CN105484669B - 一种用于在井下控制单弯螺杆弯曲度数的装置 - Google Patents
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- E21B7/10—Correction of deflected boreholes
Abstract
本发明公开了一种用于在井下控制单弯螺杆弯曲度数的装置，包括电磁波发射器，电磁波发射器依次连接控制器和显示器，电磁波发射器发射的电磁波被信号检波器接收，信号检波器依次连接信号处理器、电机驱动器及齿轮传动装置，信号检波器、信号处理器及电机驱动器均设置在单弯螺杆肘点处，齿轮传动装置设置在定位套内部。解决了现有单弯螺杆的角度调节方式存在的生产成本高及生产周期长的问题。
Description
技术领域
本发明属于油田用单弯螺杆控制设备技术领域，涉及一种用于在井下控制单弯螺杆弯曲度数的装置。
背景技术
目前，在我国石油开采过程中，普及的是单弯螺杆控制井斜，利用单弯螺杆钻具配合转盘钻来进行井斜控制的钻具组合结构，这种钻具组合可在小钻压、低钻速条件下有效控制井斜，实现钻速的提高，且不会影响下部钻具组合的安全使用，达到安全、高效、低成本控制井斜的目的。单弯螺杆组合由于自身具有的结构特点，用其控制井斜比使用传统的纠斜防斜钻具组合有着更强的优势。单弯螺杆角度的选择，根据井眼曲率，最大井斜参数确定单弯螺杆的度数，根据经验，一般在0.75°～1.75°之间，单弯螺杆是在两种工况下使用，造斜段滑动钻进单弯螺杆不仅提供井下动力，同时其单弯部分相当于原造斜段使用的单弯接头，其单弯角度决定了造斜率的大小。复合钻进阶段单弯螺杆不仅提供井下动力和转盘一起工作提高钻头的转速，同时，其单弯部分相当于直井使用的偏轴接头，具有一定的防斜作用。单弯角度过大，会使钻具承受较大的交变应力，而遭受疲劳破坏。而单弯角度过小，在大位移井和水平井等复杂结构井使用过程中，造斜难度加大，造斜速度较慢，直接影响钻井工期和井深结构的质量。
目前，油田内对单弯螺杆弯曲角度调节，唯一的方法就是，通过起下钻来调节单弯螺杆弯曲度数，这样每次所产生的柴油费用，人工费用等费用是一笔不小的开支，并且耽误施工工期，造成很大程度的经济损失。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于在井下控制单弯螺杆弯曲度数的装置，解决了现有单弯螺杆的角度调节方式存在的生产成本高及生产周期长的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种用于在井下控制单弯螺杆弯曲度数的装置，包括电磁波发射器，电磁波发射器依次连接控制器和显示器，电磁波发射器发射的电磁波被信号检波器接收，信号检波器依次连接信号处理器、电机驱动器及齿轮传动装置，信号检波器、信号处理器及电机驱动器均设置在单弯螺杆肘点处，齿轮传动装置设置在定位套内部。
本发明的特点还在于，
其中齿轮传动装置包括动力装置，动力装置连接齿轮传动系。
其中齿轮传动系包括齿轮轴A，齿轮轴A上分别套接有齿轮A、齿轮B，齿轮A与齿轮C啮合，齿轮C套接在齿轮轴B上，齿轮轴B与动力装置连接；绕所述定位套的内部固接有内齿轮E，所述齿轮B内齿轮E之间设置有齿轮D，齿轮B、齿轮D与齿轮E依次啮合。
其中动力装置为步进电机，步进电机的电机轴通过联轴器与齿轮轴B连接。
其中齿轮B与齿轮E同轴。
本发明的有益效果是，本装置可实现井下直接更换单弯螺杆的弯曲度数，节省起下钻具的柴油费用，减短钻井工期，减少井下作业事故率，降低钻井成本，适用于大位移井和水平井等复杂结构井和开发难度较大的井。具有较强的适用性和推广性，其结构简单，成本较低，节约了定向钻井过程不必要的钻井成本。
附图说明
图1是现有单弯螺杆的结构示意图；
图2是图1所示单弯螺杆中可调弯壳体与短钻铤的连接结构示意图；
图3是本发明一种用于在井下控制单弯螺杆弯曲度数的装置的结构示意图；
图4是本发明一种用于在井下控制单弯螺杆弯曲度数的装置的结构示意图。
