CN106639880B - 单侧推靠式导向节 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单侧推靠式导向节，包括油缸外套、油缸、内钻杆和支撑板，所述内钻杆通过轴承悬挂支撑在油缸外套内，在油缸外套的外壁上开有与支撑板形状相应的容纳腔，容纳腔底部开有至少一个与油缸外套内腔导通的泄压孔，所述油缸设置在泄压孔内，所述油缸与泄压孔的孔壁之间相对滑动，孔壁和油缸之间采用密封圈密封，油缸的活塞与支撑板固定连接。本单侧推靠式导向节在一定范围内可通过调节钻井液的压力来调节支撑板的伸出长度，进而调节钻具的造斜率。
Description
技术领域
本发明涉及地质钻进领域，特别涉及一种单侧推靠式导向节。
背景技术
在现有钻进技术中，砂卵石地层是主要的含水层，但是砂卵石地层软硬交错、胶结度差，是特别难以钻进的地层。砂卵石地层软硬交错带来的主要问题是钻进方向难以控制，胶结度差带来的问题主要是井壁稳定性差，很容易塌孔。目前，潜孔锤跟管钻进技术是砂卵石地层钻进的有效方法方法，但是潜孔锤跟管钻进只能用于不含水地层而且钻进效率低。通过双壁钻杆与地面双动力头钻机相连接，外钻杆在钻进直孔时充当套管护壁，在定向时充当造斜面，可以实现砂卵石地层高效定向钻进。
现有技术中存在的主要问题有以下几方面：第一，造斜角小，导致造斜率小。第二，有轴承，需要密封润滑。第三，泥浆流量小，不适合在漏失性地层中使用。
辐射井能提高单井出水量7-8倍，目前传统辐射井的施工步骤是：(1)先完成竖井施工。(2)人员下到井底利用冲击回转钻机完成水平辐射孔施工。
传统施工方法的局限性在于：(1)由于施工人员要下到狭小的竖井中，施工环境特别恶劣，安全性差。(2)由于空间有限，冲击回转钻机的能力受到很大的限制导致辐射孔的长度受到很大的限制。本发明与非开挖双动力头钻机结合可运用非开挖回拖滤水管的方式完成水平辐射孔的施工，不需人员下到竖井中，具有施工效率高，施工安全等优点。
发明内容
针对上述现有技术中的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种能够在孔下调整钻杆钻进方向的单侧推靠式导向节。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种单侧推靠式导向节，包括油缸外套、油缸、内钻杆和支撑板，所述内钻杆通过轴承悬挂支撑在油缸外套内，在油缸外套的外壁上开有与支撑板形状相应的容纳腔，容纳腔底部开有至少一个与油缸外套内腔导通的泄压孔，所述油缸设置在泄压孔内，所述油缸与泄压孔的孔壁之间相对滑动，孔壁和油缸之间采用密封圈密封，油缸的活塞与支撑板固定连接。
优选地，还包括至少一个复位弹簧，所述复位弹簧设置于容纳腔底部开设的弹簧槽内，所述复位弹簧的两端分别与弹簧槽的底部和支撑板固定连接。
优选地，还包括探棒仓，所述探棒仓开设于油缸外套上，所述探棒仓内设置有探棒。
优选地，在油缸外套的一端内环设置台阶面，在油缸外套设置有台阶面的一端端面固定连接有轴承挡圈，在台阶面和轴承挡圈之间设置有轴承支座，所述轴承支座通过轴承悬挂在油缸外套上。
优选地，内钻杆靠近所述轴承支座的一端连接转换接头。
优选地，所述泄压孔的数量为4个，4个泄压孔沿油缸外套轴向分布形成泄压孔纵列，泄压孔纵列中相邻泄压孔之间的间距相等。
优选地，所述复位弹簧的数量为2个，2个复位弹簧分别设置于泄压孔纵列的两端，2个复位弹簧与各自最接近的泄压孔之间的距离相等。
优选地，在油缸外套远离转换接头的一端内壁上设置有内螺纹。
与现有技术相比，本发明实施例至少具有以下优点：
第一，在一定范围内可通过调节钻井液的压力来调节支撑板的伸出长度，进而调节钻孔的造斜率。
第二，探棒安装在距离钻头较近的位置可以更准确地探测到钻头的深埋及方位，从而使钻孔方位的控制更加精确。
第三，由于内钻杆与油缸外套是相对独立的，所以在拧卸掉转换接头后可以将内钻杆完全从外钻杆中抽出，从而方便滤水管的下放。
附图说明
图1为本发明单侧推靠式导向节的结构示意图；
图2为图1中A-A向的剖面结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述。
一种单侧推靠式导向节，包括油缸外套5、油缸4、内钻杆11和支撑板7，内钻杆11通过轴承悬挂支撑在油缸外套5内，在油缸外套5的外壁上开有与支撑板7形状相应的容纳腔6，容纳腔6底部开有至少一个与油缸外套5内腔导通的泄压孔3，油缸4设置在泄压孔3内，油缸4与泄压孔3的孔壁之间相对滑动，孔壁和油缸4之间采用密封圈密封，油缸4的活塞与支撑板7固定连接。关于油缸4的数量是根据所需要的推力来决定的，如果是一个油缸4推力不够，那么就设置两个或者更多油缸4，直至达到需要的推力为止。
