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用小尺寸螺杆钻具组合钻大口径井(孔)的方法及装备

阅读：465发布：2021-02-28

IPRDB可以提供用小尺寸螺杆钻具组合钻大口径井(孔)的方法及装备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种捆绑式小尺寸螺杆组合钻具，至少包含有两个各自独立的小尺寸螺杆钻具，通过公共上联接头和捆绑机构实现固定和并联；该组合钻具的顶部为公共上联接头，其上端为一锥扣，与上方钻铤相连，中部为空腔，下端为一组锥扣，与其下方的过渡接头相连；小尺寸螺杆钻具与过渡接头的下端连接；每一小螺杆钻具的下端形成有各自独立的动力输出端，带动钻头系统转动；其可解决钻大口径井眼(孔)的问题。本发明还提供一种利用上述组合钻具钻大口径井(孔)的方法，通过公共上联接头把钻井液均匀分配至每个小尺寸螺杆钻具，每一个小尺寸螺杆钻具保持独立的动力输出；该组合钻具的动力输出端连接有钻头系统，实现大口径井(孔)的钻进。，下面是用小尺寸螺杆钻具组合钻大口径井(孔)的方法及装备专利的具体信息内容。

权利要求

1、一种捆绑式小尺寸螺杆组合钻具，其特征在于，该组合钻具至少包含有两个各自独立的小尺寸螺杆钻具，这些小尺寸螺杆通过公共上联接头和捆绑机构实现固定和并联，构成一个钻具整体；该组合钻具的顶部为公共上联接头，该公共上联接头的上端为一锥扣，与上方钻铤相连，中部为空腔，下端为一组锥扣，与其下方过渡接头的上端相连；小尺寸螺杆钻具与过渡接头的下端连接；每一小螺杆钻具的下端形成有各自独立的动力输出端，该动力输出端带动钻头系统转动。

2、根据权利要求1所述的捆绑式螺杆组合钻具，其特征在于，所述的公共上联接头构成小尺寸螺杆钻具的上端捆绑和钻井液的分配该钻井液分配；该公共上联接头的上端与钻铤由锥扣连接而导通，下端与一组过渡接头相连，钻井液经过渡接头的中孔分流至各小尺寸螺杆钻具。

3、根据权利要求1所述的捆绑式螺杆组合钻具，其特征在于，所述的过渡接头为两端具有锥扣的中空结构，一端与公共上联接头相连，另一端与螺杆钻具相接。

4、根据权利要求1所述的捆绑式螺杆组合钻具，其特征在于，所述的组合钻具可于中部和下端部设有两个或两个以上的捆绑环，小螺杆钻具穿过该捆绑环上的通孔，并与该捆绑环固定连接。

5、根据权利要求1或4所述的捆绑式螺杆组合钻具，其特征在于，所述捆绑环外周设有凹槽，钻井液由此凹槽通过。

6、根据权利要求1所述的捆绑式螺杆组合钻具，其特征在于，所述的小螺杆钻具的输出端是以分层方式配置，每一小螺杆的动力输出端分别独立驱动一个钻头，以构成分层钻头系统；由钻柱旋转带动该组合钻具整体转动。

7、根据权利要求6所述的捆绑式螺杆组合钻具；其特征在于，所述的螺杆组合钻具的中心是一根小尺寸螺杆钻具，其动力输出端相对靠下，构成下层；在该组合钻具的周边均布两个或两个以上的小尺寸螺杆，其动力输出端相对靠上，构成上层。

8、根据权利要求6或7所述的捆绑式组合螺杆钻具，其特征在于，由小尺寸螺杆钻具所驱动的两层钻头，在井眼轴向垂直面上的投影皆为圆，且下层钻头的投影圆与上层每个钻头的投影圆存在重叠区域。

9、根据权利要求6所述的捆绑式螺杆组合钻具，其特征在于，构成组合钻具的小尺寸螺杆可以是不同的规格。

10、根据权利要求1所述的捆绑式螺杆组合钻具，其特征在于，所述的小螺杆钻具的输出端以同层方式捆绑配置；小尺寸螺杆钻具的动力输出端共同驱动一个大钻头，构成所述的钻头系统。

