一种近距高速钻井技术技术领域
一种近距高速钻井技术，属于钻井工艺，具体为地下钻井。
背景技术。
目前的各类钻井工艺，都必须有井架，其钻管下头装钻头，上头由方管连接钻机，钻下
去一根再加接一根管子，直至数千米深都是由地面上的钻机施力，通过一根根钻管将力量传
递给几千米深的钻头工作。这一工艺已有几百年的历史，广范应用于各种物探、打水井、打
油井。
在科技发达的今天，不应该满足这种传统工艺。应该针对它数千米长距离的力传输损耗
大和钢管是数百吨重量大的两大缺陷，利用现有技术寻求解决之道，用无井塔、无钻管的新
式钻机，将现981海洋钻井平台由六十亿造价，降为在一两千万以内的廉价钻机技术。
发明内容
利用现有成熟的远程PLC控制技术，开发一种电机轴直接配置钻头的钻机，直接深入到
井底工作面；由钻井液水带与电缆合股，达到传输电力和工作指令、升降钻机、钻井液排泥沙
功能。从而将原来动力传输由数千米，降到现零点几米；使原数百吨至上千吨的钻管和设备，
降为只有几吨，还能富足有余。
本发明采用以下技术方案：
一种近距高速钻井技术，由远程控制机构、钻井机构、液压机构、钻井液机构和输电机
构、钻机掉放机构组成，所述的钻井机构，由电机与钻头组成，其结构特征在于：电机与钻
头之间，可无需任何过桥装置，直接用电机输出轴与不同功能的多型号钻头组装，而成为近
距的高速钻机，近距的高速钻机的技术特征在于：电机与钻头之间无钻杆设置，能消除了钻
杆力传输的损失，而成为在地下直接钻井的新技术。
一种近距高速钻井技术，由远程控制机构、钻井机构、液压机构、钻井液机构和输电机
构、掉放钻机机构组成，所述的液压机构，由油泵机构、两组调向油缸、一组伸拉油缸、一
组定位油缸组成，其结构和技术特征在于：两组调向油缸，安装在变压器的两头上，只需通
过远程PLC控制各个油缸的伸缩距离，就能控制钻进方向，可使新式钻机增添了横向钻井功
能，利用铁路一个个地分出岔道的方式，衍生了一口井可钻出多个分头的功能，推拉油缸组
上与变压器机构连接，下与电机外壳或油缸机构连接，也可在主安装轴头与变压器之间联接，
通过远程PLC控制，可控制钻井的速度，而产生对钻头实施加压或减压功能，还另外具备推
动钻机在横井中向前爬行的功能，定位油缸组设置在电机外壳或油缸机构外，它为钻机下沉
时和横井中前进时定位。
一种近距高速钻井技术，由远程控制机构、钻井机构、液压机构、钻井液机构和输电机
构、掉放钻机机构组成，所述的钻井液机构和输电机构，由水带、电缆、信号线、接头及液
体泵组成，其结构特征在于：水带、电缆、信号线编织在一起，最好一两百米长为一段，两
头分设水带、电缆、信号线可拆装的活动接头。
一种近距高速钻井技术，由远程控制机构、钻井机构、液压机构、钻井液机构和输电机
构、掉放钻机机构组成，所述的液压调向机构中的油泵机构，在油泵机构中的储油箱，改为
软质套管形式，其技术特征在于：该套箱的体积，储油时可胀大，排油时可缩小，从而具备
在数十兆帕的压力下，还能满足油泵对油箱的基本功能要术。
一种近距高速钻井技术，由远程控制机构、钻井机构、液压机构、钻井液机构和输电机
构、掉放钻机机构组成，所述的钻井机构的电动机，其结构特征在于：电动机内排尽空气，
全部充满了绝缘油。
一种近距高速钻井技术，由远程控制机构、钻井机构、液压机构、钻井液机构和输电机
构、掉放钻机机构组成，所述的钻井液管和输电机构中的钻井液输送管的出口前端，其结构
特征在于：可从电机旁弯入钻头的上方流液，也可与主安装轴内，再通过电机轴配合，从电
机输出轴内通过流液，进入钻头部位。
附图说明
附图1为一种近距高速钻井技术中的结构示意图
图中：1、钻头，2、钻井液出口，3、电机输出轴，4、电机转子，5、电机定子，6、定