为了使支撑板7被油缸4顶出后能够收回，还包括至少一个复位弹簧2，复位弹簧2设置于容纳腔6底部开设的弹簧槽内，复位弹簧2的两端分别与弹簧槽的底部和支撑板7固定连接。
为了准确的探测到探头的深埋和方位，还包括探棒仓10，探棒仓10开设于油缸外套5上，探棒仓10内设置有探棒。
在油缸外套5的一端内环设置台阶面，在油缸外套5设置有台阶面的一端端面固定连接有轴承挡圈9，在台阶面和轴承挡圈9之间设置有轴承支座8。关于油缸外套5、轴承、轴承支座8和内钻杆11之间的关系如下：轴承支座8为空心圆柱(空心腔内带有阶梯)，内径比内钻杆11的外径略大，这样内钻杆11就可以完全穿过去，避免内钻杆11与外套管的直接接触。轴承支座8通过轴承悬挂在油缸外套5上。
内钻杆11靠近轴承支座8的一端连接转换接头1，用于连接钻头。
泄压孔3的数量为4个，4个泄压孔3沿油缸外套5轴向分布形成泄压孔3纵列，泄压孔3纵列中相邻泄压孔3之间的间距相等。
复位弹簧2的数量为2个，2个复位弹簧2分别设置于泄压孔3纵列的两端，2个复位弹簧2与各自最接近的泄压孔3之间的距离相等。复位弹簧2与泄压孔3的数量以及对应关系并不唯一，钻井液的压力是推动油缸4的动力，复位弹簧2的恢复形变力是使支撑板7回收的动力。两者数量及对应关系的配合应满足钻井液能够将油缸4从泄压孔3内推出，同时复位弹簧2的恢复形变力能够在油缸外套5和内钻杆11之间环空内的钻井液压力恢复至加压之前的状态时，能够将支撑板7回收。
在油缸外套5远离转换接头1的一端内壁上设置有内螺纹，用于连接外钻杆。
本发明单侧推靠式导向节在钻孔时的造斜原理说明：
单侧推靠式导向节通过内钻杆11和外钻杆与地面上的双动力头钻机相连，内钻杆11和外钻杆既可以相对独立的旋转，也可以同步旋转。
通过控制注入到内钻杆11和外钻杆之间环空内的钻井液的流量和压力，钻井液流量和压力的变化导致钻井液在油缸4所处的位置形成的压力产生变化，当压力达到一定程度时，油缸4活塞会在通过钻井液液压驱动下伸出，从而顶起支撑板7，复位弹簧2被支撑板7拉起处于拉伸状态，支撑板7与钻孔的孔壁接触后会产生与钻杆轴向垂直的作用力，进而改变钻头的钻进方向，产生造斜的效果。当要调整钻进方向时将油缸外套5带有支撑板7一侧调整到需要改变方向的180°位置固定下来，再单独旋转内钻杆11，钻孔即向需要调整的方向偏转。当需要钻进直孔时，同时旋转内钻杆11和外钻杆，由于钻孔的孔壁施加给支撑板7的作用力方向在不停的改变，所以钻孔成直线状态。减小钻井液的流量，使得油缸4所处位置的钻井液的憋压状态得到缓解，复位弹簧2自身的恢复形变力带动支撑板7返回容纳腔6内，避免影响外钻杆旋转。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种单侧推靠式导向节，其特征在于，包括油缸外套、油缸、内钻杆和支撑板，所述内钻杆通过轴承悬挂支撑在油缸外套内，在油缸外套的外壁上开有与支撑板形状相应的容纳腔，容纳腔底部开有至少一个与油缸外套内腔导通的泄压孔，所述油缸设置在泄压孔内，所述油缸与泄压孔的孔壁之间相对滑动，孔壁和油缸之间采用密封圈密封，油缸的活塞与支撑板固定连接，还包括探棒仓，所述探棒仓开设于油缸外套上，所述探棒仓内设置有探棒。
2.根据权利要求1所述的单侧推靠式导向节，其特征在于，还包括至少一个复位弹簧，所述复位弹簧设置于容纳腔底部开设的弹簧槽内，所述复位弹簧的两端分别与弹簧槽的底部和支撑板固定连接。
3.根据权利要求1或2所述的单侧推靠式导向节，其特征在于，在油缸外套的一端内环设置台阶面，在油缸外套设置有台阶面的一端端面固定连接有轴承挡圈，在台阶面和轴承挡圈之间设置有轴承支座，所述轴承支座通过轴承悬挂在油缸外套上。
4.根据权利要求3所述的单侧推靠式导向节，其特征在于，内钻杆靠近所述轴承支座的一端连接转换接头。
5.根据权利要求2所述的单侧推靠式导向节，其特征在于，所述泄压孔的数量为4个，4个泄压孔沿油缸外套轴向分布形成泄压孔纵列，泄压孔纵列中相邻泄压孔之间的间距相等。
6.根据权利要求5所述的单侧推靠式导向节，其特征在于，所述复位弹簧的数量为2个，2个复位弹簧分别设置于泄压孔纵列的两端，2个复位弹簧与各自最接近的泄压孔之间的距离相等。
7.根据权利要求1所述的单侧推靠式导向节，其特征在于，在油缸外套远离转换接头的一端内壁上设置有内螺纹。
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