压增加，弧形半环片7a受到水压的作用下开始下降，弧形半环片7a分别带动两个弹性组件5的输出端随其下降，第一单向片7b的作用与单向阀一致，第一单向片7b只能向上翻转。

如图15所示密封进水环组8包括：

环形片8a，设置于外筒3和内筒组件4之间容水空间的顶部，并且环形片8a分别与外筒3和内筒组件4固定连接；

通水柱8b，环绕设置于环形片8a的顶部；

第二单向片8c，设置于通水柱8b的顶部；

环形片8a用于将容水空间的顶部密封，通水柱8b用于戳开连动片组7的第一单向片7b，7c0的作用与单向阀一致，通水柱8b只能向下翻转。

本发明的工作原理：首先工作人员将环形板1b放置于外管1a的底部，然后通过第一螺栓1b1将环形板1b与外管1a连接，然后再将钻头2放置于环形板1b的底部，通过第二螺栓1b2将环形板1b与钻头2连接，然后再将通水管1c放置于外管1a的内部,通过焊接将外管1a和通水管1c连接，然后工作人员将组合型钻杆的底部与钻柱组件1的顶部连接，工作人员需要根据钻井深度来对组合型钻杆进行拼接，直至拼接后长度达到所需，一个组合型钻杆与钻柱组件1或者另一个组合型钻杆进行拼接时，工序如下，工作人员将第一凸柱1a1和第一限位片1a2插入至弧形槽道3a内，然后工作人员转动外筒3，弧形槽道3a和月牙形隔片3b之间形成暂容空间，第一限位片1a2卡入暂容空间内，月牙形隔片3b阻止第一限位片1a2脱出弧形槽道3a，然后工作人员对外筒3和内筒组件4之间的容水空间内加水，水流首先需要经过密封进水环组8的通水柱8b才能进入容水空间内，直至水将整个容水空间充满，充满水后的再继续加水时，容水空间的水压增加，弧形半环片7a受到水压的作用下开始下降，连动片组7带动两个弹性组件5的下压板5b随其下降，两个下压板5b带动两个卡紧块6随其下降，直至卡紧块6下降的底部与外筒3的底部齐平，卡紧块6月牙形的弧角处将第一限位片1a2卡紧于暂容空间内，使得钻柱组件1与外筒3紧密连接，此处需要说明当两个组合型钻杆进行连接时除了以上步骤一致外，在连动片组7下降到底时，另一个组合型钻杆的顶部的密封进水环组8和通水柱8b贯穿弧形半环片7a的第一单向片7b并与其容水空间连通，使得多根首尾连接的组合型钻杆均可以进入水流。

本装置通过以下步骤实现本发明的功能，进而解决了本发明提出的技术问题：

步骤一、工作人员将钻头2放置于钻柱组件1的底部，然后工作人员将钻柱组件1和钻头2固定连接；

步骤二、工作人员将外筒3的底部与钻柱组件1的顶部进行对接；

步骤三、工作人员对外筒3和内筒组件4之间的容水空间内加水，水流经过密封进水环组8进入容水空间内；

步骤四、水将整个容水空间充满，充满水后的再继续加水时，容水空间的水压增加，连动片组7受到水压的作用下开始下降；

步骤五、连动片组7带动两个弹性组件5的输出端随其下降，两个弹性组件5的输出端分别带动两个卡紧块6随其下降，通过两个卡紧块6插入进钻柱组件1底部，使得钻柱组件1与外筒3紧密连接。

以上描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。