CN104775758A - 一种用于大位移定向井的稳斜螺杆钻具 - Google Patents

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Abstract

一种用于大位移定向井的稳斜螺杆钻具，包括旁通阀总成、防掉总成、马达总成、万向轴总成，传动轴总成；特征是：万向轴外壳包括依次螺纹连接的三个扶正壳体；中扶正壳体设有弯折角度；上、下扶正壳体设有多条与各自的轴线平行的直棱，且同一扶正壳体上的直棱绕该壳体轴线均布；传动轴壳体中的上轴承壳上端螺纹连接在下扶正壳体下端；下轴承壳上端螺纹连接在上轴承壳底端；上轴承壳也设与其轴线平行的多条直棱，且绕其轴线均布；三个壳的直棱条数相等；上扶正壳体的直棱与下扶正壳体的直棱位置交错，上轴承壳的直棱与下扶正壳体上的直棱位置交错。该钻具使大位移定向井及水平井稳斜段钻进过程中的井斜角恒定，减少钻井过程中的定向次数。

Description

一种用于大位移定向井的稳斜螺杆钻具
技术领域
本发明涉及一种钻具，具体是一种用于大位移定向井及水平井稳斜段钻进的稳斜螺杆钻具。
背景技术
目前国内各油田使用的常规螺杆钻具配置主要结构为：旁通阀总成+防掉总成+马达总成+固定角度万向轴总成+传动轴总成，普遍应用于大位移定向井及水平井稳斜段。但是该组合在大位移定向井及水平井稳斜段的钻进过程中当钻遇的地层发生变化或者钻压发生变化时会产生降斜或者增斜等问题，稳斜效果不够好，滑动钻进比例高，降低了钻井效率。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种用于大位移定向井的稳斜螺杆钻具，使大位移定向井及水平井稳斜段钻进过程中的井斜角恒定，减少钻井过程中的定向次数，提高钻井效率。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：一种用于大位移定向井的稳斜螺杆钻具，包括旁通阀总成、防掉总成、马达总成、万向轴总成，传动轴总成；所述万向轴总成包括万向轴外壳；所述传动轴总成包括传动轴壳体，传动轴壳体包括上轴承壳、下轴承壳；其特征是：所述万向轴外壳包括依次螺纹连接的三个扶正壳体，由上到下的方向依次为上扶正壳体、中扶正壳体和下扶正壳体；
传动轴壳体中，所述上轴承壳的上端螺纹连接在下扶正壳体的下端；下轴承壳的上端螺纹连接在上轴承壳的底端；
所述中扶正壳体的轴线设置有一个弯折角度；
所述上扶正壳体、下扶正壳体的外周上分别设置有多条直棱；所述直棱的长度方向是与所在的扶正壳体的轴线平行，且同一个扶正壳体上的多条直棱绕该扶正壳体的轴线均布设置；
所述上轴承壳的外周上也设置有多条直棱，上轴承壳上的各条直棱的长度方向也与上轴承壳的轴线平行且绕上轴承壳的轴线均布设置；
所述上扶正壳体、下扶正壳体、上轴承壳上的直棱的条数均相等；
上扶正壳体上的直棱与下扶正壳体上的直棱位置交错，所述上轴承壳的直棱与下扶正壳体上的直棱位置交错。
作为本发明进一步的技术方案：该稳斜螺杆钻具中，所述中扶正壳体的轴线弯折的角度大于零度且小于等于三度。
作为本发明进一步的技术方案：该稳斜螺杆钻具中，所述上扶正壳体、下扶正壳体、上轴承壳上的直棱均为五条。
本发明的有益效果是：该种螺杆钻具可使造斜率维持在稳定值，减少在大位移定向井及水平井稳斜段钻进过程中的定向次数，增加复合钻进时长，提高钻井效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明：
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例中上扶正壳体的直棱设置方式的横截面示意图；
图3为本发明实施例中上扶正壳体的直棱与下扶正壳体的直棱位置相互交错的结构示意图；
图4为本发明实施例中的中扶正壳体的轴线设置有弯折角度的示意图；
图中：1旁通阀总成，2防掉总成，3马达总成，4万向轴总成，5传动轴总成，6上扶正壳体，61直棱，7中扶正壳体，8下扶正壳体，81直棱，9上轴承壳，91直棱，10下轴承壳。
具体实施方式
如图1所示，一种用于大位移定向井的稳斜螺杆钻具包括旁通阀总成1、防掉总成2、马达总成3、万向轴总成4，传动轴总成5。
所述万向轴总成4包括分段式的万向轴外壳；所述万向轴外壳包括依次螺纹连接的三个扶正壳体，由上到下的方向依次为上扶正壳体6、中扶正壳体7和下扶正壳体8。
所述传动轴总成5包括传动轴壳体，传动轴壳体包括上轴承壳9、下轴承壳10。
上轴承壳9的上端螺纹连接在下扶正壳体8的下端；下轴承壳10的上端螺纹连接在上轴承壳9的底端。
所述中扶正壳体7的轴线设置有一个弯折角度。该稳斜螺杆钻具中，中扶正壳体7的轴线弯折的角度α>0°且≤3°。
所述上扶正壳体6、下扶正壳体8的外周上分别设置有多条直棱。如图2所示，所述直棱的长度方向是与所在的扶正壳体的轴线平行，且同一个扶正壳体上的多条直棱绕该扶正壳体的轴线均布设置。图2所示的以上扶正壳体6的结构示意图，该图中示意出了上扶正壳体6上的直棱61的设置方式。下扶正壳体8上直棱81的设置方式与此相同，就不再单独绘图示意。
所述上轴承壳9的外周上也设置有多条直棱91，上轴承壳9上的各条直棱91的长度方向也与上轴承壳9的轴线平行且绕上轴承壳9的轴线均布设置。也即与上扶正壳体、下扶正壳体上的直棱设置方式相同，因此也不用再单独绘图示意。
所述上扶正壳体6、下扶正壳体8、上轴承壳9上的直棱的条数均相等。该稳斜螺杆钻具中，上扶正壳体6、下扶正壳体8、上轴承壳9上的直棱条数均是五条。
如图3所示；上扶正壳体6上的直棱61与下扶正壳体8上的直棱81位置交错。所述上轴承壳9的直棱与下扶正壳体8上的直棱位置交错，从图1可以看出，且可参考图3的示意，因为错开方式相同不再单独绘出示意。
该稳斜螺杆钻具的壳体之间采用螺纹连接。
此种稳斜螺杆钻具采用三个扶正器的结构，即图1中上扶正壳体6、下扶正壳体8和上轴承壳9；又由于中扶正壳体7上加工有角度α，如图4所示，其余壳体的轴线都是直线，这样可以保证此种稳斜钻具在复合钻进时具有最佳的稳斜效果，并在有定向需求时具有一定的造斜率。
此种稳斜钻具工作时，高压钻井液通过旁通阀总成1和防掉总成2后，驱动马达总成3产生转速和扭矩，万向轴总成4把转速和扭矩传递给传动轴总成5，传动轴总成5带动钻头转动进行钻进。
在大位移定向井及水平井稳斜段的钻进过程中，当钻遇的地层发生变化时，钻头和上轴承壳9进入到与之前不同的底层，但是由于上扶正壳体6和下扶正壳体8依然在原地层中，所以造斜率会依然保持不变。当钻压发生变化时由于存在上扶正壳体6、下扶正壳体8和上轴承壳9三个扶正器，钻头在钻进过程中不会上扬或下沉，这样就保证了造斜率不变。这样就会增加复合钻进时长，减少定向次数，提高钻井效率。