11、根据权利要求10所述的捆绑式螺杆组合钻具，其特征在于，所述的小螺杆钻具的输出端可通过机械传动方式连接于大钻头，并驱动其转动。

12、根据权利要求10所述的捆绑式组合螺杆钻具，其特征在于，所述的小螺杆钻具的输出端与小齿轮(外齿轮)相连，钻头本体内部具有内齿圈，与该些小齿轮啮合，使其旋转。

13、根据权利要求10所述的捆绑式螺杆组合钻具，其特征在于，所述的钻头本体外或装有牙轮、或金刚石钻头相应的切削物，从而构成牙轮钻头或金刚石钻头。在钻头本体上装有盖板，其内孔处装有密封圈，与通过其中的螺杆钻具传动轴实现运动密封。

14、根据权利要求10所述的捆绑式螺杆组合钻具，其特征在于，钻头本体内部为一环形凹槽，凹槽底部至少有一个水眼。

15、根据权利要求10所述的捆绑式螺杆组合钻具，其特征在于，所述的每根小尺寸螺杆的转子中心钻有小通孔，以旁通钻井液而补偿各螺杆的转差。

16、一种用小尺寸螺杆钻具组合钻大口径井(孔)的方法，其特征在于，将至少两个小尺寸螺杆钻具以捆绑方式形成一个组合钻具，通过公共上联接头把钻井液均匀分配至每个小尺寸螺杆钻具，使得每一个小尺寸螺杆钻具保持分别独立的动力输出；该组合钻具的动力输出端连接有钻头系统，实现大口径井(孔)的钻进。

17、一种用小尺寸螺杆钻具组合钻大口径井(孔)的方法，其特征在于，将至少两个小尺寸螺杆钻具以捆绑方式形成一个组合钻具，通过公共上联接头把钻井液均匀分配至每个小尺寸螺杆钻具，使得每一个小尺寸螺杆钻具保持分别独立的动力输出；动力输出端以分层方式配置，每一动力输出端分别独立驱动一个钻头，以构成分层钻头系统。

18、根据权利要求17所述的一种用小尺寸螺杆钻具组合钻大口径井(孔)的方法，其特征至少包括如下工艺方法：(1)选取一种或几种小尺寸螺杆钻具捆绑形成组合，尽量减少所选工具种类；

(2)各小螺杆上端通过公共上联接头实现并联和钻井液分配，各螺杆至少由一个捆绑环实现固定和并联；

(3)钻头采用双层配置，螺杆钻具轴向错开。中心螺杆及钻头相对靠下，其他几根螺杆相对靠上且钻头位于同一层面；

(4)各小螺杆钻具独立驱动钻头；

(5)钻柱整体采用选用旋转方式；

(6)各钻头各螺杆之间不得存在运动干涉；

(7)各独立钻头沿井眼轴向对其垂面的投影是一个圆，所有螺杆独立驱动的钻头在一周旋转中必须能复盖全部井底；

(8)开泵，钻柱中的钻井液经公共上联接头分别流入小尺寸螺杆钻具，驱动它们并带动钻头旋转；旋转钻柱，带动组合钻具整体旋转，位于下端的中心钻头导钻出领眼，上层的各钻头在自转的同时又作公转运动，钻掉各钻头间的存岩，形成环状井底，钻出大口径井或孔。

19、根据权利要求17或18所述的一种用小尺寸螺杆钻具组合钻大口径井(孔)的方法，其特征在于，可钻出垂直井眼，或斜直井眼及降斜井眼。

20、一种用小尺寸螺杆钻具组合钻大口径井(孔)的方法，其特征在于，将至少两个小尺寸螺杆钻具以捆绑方式形成一个组合钻具，通过公共上联接头把钻井液均匀分配至每个小尺寸螺杆钻具，使得每一个小尺寸螺杆钻具保持分别独立的动力输出；动力输出端位于同一层，共同驱动一个特制的大钻头。