图中，1.可调弯壳体，2.短钻铤，3.上壳体，4.螺纹滑丝，5.定位套，6.弯接头，7.下壳体，8.显示器，9.控制器，10.电磁波发射器，11.齿轮轴A，12.单弯螺杆肘点，13.油层，14.水层，15.黄土层，16.动力装置，17.齿轮A，18.齿轮轴B，19.齿轮B，20.齿轮C，21.齿轮D，22.齿轮E。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种用于在井下控制单弯螺杆弯曲度数的装置，其所作用的单弯螺杆的结构如图1、2所示，单弯螺杆包括可调弯壳体1和短钻铤2，短钻铤2包括上壳体3，可调弯壳体1包括定位套5，定位套5的一端通过弯接头6连接下壳体7，定位套5的另一端连接有上壳体3，定位套5与上壳体3之间呈一定的倾斜角度连接构成单弯螺杆肘点12，上壳体3与定位套5的连接处设有螺纹滑丝4。
本发明一种用于在井下控制单弯螺杆弯曲度数的装置如图3所示，包括电磁波发射器10，电磁波发射器10依次连接控制器9和显示器8，电磁波发射器10发射的电磁波11被信号检波器接收，信号检波器依次连接信号处理器和齿轮传动传动装置，信号检波器与信号处理器均设置在单弯螺杆肘点12处，齿轮传动装置设置在定位套5内部。
如图4所示，齿轮传动装置包括动力装置16，动力装置16连接齿轮传动系，齿轮传动系包括齿轮轴A11，齿轮轴A11上分别套接有齿轮A17、齿轮B19，齿轮A17与齿轮C20啮合，齿轮C20套接在齿轮轴B18上，齿轮轴B18与动力装置16连接；绕所述定位套5的内部固接有内齿轮E22，所述齿轮B19内齿轮E22之间设置有齿轮D21，齿轮B19、齿轮D21与齿轮E22啮合，齿轮B19与齿轮E22同轴。
动力装置16为步进电机，步进电机的电机轴通过联轴器与齿轮轴B18连接。
其中控制器8采用的芯片型号为AT89C51。
其中信号处理器的型号为TMS320F2812PGFA。
其中信号检波器的型号为DZ.40-ZCJ001。
其中电机驱动器的型号为MA860H。
本发明一种用于在井下控制单弯螺杆弯曲度数的装置的工作原理为：地面上的控制器3控制电磁波发射器10发射电磁波，电磁波依次通过黄土层15、水层14及油层13，到达井下单弯螺杆肘点12处的信号检波器，信号检波器将接检测到的信号传输给信号处理器，信号处理器将信号进行处理后发送给电机驱动器，电机驱动器驱动步进电机运转，步进电机带动齿轮轴B18转动，通过齿轮C20与齿轮A17的啮合带动齿轮轴A11转动，齿轮轴A11转动带动齿轮B19、齿轮D21及齿轮E22依次啮合传动，由于齿轮E22紧贴设置在定位套5的内壁，因此齿轮E22转动将带动定位套5转动，从而完成定位套5与上壳体3之间的角度调节，即完成井下单弯螺杆弯曲度数的改变操作，单弯螺杆的弯曲度数在调节过程中的数据动态均通过显示器8显示。
本发明一种用于在井下控制单弯螺杆弯曲度数的装置的特点为，本装置结构简单，操作方便，改变了目前单弯螺杆弯曲度数调节必须起下钻的施工现状。特别适用于目前我国的开发现状下面临的大位移井和水平井。
Claims (1)
1.一种用于在井下控制单弯螺杆弯曲度数的装置，其特征在于：包括电磁波发射器(10)，电磁波发射器(10)依次连接控制器(9)和显示器(8)，所述电磁波发射器(10)发射的电磁波被信号检波器接收，所述信号检波器依次连接信号处理器、电机驱动器及齿轮传动装置，所述信号检波器、信号处理器及电机驱动器均设置在单弯螺杆肘点(12)处，所述齿轮传动装置设置在定位套(5)内部；
所述齿轮传动装置包括动力装置(16)，动力装置(16)连接齿轮传动系；
所述齿轮传动系包括齿轮轴A(11)，齿轮轴A(11)上分别套接有齿轮A(17)、齿轮B(19)，所述齿轮A(17)与齿轮C(20)啮合，齿轮C(20)套接在齿轮轴B(18)上，齿轮轴B(18)与所述动力装置(16)连接；绕所述定位套(5)的内部固接有内齿轮E(22)，所述齿轮B(19)内齿轮E(22)之间设置有齿轮D(21)，齿轮B(19)、齿轮D(21)与齿轮E(22)依次啮合；
所述动力装置(16)为步进电机，所述步进电机的电机轴通过联轴器与所述齿轮轴B(18)连接；
所述齿轮B(19)与齿轮E(22)同轴。
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