本發明涉及一種水下鉆機系統，特別是關于一種用于變形隔水套管內磨銑的水下鉆機系統。

背景技術：

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，形成鉆井液循環通道，同時作為海上井口的持力結構。在海上鉆井過程中發現隔水套管管鞋附近時常會產生嚴重變形，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，極大影響了以后調整井的實施。

現有的修復設備包括：鉆機船、鉆桿、擴眼鉆頭（直徑略小于套管內徑）、磨銑鞋（直徑小于擴眼鉆頭直徑）。現有修復方法是：將磨銑鞋通過鉆桿連接到鉆井船的鉆機上，對隔水套管變形處進行磨銑操作。磨銑完成后，將磨銑鞋換成擴眼鉆頭，進行擴眼操作，擴眼完成后就完成了對隔水套管變形的修復工作。

現有設備及方法修復時間長、費用高，需要訂做大尺寸非標準磨鞋和非標擴眼鉆頭，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（入泥深度約50加水面深度加平臺高度，約100米），需要連接相應長度的鉆桿。

技術實現要素：

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

本發明的目的是由以下技術方案實現的：

一種水下鉆機系統，包括脹緊器、進給機構、鉆機主體，其特征在于所述脹緊器底部與所述進給機構頂部連接，所述進給機構底部與所述鉆機主體頂部連接，所述脹緊器用于水下鉆機系統在隔水套管內部的脹緊與松開，所述進給機構用于鉆機的進給和退回，所述鉆機主體用于隔水套管的磨銑操作。

所述脹緊器由脹緊油缸、連桿機構、殼體、支撐塊組成，所述殼體截面呈凸型，所述連桿機構位于所述殼體的內部，所述連桿機構由中心豎桿及在所述中心豎桿外側圓周方向均布的平面四桿機構組成，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構的中心豎桿連接，所述支撐塊頂部自所述殼體的側面穿入，分別與所述平面四桿機構的豎桿鉸接，所述支撐塊底部位于所述殼體外側，所述支撐塊與所述殼體通過導向套移動副連接。

所述脹緊器為中心對稱結構。

所述進給機構由滾珠絲杠、進給馬達、減速器、傳動箱、導向柱、進給底座組成，所述進給馬達的輸出軸與所述減速機的輸入軸相連，所述減速機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給底座上，所述導向柱一端與所述傳動箱底部相連，所述導向柱另一端與所述進給底座的導向套組成圓柱副。

所述鉆機主體由主馬達、軸承、傳動軸、連接筒、連接法蘭、磨銑鞋組成，所述主馬達、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；所述連接筒安裝在所述主馬達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部連接所述主馬達，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支撐，所述主馬達通過所述傳動軸、所述連接法蘭驅動所述磨銑鞋旋轉，以完成磨銑套管操作。

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

下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。

附圖說明

圖1為水下鉆機系統結構示意圖；

圖2為脹緊器結構示意圖；

圖3為進給機構結構示意圖；

圖4為鉆機主體結構示意圖；

圖5為水下鉆機系統工作示意圖。

圖中主要標號說明：

1—脹緊器；2—進給機構；3—鉆機主體；4—脹緊油缸；5—連桿機構；6—殼體；7—支撐塊；8—滾珠絲杠；9—進給馬達；10—減速機；11—傳動箱；12—導向柱；13—進給底座；14—主馬達；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—水下鉆機系統。

具體實施方式

下面結合附圖和實例，對本發明進行詳細的描述。

如圖1-4所示，本發明水下鉆機系統21，包括脹緊器1、進給機構2、鉆機主體3，脹緊器1底部通過法蘭與進給機構2頂部連接，進給機構2底部通過法蘭與鉆機主體3頂部連接，脹緊器1用于水下鉆機系統21在隔水套管20內部的脹緊與松開，進給機構2用于鉆機的進給和退回，鉆機主體3用于隔水套管20的磨銑操作。

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

進給機構2由滾珠絲杠8、進給馬達9、減速器10、傳動箱11、導向柱12、進給底座13組成，進給馬達9的輸出軸與減速機10的輸入軸相連，減速機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給底座13上，導向柱12一端與傳動箱11底部相連，導向柱12另一端與進給底座13的導向套組成圓柱副。

進給馬達9通過減速機10、傳動箱11驅動滾珠絲杠8正反轉，使絲杠螺母上下移動，通過絲杠螺母和導向柱12帶動進給底座13上下移動，從而完成進給機構2的進給與退回。

鉆機主體3由主馬達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14、傳動軸16、連接法蘭18、磨銑鞋19按照自上而下順序串聯；連接筒17安裝在主馬達14的底部及軸承15的外部；傳動軸16一端伸入連接筒17的內部連接主馬達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提供旋轉支撐，主馬達14通過傳動軸18、連接法蘭18驅動磨銑鞋19旋轉，以完成磨銑套管操作。

如圖5所示，本發明水下鉆機系統1的工作原理如下：

水下鉆機系統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，先啟動鉆機主體3，再啟動進給機構2，進行隔水套管20磨銑操作；磨銑完成后，先關閉鉆機主體2，再關閉進給機構2，然后脹緊器1收縮支撐塊7完成松開操作，將水下鉆機系統21吊出隔水套管20，復原。

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