21、根据权利要求20所述的一种用小尺寸螺杆钻具组合钻大口径井(孔)的方法，其特征至少包括如下工艺方法：(1)选取同种型号的小尺寸螺杆钻具捆绑形成组合；

(2)这些小尺寸螺杆钻具为弯壳体导向螺杆钻具，其结构弯角位于同一方向，以形成同一工具面；

(3)各螺杆通过公共上联接头实现上端并联和钻井液的分配，沿圆周方向均匀布置；

(4)在组合钻具的公共上联接头和螺杆的弯点之间，至少设有一个捆绑环，在弯点以下的适当位置至少设有一个捆绑环；

(5)所选的小尺寸螺杆钻具的动力输出端采用同层配置，各螺杆的动力输出端与大钻头本体同时保持相互啮合状态；

(6)开泵，钻柱中的钻井液经公共上联接头流入各小尺寸螺杆钻具，各螺杆马达同时旋转，共同驱动大钻头旋转，向下钻进，钻出大口径的井或孔。

22、根据权利要求20所述的一种用小尺寸螺杆钻具组合钻大口径井(孔)的方法，其特征在于，在钻进弯曲井段时，具有共同工具面角的捆绑式螺杆组合钻具就象单一的导向螺杆钻具一样，定向钻进。

23、根据权利要求20所述的一种用小尺寸螺杆钻具组合钻大口径井(孔)的方法，其特征在于，当稳斜钻进时，可开动转盘导向钻，钻出斜直井段。

24、根据权利要求20所述的一种用小尺寸螺杆钻具组合钻大口径井(孔)的方法，其特征在于，在垂直井段导向钻进钻出垂直井眼。

25、根据权利要求20所述的一种用小尺寸螺杆钻具组合钻大口径井(孔)的方法，其特征在于，各小螺杆钻具的转子中孔实现各小螺杆的转速差补偿。

说明书全文

所属领域

本发明是有关一种地质、石油钻探、建筑与桥梁桩基孔等施工作业的方法及装备，具体地讲是一种用小尺寸螺杆钻具组合钻大口径井(孔) 的方法及装备。

背景技术

在油气钻井作业中，上部井段往往是直径较大的井眼。在建筑施工、桥梁桩基孔及其他地下工程施工中，也常遇到要钻较大口径的孔眼。
在油气钻井中，这种直径较大的井眼，一般可分为以下几种情况：
①大直径垂直井眼；
②大直径弯曲井眼；
③大直径垂直、弯曲和斜直的同种尺寸的相互衔接的同一井眼。
油气钻井的常规技术是：钻上部大直径垂直井眼，一般用转盘钻方式带相应大尺寸钻头钻进；对非大直径弯曲井眼(直径一般在171/2″即 φ444mm以下)，则采用相应尺寸的直螺杆钻具加配弯接头或弯壳体螺杆钻具，采用定向方式钻进，或起钻换用转盘钻组合旋转钻进。
但是，对于大直径的弯曲井眼(直径一般在20″即φ508mm及其以上，如26″即φ660mm等)，若采用转盘钻方式则难以控制井斜及方位；若采用螺杆钻具定向钻进，则因找不到与之适应的大尺寸螺杆钻具而无法实施。尽管这种情况在油气钻井作业中遇到不多(可设法从井身结构设计中加以避免)，但确实存在无法避免的情况，致使施工难以进行。造成这种情况的根本原因在于目前的螺杆钻具系列产品的最大尺寸为 95/8″(φ244mm)，其适于钻121/4″(φ311mm)井眼，勉强用于钻171/2″ (φ444mm)井眼，对于更大尺寸井眼则无能为力，这是由于螺杆钻具的内在特性所确定，一般不设计和开发更大尺寸的螺杆钻具。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种捆绑式小尺寸螺杆组合钻具，利用现有的小尺寸螺杆钻具，可以钻大口径井眼(孔)。
本发明的目的还在于，提供一种用小尺寸螺杆钻具组合钻大口径井 (孔)的方法，利用现有的小尺寸螺杆钻具，可以钻垂直或斜直的大口径井眼(孔)。
本发明的目的还在于，提供一种用小尺寸螺杆钻具组合钻大口径井 (孔)的方法，利用现有的小尺寸螺杆钻具，可以钻垂直或钻垂直—弯曲 —斜直等组合井眼的大口径井眼(孔)。