位油缸组，7、油泵机构，8、推拉油缸组，9、下调位油缸，10、变压器两头边，11、变压
器，12、井壁，13、上调位油缸组，14、主安装轴，15、吊绳，16、弯管，17、水带、电缆、
信号线接头，18、水带。
具体实施方式
一种近距高速钻井技术，由远程控制机构、钻井机构、液压机构、钻井液和输电机构、
掉放钻机机构组成。
电机输出轴4上安装钻头，电机的定子5的上部安装油泵机构7，油泵机构7与主安装
轴14固定，主安装轴14外为电力变压器11，推拉油缸组8上与变压器边11上安装，下与
电机上外壳或油泵机构7连接，定位油缸可与电机外壳5固定，调位上下油缸组9和13与变
压器两头边10外连接。钻机的整个重量，由吊绳15与弯管16联接，弯管17可以从电机旁
再弯到钻头的上面。有了上述结构，电机通过电缆传输的电，就可在井底开机钻井，再由水
带输入钻井液，将钻出的泥沙带出井外，可达到了原钻井的基本工艺要求。
在钻机上配置液压调向机构的具体作用为：调向油缸13分为两组，目的是只需通过程控
指令，对上下两组油缸伸出长度的控制，就能控制钻进方向，可克服斜坡岩层易造成的弯井、
斜井问题。根据需要新型钻机在井下可转弯，能打出地下横井，也能打出分岔井，可实现一
个井口从地下钻出几个分岔头油孔来。推拉油缸组8设置在变压器两头边10与电机外壳之间
的作用：一、可通过油缸的推力对钻头1加压，也可通过油缸8的拉力，而减轻整个钻井的自
重对钻头1的压重，从而调节钻井速度；二、可控制钻头1在旋转时的轴向扭力；三、钻机在
横井中将失去重力自动下降的功能时，由油缸8产生的推拉伸缩作用，可实现钻机在横井内
步进式的爬行向前运动。定位油缸组6设置在电机壳外的作用是：一、当调向油缸要收缩移动
下降时，此时定位油缸先全部伸出顶住井壁，可控制钻头的轴向扭力，调向油缸下降后再顶
住井壁后，定位油缸再松开，有了它的交替作用，可使电机在调向座下降时段内，不需要停
机和开机。二、在横井內钻机失去自动下降作用时，可配合推拉油缸和调位油缸，实现钻机
在横井内步进式前进。
钻井液管与原钻杆不同，原钻杆要传递強大的轴向扭力而非钢管不行。而现钻井液管就
剩两个直接的功能：一是将钻井液输送到井底，二是提升钻机时作为钢缆使用。根据这两个功
能来设计，可采用碳纤维等高强度材料，设计成比消防水带更薄、更大的水带，其每米的重
量可控制在一两百克以内，可使五千米的水带在水中浮力作用后，不超过几百斤，加之全套
钻机及电缆的总重控制在四五吨以内。
为了控制数千米的传输电缆的重量，钻机上配置了变压器11，变压器11作为调向座，
中心为孔，设置在主安装轴13上。如果能开发出小型兼紧凑型的高压电机，钻机就可取消变
压器的配置。如果是千米以内的浅井，钻机上也可不设变压器。
由于井口直径较小，电机和变压器的布置以显紧张，对与较长的推拉油缸设置就更难，
为此，一是将油缸改为小而多，二是将油缸座置于变压器之上，可减少油缸对钻机直径的突
破。推拉油缸组也可设置在变压器之上，与主安装轴头固定。另外，定位和调向油缸组尽量
安装在电机和变压器的法兰上，避免与电机和变压器争直径的空间。也可将定位和调向油缸
设计成机械手式结构，从而实现定位和调向的功能。变压器的中心为主安装轴，只需多加強
推拉油缸的抗扭力，其安装轴可以不设。另外主安装轴可以与弯管直连，而不用吊绳联接。
如果弯管从钻机旁通过有难度，也可由空心主安装轴通过，再与空心主电机输出轴作配合输
送钻井液至钻头处。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，每一项
技术可单独实施，也可组合实施，所以并非作为对本发明的限定，只要在本发明的实质范围
内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。