一种能及时处理卡钻的钻井装置
技术领域
本发明涉及钻井领域，具体为一种能及时处理卡钻的钻井装置。
背景技术
钻井设施是地下勘探和获取地下石油等资源的重要设施，但钻井设施在实施时也经常遇到各种各样的问题，其中卡钻现象时钻井过程中最为常见的问题，处理解决卡钻问题也变得尤为重要，一般的处理卡钻问题大多是在卡钻发生时及时的使钻轴反向运动，如果卡钻后继续保持原来的运动则会导致更加严重的卡钻问题。
现阶段，一般的卡钻需要靠有经验的人在使用钻井设备的时候，及时判断出卡钻并及时使钻轴反向运动，从而及时避免出现较为严重的卡钻问题，所以卡钻如果处理不及时就会导致情况持续恶化，从而造成一定的经济损失，且也会导致钻井工程的停滞。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能及时处理卡钻的钻井装置，克服需要人为判断卡钻，并且能及时反复使钻轴反向运动，能有效解决卡钻问题，且能防止卡钻问题进一步恶化，从而避免由于卡钻造成的经济损失，保证钻井工程的正常进行。
本发明是通过以下技术方案来实现的。
本发明的一种能及时处理卡钻的钻井装置，包括钻井台体，所述钻井台体上端固定有电动机，所述钻井台体内从下往上分别设有平衡腔、钻井腔以及升降腔，所述平衡腔内设有连通所述平衡腔的连动腔，所述升降腔右侧从上往下分别设有动力腔和驱动腔，所述平衡腔内设有平衡机构，所述钻井腔内设有钻井机构，所述升降腔内设有升降机构，所述连动腔内设有连动机构，所述动力腔内设有动力机构，所述升降机构包括滑动连接在所述升降腔上端左右腔壁上的升降轴，所述升降轴上固定有升降齿轮，所述升降轴右端贯穿所述升降腔右腔壁且伸入到所述驱动腔内，所述升降轴左端的所述升降腔左腔壁上开有开口向右的卡钻槽，所述卡钻槽内滑动连接有卡钻滑块.所述卡钻滑块左端固定有卡钻弹簧，所述卡钻弹簧左端固定连接在所述升降腔左侧腔壁上，所述卡钻滑块左端还固定有卡钻弹性拉绳，所述驱动腔内设有通过花键连接在所述升降轴右端的第一锥齿轮，所述第一锥齿轮左端开有开口向左的移动槽，所述移动槽内滑动连接有移动滑块，所述移动滑块左端固定有移动弹簧，所述移动弹簧左端固定连接在所述驱动腔左腔壁上，所述移动滑块左端还固定连接有移动弹性拉绳，所述第一齿轮右端还啮合有第二齿轮，所述第二齿轮固定在所述驱动轴上，所述驱动轴上端贯穿所述驱动腔且伸入到所述动力腔内，所述驱动轴下端贯穿所述驱动腔和所述连动腔且伸入到所述钻井腔内，所述升降齿轮后端啮合有升降齿板，所述升降齿板后端啮合有判定齿轮，所述判定齿轮固定在所述判定轴上，所述判定轴左端设有卡钻判定腔，所述判定轴左端贯穿所述升降腔且伸入到所述卡钻判定腔内，所述卡钻判定腔内的所述判定轴上固定有判定基轮，所述判定基轮内均匀开有四个开口远离所述判定基轮中心的第一滑槽，所述第一滑槽内滑动连接有第一滑块，所述第一滑块靠近所述判定基轮中心的一端固定连接有第一弹簧，所述第一弹簧靠近所述判定基轮中心的一端固定在所述第一滑槽底部腔壁上，所述第一滑块远离所述判定基轮中心的一端分别连接有第一组装轮，所述卡钻判定腔上腔壁上开有开口向下的第一触发槽，所述第一触发槽内滑动连接有第一触发滑块，所述第一触发滑块上端固定连接有第一触发弹簧，所述第一触发弹簧上端固定连接在所述第一触发槽上腔壁上，所述卡钻弹性拉绳左端固定在所述第一触发滑块上端，所述升降齿板下端转动连接有钻井轴。
进一步的，所述钻井机构包括通过花键连接在所述钻井轴上的钻井齿轮，所述钻井齿轮下侧设有转动连接在所述钻井轴上的套筒，所述套筒下端与所述钻井腔下腔壁接触，所述钻井轴下端贯穿所述钻井腔且伸出到所述钻井台体外部，所述钻井轴下端还固定连接有钻头，所述钻井齿轮右端啮合有连接齿轮，所述连接齿轮固定在所述驱动轴上。