本发明所提供的一种捆绑式小尺寸螺杆组合钻具，至少包含有两个各自独立的小尺寸螺杆钻具，这些小尺寸螺杆通过公共上联接头和捆绑机构实现固定和并联，构成一个钻具整体；该组合钻具的顶部为公共上联接头，其上端为一锥扣，与上方钻铤相连，中部为空腔，下端为一组锥扣，与其下方的过渡接头相连；小尺寸螺杆钻具与过渡接头的下端连接；每一小螺杆钻具的下端形成有各自独立的动力输出端，该动力输出端带动钻头系统转动。
本发明所提供的一种用小尺寸螺杆组合钻具钻大口径井(孔)的方法，是利用上述组合钻具，通过公共上联接头把钻井液均匀分配至每个小尺寸螺杆钻具，使得每一个小尺寸螺杆钻具保持分别独立的动力输出；该组合钻具的动力输出端连接有钻头系统，实现大口径井(孔)的钻进。
本发明包含了以下两种不同类型的捆绑式小尺寸螺杆组合及工艺方法：
1、双层独立钻头配置的捆绑式小螺杆组合钻具和工艺方法。
该种类型的捆绑式小螺杆组合钻具，是将至少三个小尺寸的螺杆钻具以捆绑方式并联固定而构成。一个位于中心位置的小尺寸螺杆的钻头位于下层，在周边均布两个或两个以上的小尺寸螺杆，与中心螺杆轴向错开，其钻头位于上层；上下两层钻头在井眼轴向垂直面上的投影皆为圆，且下层钻头的投影圆与上层每个钻头的投影圆存在重叠区域。
利用这种组合钻具钻大口径井(孔)的方法，是通过公共上联接头将钻井液均匀分配于每个小尺寸螺杆钻具，使得每一个小尺寸螺杆钻具保持分别独立的动力输出端，每一动力输出端分别独立驱动一个钻头。旋转钻柱，带动组合钻具整体旋转，位于下层的中心钻头导钻出领眼，上层的各钻头在自转的同时又作公转运动，钻掉各钻头间的存岩。在一周旋转中上下两层钻头必能覆盖全部井底，钻出大口径的井或孔。
该组合钻具在斜直井中可实现降斜钻进，也可配置稳定器钻出斜直井眼。
2、同层多轴共用钻头配置的捆绑式小螺杆组合钻具及工艺方法该种类型的捆绑式小螺杆组合钻具，是将至少两个小尺寸弯壳体导向螺杆钻具，置其结构弯角位于同一方向形成同一的工具面，以捆绑方式并联固定而构成。各螺杆的动力输出端无轴向错位，位于同一层面上，共同驱动一个特殊的大钻头旋转。
利用这种组合钻具钻大口径井(孔)的方法，是通过公共上联接头将钻井液均匀分配于每个小尺寸螺杆钻具，使得每一个小尺寸弯壳体螺杆钻具保持分别独立的动力输出；以同层方式配置的动力输出端共同驱动一个特制的大直径钻头，钻出大口径的井或孔。
在钻进弯曲井段时，具有共同工具面角的捆绑式螺杆组合就象单一的导向螺杆钻具一样，定向钻进(钻柱不转)；扭方位也同样置为定向状态；当需稳斜钻进时，可开动转盘导向钻进钻出斜直井段；也可在垂直井段导向钻进钻出垂直井眼。
本发明的原理及效果，是在现有的螺杆尺寸系列产品中(如φ244， φ197，φ165，φ120，φ95……)，选取一种或两种合适的直径品种，按一定的组合方实行“捆绑”，以增大其工作力矩和井眼直径，使其成为一种新的组合式工具；针对不同的工作对象(如垂直大尺寸井眼，垂直—弯—斜直组合井眼等)，采用不同的轴向配置(双层独立钻头方式，同层多轴共用钻头方式)，以保证钻出满足要求的大尺寸井眼。
利用本发明用小尺寸螺杆钻具组合及钻大口径井(孔)的方法，可钻垂直大井眼，以及钻垂直—弯曲—斜直组合井眼等。

附图说明

图1本发明的实施例1的结构示意图；
图2本发明实施例1的公共联接头的结构示意图；
图3本发明图2的A-A剖视图；
图4本发明实施例1的过渡接头的结构示意图；
图5本发明实施例1的捆绑环的结构示意图；
图6本发明图5的A-A剖视图；
图7本发明实施例1的第一种组合方式平面示意图；
图8本发明实施例1的第二种组合方式平面示意图；
图9本发明实施例1的第三种组合方式平面示意图；
图10本发明实施例1的双层配置结构示意图；
图11本发明的实施例2的结构示意图；
图12本发明的实施例2中螺杆传动轴与钻头的结构示意图。
图13本发明图12的C-C剖视图。

