CN102758587A - 一种连续管液控定向工具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种连续管钻井井下配套工具，特别涉及一种连续管液控定向工具。该装置的换向心轴下部外壁上圆周均布30个矩形轴向换向滑道槽，15个换向滑块通过换向套筒间隔放置在换向心轴的换向滑道槽内，换向套筒套装在换向心轴下部，换向套筒周向均布有15个矩形孔，15个换向滑块安装固定在15个矩形孔内，换向套筒下部套装有轴承和轴承套筒，换向套筒下端与连接管丝扣连接，连接管下端与下接头丝扣连接。本发明实现了精度高，可控性好，结构简单，成本低。克服了现有电-液控和电控定向工具结构复杂、成本高以及机械控和液控定向工具精度低、可控性差的不足。

Description

一种连续管液控定向工具
技术领域：
本发明涉及一种连续管钻井井下配套工具，特别涉及一种连续管液控定向工具。
背景技术：
连续管钻井井下配套工具是成功实现连续管钻井施工的重要组成部分，主要包括常规工具和定向工具。常规工具主要用于井眼准备、事故处理、普通加深井和普通侧钻井等。定向工具是连续管钻侧钻井、定向井过程中的核心工具，决定了连续管钻井过程中轨迹控制的技术水平。定向工具的发展经历了机械控、液控、电-液控和电控几个阶段，目前国外主要采用电-液控和电控等高端定向工具，它的数据传输速率高、可靠性强、可以双向控制，能够完成水平井、侧钻水平井、欠平衡井等复杂连续管钻井施工，但是这类工具结构复杂，工具内需要布置微电机、微型泵等，因此导致成本非常高，并且连续管内还需要内置电缆，从而导致与其相配合的一系列工具的结构复杂度直线上升。机械控和液控定向工具则为国外上世纪90年代的产品，虽然这类工具存在着精度低，可控性差，只能完成加深定向井、侧钻定向井施工等缺点，但是其优点也很明显，即结构简单、操控简便，成本较低，能够更为快速地投入到现场应用。目前国内还没有连续管钻井定向工具的相关产品。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供一种连续管液控定向工具，该装置实现了精度高，可控性好，结构简单，成本低。克服了现有电-液控和电控定向工具结构复杂、成本高以及机械控和液控定向工具精度低、可控性差的不足。
本发明所采取的技术方案是：一种连续管液控定向工具，包括上接头、外筒、活塞和下接头；上接头下端外侧与外筒丝扣连接，上接头下端内侧设有台阶并与活塞上端台阶轴配合，活塞下端内侧与换向心轴丝扣连接，弹簧安装在外筒与换向心轴之间的环空内，弹簧上端由活塞的下端面限位，下端由弹簧垫圈的上端面限位；换向心轴中部外侧套装有滑块套筒，滑块套筒上下均周向均布四个矩形滑块孔，上下端滑块孔分别安装有台阶状矩形防转滑块a和防转滑块b，防转滑块a的大端放在滑块套筒的矩形滑块孔内，小端放置在换向心轴的矩形轴向长槽内，防转滑块b的大端放置在滑块套筒的矩形滑块孔内，小端放置在外筒的矩形轴向长槽内；换向心轴下部外壁上圆周均布30个矩形轴向换向滑道槽，15个换向滑块通过换向套筒间隔放置在换向心轴的换向滑道槽内，换向套筒套装在换向心轴下部，换向套筒周向均布有15个矩形孔，15个换向滑块安装固定在15个矩形孔内，换向套筒下部套装有轴承和轴承套筒，换向套筒下端与连接管丝扣连接，连接管下端与下接头丝扣连接。
上接头与外筒之间通过防松螺钉Ⅰ固定，并通过O型密封圈Ⅰ进行密封。
上接头与活塞之间通过O型密封圈Ⅱ进行密封。
活塞与换向心轴之间通过防松螺钉Ⅱ固定，并通过O型密封圈Ⅲ进行密封。
换向套筒与换向心轴之间通过O型密封圈Ⅳ进行密封。
外筒与轴承套筒之间通过防松螺钉Ⅲ固定。
轴承套筒内安装有密封环和O型密封圈Ⅴ。
换向套筒与连接管之间通过防松螺钉Ⅳ固定。
连接管与下接头之间通过防松螺钉Ⅴ固定。
本发明的有益效果是：本发明由于采用了换向滑道与换向滑块相配合的方式，因而具有精度高，可控性好，结构简单和成本低的优点，从而使其在连续管钻侧钻井、侧钻水平井等井型的过程中更好地控制钻进方向与井眼轨迹。
附图说明：
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图为本发明的结构示意图。
具体实施方式：
如附图所示，一种连续管液控定向工具，包括上接头1、外筒4、活塞6和下接头26；上接头1下端外侧与外筒4丝扣连接，上接头1下端内侧设有台阶并与活塞6上端台阶轴配合，活塞6下端内侧与换向心轴10丝扣连接，弹簧8安装在外筒4与换向心轴10之间的环空内，弹簧8上端由活塞6的下端面限位，下端由弹簧垫圈11的上端面限位；换向心轴10中部外侧套装有滑块套筒13，滑块套筒13上下均周向均布四个矩形滑块孔，上下端滑块孔分别安装有台阶状矩形防转滑块a12和防转滑块b14，防转滑块a12的大端放在滑块套筒13的矩形滑块孔内，小端放置在换向心轴10的矩形轴向长槽内，防止换向心轴10与滑块套筒13之间的相对转动。