进一步的，所述连动机构包括固定连接在所述连动腔右端的所述驱动轴上的第一带轮，所述连动腔左端转动连接有第一连动轴，所述第一连动轴上固定有第二带轮，所述第一带轮与所述第二带轮之前通过所述皮带连接，所述第一连动轴上端固定有第三锥齿轮，所述第三锥齿轮右端啮合有第四锥齿轮，所述第四锥齿轮固定在第二连动轴上，所述第二连动轴右端贯穿所述连动腔且伸入到所述升降腔内，所述第二连动轴右端还固定连接有连接齿轮。
进一步的，所述动力机构包括动力连接在所述电动机上的动力轴，所述动力轴下端通过花键连接有第一动力齿轮，所述第一动力齿轮上端开有开口向上的动力槽，所述动力槽内滑动连接有动力滑块，所述动力滑块上端固定连接有动力弹簧，所述动力弹簧上端固定在所述动力腔上腔壁上，所述动力滑块上端还固定连接有后拉绳、右拉绳、前拉绳和左拉绳，所述第一动力齿轮左端还啮合有第二动力齿轮，所述第二动力齿轮固定在所述驱动轴上，所述动力腔下侧还设有开机判定腔，所述开机判定腔内设有固定在所述开机判定腔内的所述驱动轴上的第二基轮，所述第二基轮上均匀开有开口远离所述第二基轮中心方向的第二滑槽，所述第二滑槽内滑动连接有第二滑块，所述第二滑块指向所述第二基轮中心方向的一端固定连接有第二弹簧，所述第二弹簧指向所述第二基轮中心方向的一端固定在所述第二滑槽底部腔壁上，所述第二滑块远离所述第二基轮中心方向的一端均固定有第二组装轮，所述开机判定腔后端开有开口向前的第二触发槽，所述第二触发槽内滑动连接有第二触发滑块，所述第二触发滑块后端固定有第二触发弹簧，所述第二触发弹簧后端固定在所述第二触发槽后腔壁上，所述移动弹性拉绳的左端固定在所述第二触发滑块右端面上。
进一步的，所述平衡机构包括滑动连接在所述平衡腔内的平衡箱，所述平衡箱内四角均放置有重物块，所述重物块之间通过重物连杆连接，所述前拉绳、后拉绳、左拉绳以及右拉绳的右端分别固定在所述平衡箱的前后左右端面上；
进一步的，所述第一弹簧的弹力大于所述卡钻弹簧的弹力大于所述移动弹簧的弹力。
本发明的有益效果：装置结构简单，操作便捷，该装置在使用时，可以通过调整好该装置的位置后启动钻井，如遇到卡钻现象时会及时自动反复使钻轴反向，运动，直至钻井可以正常进行，避免了由于人为操作未能及时处理卡钻现象导致卡钻持续恶化的问题，且有效避免了由于卡钻所带来的一系列经济损失和工程停滞问题。
附图说明
为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图 1是本发明实施例的结构示意图；
图 2是本发明实施例图1中A-A处结构示意图；
图 3是本发明实施例图1中B-B处结构示意图；
图 4是本发明实施例图1中C-C处结构示意图。
具体实施方式
下面结合图1-4对本发明进行详细说明，其中，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。
结合附图1-4一种能及时处理卡钻的钻井装置，包括钻井台体10，所述钻井台体10上端固定有电动机11，所述钻井台体10内从下往上分别设有平衡腔72、钻井腔34以及升降腔75，所述平衡腔75内设有连通所述平衡腔75的连动腔32，所述升降腔75右侧从上往下分别设有动力腔13和驱动腔25，所述平衡腔72内设有平衡机构76，所述钻井腔34内设有钻井机构77，所述升降腔75内设有升降机构78，所述连动腔32内设有连动机构79，所述动力腔13内设有动力机构80，所述升降机构78包括滑动连接在所述升降腔75上端左右腔壁上的升降轴52，所述升降轴52上固定有升降齿轮48，所述升降轴52右端贯穿所述升降腔75右腔壁且伸入到所述驱动腔25内，所述升降轴52左端的所述升降腔75左腔壁上开有开口向右的卡钻槽81，所述卡钻槽81内滑动连接有卡钻滑块51.