具体实施方式

实施例1
本实施例提供了一种双层独立钻头配置的捆绑式小螺杆组合钻具 (结构示意图如图1至图7所示)和工艺方法，本实施例的组合方式主要应用于钻垂直大井眼，也可以钻斜直井眼或者降斜井眼。
依据本发明的技术思路，本实施例提供了一种双层独立钻头配置的捆绑式螺杆组合钻具，如图1所示，该组合钻具至少包含有三个各自独立的小尺寸螺杆钻具1，通过捆绑机构实现并联捆绑固定，构成一个钻具整体；通过一个公共上联接头2将钻井液平均分配至各小尺寸螺杆钻具1，各螺杆钻具1分别驱动各自独立的钻头；钻头采用双层配置，沿螺杆钻具1轴向错开，中心螺杆及其钻头121相对靠下，其他几根螺杆钻具1相对靠上且其钻头122位于同一层面。
本实施例的工作过程是，钻柱中的钻井液经上方钻铤、公共上联接头2和过渡接头3流入各螺杆钻具1，驱动它们并带动各自的钻头旋转。在钻柱不旋转的情况下，中心钻头121钻出领眼，沿周的钻头122钻出独立凹坑。在旋转钻柱的情况下，沿周的钻头122的公转运动，会钻掉凹坑之间的存岩，从而形成环状井底。由于中心钻头121的先导钻出领眼，耗功小，易保直；后续小钻头扩眼容易实现，因此即可钻出垂直井眼。
本实施例的组合的设计原则是：
(1)选取一种或几种小尺寸螺杆钻具1形成组合，尽量减少所选工具种类；
(2)所有螺杆独立驱动的钻头121、122在一周旋转中必须能复盖全部井底，换言之，各独立钻头沿井眼轴向对其垂面的投影一周旋转迭加是一个圆；
(3)各钻头各螺杆钻具1之间不得存在运动干涉；
(4)各螺杆钻具1之间捆绑可靠，适应井下工作环境。
根据上述原则决定了以下工艺方法和设计要点：
(1)钻柱整体采用旋转方式；
(2)各螺杆钻具1独立驱动钻头121、122；
(3)中心钻头121和沿周钻头122采用双层配置。在平面关系上可采用一大几小，即中心为大钻头121，沿周均布几个小钻头122，如图8 所示；或一小几大，即中心为小钻头121，沿周均布几个大钻头122，如图9所示。图中实线圆为钻头外径，虚线圆为相应的螺杆钻具1的直径。由一个位于中心位置的小尺寸螺杆钻头121构成一层，在其周边可均布有两个或两个以上的小尺寸螺杆钻头122构成另外一层，且中心螺杆钻头121的外圆与另一层中每个螺杆钻头的外圆122在平面上总存在相交的关系。考虑到领眼钻进，及减少工具配置，一般采用同一种螺杆钻具组合和“一大三小”的钻头配置更合理，如图7所示；
(4)几根螺杆钻具1轴向错开，中心螺杆及钻头121相对靠下，其他几根螺杆相对靠上且其钻头122位于同一层面，如图10所示；
(5)几根螺杆钻具1的上端通过公共上联接头2实现并联，在各螺杆钻具1的中部有1-2个捆绑环4实现固定和并联。
本实施例提供的钻头双层配置方式的实施例1的结构如图1至图7 所示。在本实施例中，采用一大三小的钻头组合方式，其中：
螺杆组合钻具的中心是一根小尺寸的螺杆钻具1，沿圆周均布的是三根与中心螺杆同种尺寸的螺杆钻具1，分别配置与之相对应的一只大钻头121和三个小钻头122。中心的螺杆和大钻头121相对靠下，沿周的三根螺杆和小钻头122相对靠上，因而形成双层配置和领眼钻进、后续扩眼的方式。
本发明中所述的公共上联接头2的结构如图2、图3所示。其上方是一个锥螺纹母扣21，用于和上方钻铤的公扣相连；其中部为一空腔22；其下端为四个母扣锥螺纹23，与下方的四根过渡接头3相连；钻井液由上方的钻铤进入公共上联接头2中的空腔22内，经过渡接头3流入各小尺寸螺杆钻具1，构成钻井液分配机构。该公共上联接头2的外圆柱表面经加工形成光滑吻接的凹槽24，以便钻井液通过。