Claims (3)

1.一种用于大位移定向井的稳斜螺杆钻具，包括旁通阀总成、防掉总成、马达总成、万向轴总成，传动轴总成；所述万向轴总成包括万向轴外壳；所述传动轴总成包括传动轴壳体，传动轴壳体包括上轴承壳、下轴承壳；其特征是：所述万向轴外壳包括依次螺纹连接的三个扶正壳体，由上到下的方向依次为上扶正壳体、中扶正壳体和下扶正壳体；
传动轴壳体中，所述上轴承壳的上端螺纹连接在下扶正壳体的下端；下轴承壳的上端螺纹连接在上轴承壳的底端；
所述中扶正壳体的轴线设置有一个弯折角度；
所述上扶正壳体、下扶正壳体的外周上分别设置有多条直棱；所述直棱的长度方向是与所在的扶正壳体的轴线平行，且同一个扶正壳体上的多条直棱绕该扶正壳体的轴线均布设置；
所述上轴承壳的外周上也设置有多条直棱，上轴承壳上的各条直棱的长度方向也与上轴承壳的轴线平行且绕上轴承壳的轴线均布设置；
所述上扶正壳体、下扶正壳体、上轴承壳上的直棱的条数均相等；
上扶正壳体上的直棱与下扶正壳体上的直棱位置交错，所述上轴承壳的直棱与下扶正壳体上的直棱位置交错。
2.根据权利要求1所述的一种用于大位移定向井的稳斜螺杆钻具，其特征是：所述中扶正壳体的轴线弯折的角度大于零度且小于等于三度。
3.根据权利要求1所述的一种用于大位移定向井的稳斜螺杆钻具，其特征是：所述上扶正壳体、下扶正壳体、上轴承壳上的直棱均为五条。
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