所述卡钻滑块51左端固定有卡钻弹簧50，所述卡钻弹簧50左端固定连接在所述升降腔75左侧腔壁上，所述卡钻滑块51左端还固定有卡钻弹性拉绳49，所述驱动腔25内设有通过花键连接在所述升降轴52右端的第一锥齿轮31，所述第一锥齿轮31左端开有开口向左的移动槽26，所述移动槽26内滑动连接有移动滑块27，所述移动滑块27左端固定有移动弹簧29，所述移动弹簧29左端固定连接在所述驱动腔25左腔壁上，所述移动滑块27左端还固定连接有移动弹性拉绳30，所述第一齿轮31右端还啮合有第二齿轮27，所述第二齿轮27固定在所述驱动轴22上，所述驱动轴22上端贯穿所述驱动腔25且伸入到所述动力腔13内，所述驱动轴22下端贯穿所述驱动腔25和所述连动腔32且伸入到所述钻井腔34内，所述升降齿轮48后端啮合有升降齿板40，所述升降齿板40后端啮合有判定齿轮56，所述判定齿轮56固定在所述判定轴55上，所述判定轴55左端设有卡钻判定腔54，所述判定轴55左端贯穿所述升降腔75且伸入到所述卡钻判定腔54内，所述卡钻判定腔54内的所述判定轴55上固定有判定基轮83，所述判定基轮83内均匀开有四个开口远离所述判定基轮83中心的第一滑槽65，所述第一滑槽65内滑动连接有第一滑块63，所述第一滑块63靠近所述判定基轮83中心的一端固定连接有第一弹簧64，所述第一弹簧64靠近所述判定基轮83中心的一端固定在所述第一滑槽64底部腔壁上，所述第一滑块63远离所述判定基轮83中心的一端分别连接有第一组装轮53，所述卡钻判定腔54上腔壁上开有开口向下的第一触发槽67，所述第一触发槽67内滑动连接有第一触发滑块66，所述第一触发滑块66上端固定连接有第一触发弹簧68，所述第一触发弹簧68上端固定连接在所述第一触发槽上67腔壁上，所述卡钻弹性拉绳49左端固定在所述第一触发滑块66上端，所述升降齿板40下端转动连接有钻井轴38。
有益的，所述钻井机构77包括通过花键连接在所述钻井轴38上的钻井齿轮36，所述钻井齿轮36下侧设有转动连接在所述钻井轴上的套筒37，所述套筒37下端与所述钻井腔34下腔壁接触，所述钻井轴38下端贯穿所述钻井腔34且伸出到所述钻井台体10外部，所述钻井轴38下端还固定连接有钻头39，所述钻井齿轮36右端啮合有连接齿轮35，所述连接齿轮35固定在所述驱动轴22上。
有益的，所述连动机构79包括固定连接在所述连动腔32右端的所述驱动轴22上的第一带轮33，所述连动腔32左端转动连接有第一连动轴42，所述第一连动轴42上固定有第二带轮43，所述第一带轮33与所述第二带轮43之前通过所述皮带41连接，所述第一连动轴42上端固定有第三锥齿轮44，所述第三锥齿轮44右端啮合有第四锥齿轮45，所述第四锥齿轮45固定在第二连动轴46上，所述第二连动轴46右端贯穿所述连动腔32且伸入到所述升降腔75内，所述第二连动轴46右端还固定连接有连接齿轮47。
有益的，所述动力机构80包括动力连接在所述电动机11上的动力轴14，所述动力轴14下端通过花键连接有第一动力齿轮84，所述第一动力齿轮84上端开有开口向上的动力槽12，所述动力槽12内滑动连接有动力滑块20，所述动力滑块20上端固定连接有动力弹簧15，所述动力弹簧15上端固定在所述动力腔13上腔壁上，所述动力滑块上端还固定连接有后拉绳16、右拉绳17、前拉绳18和左拉绳19，所述第一动力齿轮84左端还啮合有第二动力齿轮21，所述第二动力齿轮21固定在所述驱动轴22上，所述动力腔下侧还设有开机判定腔23，所述开机判定腔23内设有固定在所述开机判定腔23内的所述驱动轴22上的第二基轮82，所述第二基轮82上均匀开有开口远离所述第二基轮82中心方向的第二滑槽59，所述第二滑槽59内滑动连接有第二滑块57，所述第二滑块57指向所述第二基轮82中心方向的一端固定连接有第二弹簧58，所述第二弹簧58指向所述第二基轮82中心方向的一端固定在所述第二滑槽59底部腔壁上，所述第二滑块远离所述第二基轮82中心方向的一端均固定有第二组装轮24，所述开机判定腔后端开有开口向前的第二触发槽61，所述第二触发槽61内滑动连接有第二触发滑块60，所述第二触发滑块60后端固定有第二触发弹簧62，所述第二触发弹簧62后端固定在所述第二触发槽61后腔壁上，所述移动弹性拉绳30的左端固定在所述第二触发滑块60右端面上。