公共上联接头2的下方是四根过渡接头(双公螺纹)，如图4所示，分别与下方的4根螺杆钻具的母扣相连。由于中心螺杆钻具1相对靠下，且钻头121为领眼方式配置，位于其他三个小钻头122之下，所以中间的过渡接头3的长度大于其他三个过渡接头3，以作位置补偿。
过渡接头以下是四根同种直径的螺杆钻具1，按图7所示方式排布。在钻具组合的中部和下部有二个捆绑环4，其结构如图5、图6所示。四根螺杆钻具1穿过捆绑环4相应的通孔41，通过紧钉螺钉实现固定并加涂防松胶；在捆绑环4的上、下端缘处，通过点焊与四根螺杆钻具进一步固联。该捆绑环4外周设有凹槽42，钻井液由此凹槽42通过。
四根螺杆钻具1的下方是四个两种规格的钻头121、122，一大三小，形成领眼—扩孔式的双层配置。
本实施例的工作过程如下：钻柱中的钻井液由上方钻铤、公共上联接头2和各螺杆的过渡接头3分别流入四根螺杆钻具1，驱动它们并带动钻头121、122旋转。在钻柱不旋转的情况下，中心大钻头121钻出领眼，沿周的三个小钻头122钻出三个独立凹坑。但在旋转钻柱的情况下，沿周的三个钻头122的公转运动，会钻掉凹坑之间的存岩，从而形成环状井底。由于大钻头121的先导钻出领眼，耗功小，易保直；后续三个小钻头122扩眼容易实现，因此即可钻出垂直井眼。
在斜直井中，该钻具可实现降斜钻进，也可再配置稳定器钻出斜直井眼。
实施例2
本实施例提供一种同层多轴共用钻头配置的捆绑式小螺杆组合钻具及工艺方法。本实施例的小螺杆组合和工艺方法是用于钻定向井、水平井的造斜、稳斜和扭方位井段。
依本发明的设计思路，在本实施例中，如图11所示，至少将两个小尺寸弯壳体螺杆钻具1以并联捆绑方式组合成一个组合钻具，通过公共上联接头2将钻井液均匀分配于每个小尺寸螺杆钻具1，使得每一个小尺寸螺杆钻具1保持分别独立的动力输出；小螺杆钻具1的输出端处于同一层面，共同驱动一个特制的大钻头5旋转，通过大钻头5的钻进即可钻出大井或孔。
在本实施例中，小直径螺杆钻具为弯壳体导向螺杆钻具1，在进行捆绑时，各小螺杆的结构弯角位于同一方向，以形成同一的工具面和一个可以共同扭方位的钻柱整体。
本实施例的工作原理是，钻井液由上部钻铤、公共上联接头2和双公过渡接头3分流输送至几根并联的弯壳体螺杆钻具1，驱动几根螺杆马达旋转，经各自的动力输出端带动大钻头5本体旋转，进行钻进。钻井液从几根螺杆钻具1的传动轴11流入钻头5本体内部凹腔53中，经钻头5本体上的水眼54射出，以清洗井底。由于内齿圈51与几个小齿轮6属强制性的机械同步，而每根螺杆的转速可能存在差异，其转速差可通过每根螺杆的转子中孔13实现补偿。
在本实施例所示钻具组合的上端头和螺杆的弯点之间，至少设有一个捆绑环4；在弯点以下的适当位置至少设有一个捆绑环4。因此，在钻进弯曲井段时，具有共同工具面角的捆绑式螺杆组合就象单一的导向螺杆钻具一样，定向钻进(钻柱不转)；扭方位也同样置为定向状态；当需稳斜钻进时，可开动转盘导向钻进，于是钻出斜直井段；也可在垂直井段导向钻进钻出垂直井眼。
在本实施例，可选取一种或几种小尺寸弯壳体螺杆钻具1捆绑形成组合，最好选择相同型号的小螺杆；各小螺杆上端通过公共上联接头2 实现上端的并联捆绑；几根螺杆钻具1的动力输出端采用同层配置，各小螺杆的动力输出端与大钻头5本体保持相互啮合状态。
本实施例的组合钻具结构如图11、图12、图13所示。
在小螺杆组合的上部是公共上联接头2，以下是过渡接头3(双公扣)，过渡接头3以下是几根同种型号的小直径螺杆钻具1(一般可为三根)，沿圆周呈120°均匀布置。这些小直径螺杆钻具1为弯壳体导向螺杆钻具，其结构弯角位于同一方向，以形成同一的工具面。在公共上联接头2和螺杆的弯点之间，有一个捆绑环4；在弯点以下的适当位置有另一个捆绑环4。两个捆绑环4的结构型式、安装和联接方法，以及公共上联接头2的结构型式与实施例1基本相同。