防转滑块b14的大端放置在滑块套筒13的矩形滑块孔内，小端放置在外筒4的矩形轴向长槽内，防止滑块套筒13与外筒4之间的相对转动。换向心轴10下部外壁上圆周均布30个矩形轴向换向滑道槽，15个换向滑块15通过换向套筒17间隔放置在换向心轴10的换向滑道槽内，换向套筒17套装在换向心轴10下部，换向套筒17周向均布有15个矩形孔，15个换向滑块15安装固定在15个矩形孔内，换向套筒17下部套装有轴承18和轴承套筒20，换向套筒17下端与连接管24丝扣连接，连接管24下端与下接头26丝扣连接。上接头1与外筒4之间通过防松螺钉Ⅰ2固定，并通过O型密封圈Ⅰ3进行密封。上接头1与活塞6之间通过O型密封圈Ⅱ5进行密封。活塞6与换向心轴10之间通过防松螺钉Ⅱ7固定，并通过O型密封圈Ⅲ9进行密封。换向套筒17与换向心轴10之间通过O型密封圈Ⅳ16进行密封。外筒4与轴承套筒20之间通过防松螺钉Ⅲ19固定。轴承套筒20内安装有密封环21和O型密封圈Ⅴ22。换向套筒17与连接管24之间通过防松螺钉Ⅳ23固定。连接管24与下接头26之间通过防松螺钉Ⅴ25固定。
本发明是通过调节钻井液的排量来达到工具旋转的目的。钻井液排量达到一定数值时，在工具内将产生脉冲压力，该压力推动换向心轴10向下移动，换向心轴10下移时带动换向滑块15在换向槽内轴向移动，当移动到一定距离后，每个换向滑块15的斜面与对应的换向槽斜面相互作用，使得换向滑块15转过一个角度换向到下一条换向槽内，而换向滑块15安装在换向套筒17上，换向滑块15转动换向的同时也带动了换向套筒17转动换向，最后带动与换向套筒17相连的连接管24和下接头26旋转了一个角度。在正常钻井施工时，常规的钻井液排量产生的向下冲力驱使换向心轴10向下移动，但由于内置弹簧8的作用，换向心轴10向下移动的距离达不到引发换向机构换向的行程，所以在正常的循环施工中，本发明不发生旋转。当需要调整井下马达的弯方时，通过增加钻井液的排量，加大了换向心轴10向下移动的行程，当排量增大到一定程度时，换向机构工作，完成一次换向操作，减少排量到正常循环值，再重复进行换向操作，直到井下马达弯方调整至定向要求。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种连续管液控定向工具，包括上接头（1）、外筒（4）、活塞（6）和下接头（26）；其特征在于：上接头（1）下端外侧与外筒（4）丝扣连接，上接头（1）下端内侧设有台阶并与活塞（6）上端台阶轴配合，活塞（6）下端内侧与换向心轴（10）丝扣连接，弹簧（8）安装在外筒（4）与换向心轴（10）之间的环空内，弹簧（8）上端由活塞（6）的下端面限位，下端由弹簧垫圈（11）的上端面限位；换向心轴（10）中部外侧套装有滑块套筒（13），滑块套筒（13）上下均周向均布四个矩形滑块孔，上下端滑块孔分别安装有台阶状矩形防转滑块a（12）和防转滑块b（14），防转滑块a（12）的大端放在滑块套筒（13）的矩形滑块孔内，小端放置在换向心轴（10）的矩形轴向长槽内，防转滑块b（14）的大端放置在滑块套筒（13）的矩形滑块孔内，小端放置在外筒（4）的矩形轴向长槽内；换向心轴（10）下部外壁上圆周均布30个矩形轴向换向滑道槽，15个换向滑块（15）通过换向套筒（17）间隔放置在换向心轴（10）的换向滑道槽内，换向套筒（17）套装在换向心轴（10）下部，换向套筒（17）周向均布有15个矩形孔，15个换向滑块（15）安装固定在15个矩形孔内，换向套筒（17）下部套装有轴承（18）和轴承套筒（20），换向套筒（17）下端与连接管（24）丝扣连接，连接管（24）下端与下接头（26）丝扣连接。
2.按照权利要求1所述的连续管液控定向工具，其特征在于：所述上接头（1）与外筒（4）之间通过防松螺钉Ⅰ（2）固定，并通过O型密封圈Ⅰ（3）进行密封。
3.按照权利要求1所述的连续管液控定向工具，其特征在于：所述上接头（1）与活塞（6）之间通过O型密封圈Ⅱ（5）进行密封。
4.按照权利要求1所述的连续管液控定向工具，其特征在于：所述活塞（6）与换向心轴（10）之间通过防松螺钉Ⅱ（7）固定，并通过O型密封圈Ⅲ（9）进行密封。
5.按照权利要求1所述的连续管液控定向工具，其特征在于：所述换向套筒（17）与换向心轴（10）之间通过O型密封圈Ⅳ（16）进行密封。
6.按照权利要求1所述的连续管液控定向工具，其特征在于：所述外筒（4）与轴承套筒（20）之间通过防松螺钉Ⅲ（19）固定。
7.按照权利要求1所述的连续管液控定向工具，其特征在于：所述轴承套筒（20）内安装有密封环（21）和O型密封圈Ⅴ（22）。
8.按照权利要求1所述的连续管液控定向工具，其特征在于：所述换向套筒（17）与连接管（24）之间通过防松螺钉Ⅳ（23）固定。
9.按照权利要求1所述的连续管液控定向工具，其特征在于：所述连接管（24）与下接头（26）之间通过防松螺钉Ⅴ（25）固定。
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