有益的，所述平衡机构76包括滑动连接在所述平衡腔72内的平衡箱71，所述平衡箱71内四角均放置有重物块73，所述重物块73之间通过重物连杆74连接，所述前拉绳18、后拉绳16、左拉绳19以及右拉绳17的右端分别固定在所述平衡箱71的前后左右端面上； 有益的，所述第一弹簧68的弹力大于所述卡钻弹簧50的弹力大于所述移动弹簧29的弹力。 整个装置的机械动作的顺序 ：1 ：启动电动机11，从而带动动力轴14转动，从而带动第一动力齿轮84转动，当调整好钻井台体10的位置后，是平衡腔72内的平衡箱71保持平衡，从而使前拉绳18、后拉绳16、左拉绳19以及右拉绳17均处于放松状态，从而使第一动力齿轮84与所述第二动力齿轮21啮合，从而带动驱动轴22转动，从而带动连接齿轮35转动，从而带动钻井齿轮36转动，从而带动钻井轴38转动，从而带动钻头39转动，同时驱动轴22转动从而带动第二锥齿轮27转动，从而带动第一锥齿轮31转动，从而带动升降轴52转动，从而带动升降齿轮48转动，从而与升降齿板40啮合，从而使升降齿板上下移动，从而使钻井轴38上下移动，从而实现钻井的动作；2 ：当正常工作时驱动轴22转动时，带动第二基轮82转动，从而使第二组装轮24在离心力的作用下沿第二滑槽59向远离第二基轮82中心方向运动，从而使第二组装轮24的轮廓直径增大从而压动开机判定滑块60向后运动，从而拉紧移动弹性拉绳30，同时驱动轴22转动时，升降齿轮48转动带动升降齿板上下运动，同时使判定齿轮56转动，从而使第一基轮83转动，从而使第一组装轮53在离心力的作用下沿第一滑槽65向远离第一基轮83中心方向运动，从而使第一组装轮53的轮廓直径增大从而压动开机判定滑块60向上运动，从而放松卡钻弹性拉绳49，由于卡钻弹簧50的弹力大于移动弹簧29的弹力，所以此时升降轴不会向左移动，从而保证开机正常的条件下钻井的正常进行；3 ：当钻井过程中出现卡钻现象时，此时驱动轴22转动，带动第二基轮82转动，从而使第二组装轮24在离心力的作用下沿第二滑槽59向远离第二基轮82中心方向运动，从而使第二组装轮24的轮廓直径增大从而压动开机判定滑块60向后运动，从而拉紧移动弹性拉绳30，而钻井轴38无法继续向上或向下运动，从而使升降杆无法继续向上或向下运动，从而使升降齿板40无法继续向上或向下运动，从而使使判定齿轮56停止转动，从而使第一基轮83停止转动，从而使第一组装轮53在失去离心力时沿第一滑槽65向靠近第一基轮83中心方向运动，从而使第一组装轮53的轮廓直径恢复从而使开机判定滑块60向下运动，从而拉紧卡钻弹性拉绳49，此时升降轴52向左运动，从而使第一锥齿轮31与第二锥齿轮27失去啮合，同时使升降齿轮向左运动到与连动齿轮47啮合，同时驱动轴转动带动第一带轮33转动，从而带动第二带轮42转动，从而带动第三锥齿轮44转动，从而带动第五锥齿轮45转动，从而带动第二连动轴46转动，从而带动连动齿轮47转动，从而使升降齿轮48反转，从而使升降齿板40反向运动，从而使钻井轴38反向运动，从而避免卡钻；4 ：当升降齿轮48反转稳定，升降齿板40反向运动一定距离后，从而使钻井轴38反向运动一定距离后，判定齿轮56由于升降齿板40的反向运动而继续转动，从而使第一基轮83转动，从而使第一组装轮53在离心力的作用下沿第一滑槽65向远离第一基轮83中心方向运动，从而使第一组装轮53的轮廓直径增大从而压动开机判定滑块60向上运动，从而放松卡钻弹性拉绳49，从而使升降轴52向右运动，从而使升降齿轮48失去与连动齿轮47的啮合，同时第一锥齿轮31重新与第二锥齿轮27啮合，从而使升降轴52正转，从而使升降齿轮48正转，从而使升降齿板40恢复原来的运动，从而使钻井轴38恢复原来的运动，从而恢复钻井动作。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