该种螺杆组合与上述实施例1的显著差别在于几根螺杆钻具共用一个特殊大钻头5，几根螺杆钻具1共同带动这个特殊大钻头5旋转以实现钻进。为了实现这种强制性的机械同步要求，每根螺杆的转子中心钻有小通孔13，以旁通钻井液从而补偿转差；每根螺杆的传动轴11下端采用和常规螺杆钻具不同的特殊结构设计，与公共钻头5进行组装，如图13所示。
在图13中，几根螺杆钻具1的传动轴11外伸端穿过环形盖板52 的相应孔，轴端通过键与相应小齿轮6(外齿轮)相连，轴下端车有左旋螺纹，用盘形左旋螺母61拧紧以实现小齿轮6的限位与固定。传动轴11 总成外壳12端部通过螺钉和弹簧垫圈，把外壳12端部和环形盖板52 实现防松固连，从而使外壳12端部顶紧在相应的凹形环槽522内。钻头5本体内部是一环形凹槽53，凹槽53内装有内齿圈51(静配合)，外圆柱面上装有轴承(推力向心)，内部凹槽53底面上设有水眼54；钻头 5本体外是外套圈55，内装有轴承外套，外套圈55上部是环形盖板52。钻头5本体外圆柱面上装限位机构56，以限制大钻头5相对于转动轴11 的轴向移动。钻头5本体外或装有牙轮、或金刚石钻头相应的切削物，从而构成牙轮钻头或金刚石钻头。环形盖板52内孔处装有密封圈521，和通过其中的螺杆钻具传动轴11实现运动密封。
图11、12、图13所示的同层多轴共用钻头配置的捆绑式小螺杆钻具组合是这样工作的：当钻井液经上部钻铤、公共上联接头2和双公过渡接头3分流输送至几根并联的弯壳体螺杆钻具1，驱动几根螺杆马达旋转，经各自的传动轴11和轴端小齿轮6带动内齿圈51，从而带动钻头5本体旋转，进行钻进。钻井液从几根螺杆钻具1的传动轴11流入钻头5本体内部的环形凹槽53，经该环形凹槽53底部的水眼54射出，以清洗钻头5和井底。由于内齿圈51与几个小齿轮6属强制性的机械同步，而每根螺杆的转速可能存在差异，其转速差可通过每根螺杆的转子中心的通孔13实现补偿。
在钻进弯曲井段时，具有共同工具面角的捆绑式螺杆组合就象单一的导向螺杆钻具一样，定向钻进(钻柱不转)；扭方位也同样置为定向状态；当需稳斜钻进时，可开动转盘导向钻进于是钻出斜直井段；也可在垂直井段导向钻进钻出垂直井眼。
本发明除钻油气井外，也可用于地质勘探、建筑及桥梁桩基孔及其他地下工程的大孔钻进施工，工艺方法已如上述。可按照前述的实施例所述的方法，针对具体大孔孔径，选用合适的小螺杆钻具的尺寸、数量、布置方式进行具体设计。

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高抗疲劳钻铤-专利编号CN103206175A	2020-05-12	880
不失稳钻铤-专利编号CN1373283A	2020-05-11	125
低温高冲击钻铤-专利编号CN107815615A	2020-05-11	505
一种新型钻铤-专利编号CN104514499A	2020-05-13	640
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一种可防斜钻铤-专利编号CN103061691A	2020-05-12	937
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井下随钻遥控伸缩钻铤-专利编号CN103775006B	2020-05-13	113
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用小尺寸螺杆钻具组合钻大口径井(孔)的方法及装备

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