CN107780834A - 一种指向式旋转导向钻井工具 - Google Patents

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/04—Directional drilling
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    • E21B7/04—Directional drilling
    • E21B7/046—Directional drilling horizontal drilling

Abstract

本发明提供了一种指向式旋转导向钻井工具，主要由外筒、球形轴承、传动轴、导向管、内筒、前(或下)隔板、扇形圆管、圆形驱动管、后(或上)隔板和偏重块组成。在钻进过程中，偏重块内的工具面控制集成电路根据地面指令通过电磁阀、伺服电机、齿轮和圆形驱动管共同驱动扇形圆管转换工作模式或改变工具面方位，高压钻井液经扇形圆管开口圆心角所在导向管后(或上)端内壁扇形柱面区域内排出通道喷出形成高压射流，高压射流冲击外筒内壁所产生反作用力推动导向管偏向给定工具面方向，进而推动传动轴改变指向，驱动钻头侧向切削地层按照给定工具面导向钻进。

Description

一种指向式旋转导向钻井工具
技术领域
本发明专利属于矿场钻井机械领域，具体涉及一种指向式旋转导向钻井工具，主要用于定向井、水平井钻井过程中调整井眼轨迹，解决螺杆钻具调整井眼轨迹时定向困难、托压等技术难题，提高钻井作业效率，降低钻井作业成本。
背景技术
在定向井、水平井钻井过程中，为确保实钻井眼轨迹沿着设计井眼轨迹钻进，必须按照设计测斜井深或测斜间距测斜，并计算出实钻井眼空间参数。如果实钻井眼轨迹偏离设计井眼轨迹，那么，就要利用特种钻井工具(例如螺杆钻具，旋转导向钻井工具等)调整井眼轨迹或改变井眼空间钻进方向，使其回到设计井眼轨迹控制范围内。目前，旋转导向钻井工具主要垄断在国外油服公司，租赁服务费用昂贵，国内多家科技院校和油田企业尚处在研制过程中，至今未商业化推广应用，因此，除高难度水平井使用旋转导向钻井工具外，绝大多数定向井、水平井均用螺杆钻具调整井眼轨迹或改变井眼空间钻进方向。
现有旋转导向钻井工具主要有：以贝克休斯为代表的静态、推靠式旋转导向钻井工具，以斯伦贝谢为代表的动态、推靠式旋转导向钻井工具，以哈里巴顿为代表的静态、指向式旋转导向钻井工具。
根据多年钻井现场经验，本发明专利提出了一种指向式旋转导向钻井工具。与哈里巴顿旋转导向钻井工具相比，工具外筒旋转，内部导向装置不旋转，因此，该旋转导向钻井工具属动态、指向式旋转导向钻井工具。
发明专利内容
本发明专利的目的是提供一种指向式旋转导向钻井工具，主要用于定向井、水平井钻井过程中调整井眼轨迹，解决螺杆钻具调整井眼轨迹时定向困难、托压等技术难题，提高钻井作业效率，降低钻井作业成本。
本发明专利采用如下具体技术方案实现：
指向式旋转导向钻井工具主要由外筒、球形轴承、传动轴、导向管、内筒、前(或下)隔板、扇形圆管、圆形驱动管、后(或上)隔板和偏重块组成。
外筒前(或下)端通过球形轴承与传动轴关联在一起，外筒后(或上)端通过石油钻具螺纹与上部钻具连接。在钻进过程中，外筒相对井眼旋转，且通过外筒、球形轴承和传动轴把上部钻具钻压、拉力和扭矩传递给钻头，驱动钻头破岩钻进。
球形轴承把外筒和传动轴关联在一起，既要确保上部钻具钻压、拉力和扭矩通过球形轴承传递给传动轴，又要确保传动轴灵活摆动，把导向管所在工具面方位转换成传动轴指向，同时，还要密封承压，确保外筒、球形轴承和前(或下)隔板共同组成高压腔室，钻井液不刺不漏。
传动轴前(或下)端通过石油钻具螺纹与钻头连接，传动轴中部通过球形轴承与外筒关联，传动轴后(或上)端通过肘节与导向管连接，且与导向管可任意弯曲。在钻进过程中，传动轴通过球形轴承由外筒驱动旋转，通过肘节由导向管改变指向。
导向管前(或下)端通过肘节与传动轴连接，导向管后(或上)端通过套筒与内筒连接，且与内筒轴向、径向均可相对移动，密封承压，确保导向管内高压钻井液全部经导向管排出通道进入高压腔室。
导向管主要由管壁、进入通道、内隔板和排出通道组成，其中，进入通道设计为3个，形状为圆孔，周向均布在导向管前(或下)端管壁，排出通道数量设计为N(N≥3且为正整数)个，具体数量在设计制造时统筹考虑，形状为窄长孔，周向均布在导向管后(或上)端管壁，进入通道与排出通道之间由内隔板分开，确保导向管内高压钻井液经排出通道、高压腔室和进入通道再进入导向管。
内筒主要作用为保护圆形驱动管，分开高压腔室与由外筒、前(或下)隔板和后(或上)隔板共同组成的低压腔室。内筒前(或下)端通过套筒与导向管连接，内筒后(或上)端安装在前(或下)隔板轴孔中，且径向相对旋转，密封承压。
前(或下)隔板主要作用为安装内筒、分开高压腔室与低压腔室，因此，前(或下)隔板与外筒即可为整体结构，也可为分体结构，如果为分体结构，要确保密封承压。
扇形圆管的基管是圆形管，安装在导向管内隔板后(或上)部轴孔中。圆形管外径与导向管内隔板后(或上)部轴孔内径相等，配套研磨，密封承压，且在导向管排出通道位置被对应加工成扇形圆管。扇形圆管开口圆心角设计为任意值，具体数值在设计制造时统筹考虑。扇形圆管后(或上)端与圆形驱动管连接，由圆形驱动管驱动旋转，因此，扇形圆管与圆形驱动管可为整体结构，也可为分体结构连接而成。
圆形驱动管安装在内筒轴孔中，圆形驱动管外径略小于内筒内径，确保圆形驱动管旋转时不受内筒弯曲影响。圆形驱动管前(或下)端与扇形圆管连接，圆形驱动管后(或上)端安装在后(或上)隔板轴孔中，且径向旋转灵活，密封承压。
后(或上)隔板主要作用为安装圆形驱动管，分开低压腔室与上部钻具水眼内高压钻井液，因此，后(或上)隔板与外筒之间即可为整体结构，也可为分体结构，如果为分体结构，要确保密封承压。
偏重块安装在低压腔室内，偏重块内部安装有齿轮、伺服电机、电磁阀、工具面控制集成电路、地面指令信号接收及反馈装置、电源及其他多种部件。偏重块通过轴孔安装在圆形驱动管上，工具面控制集成电路根据地面指令所给定工作模式或工具面方位，通过电磁阀、伺服电机、齿轮和圆形驱动管共同驱动扇形圆管转换工作模式或改变工具面方位，因此，偏重块与圆形驱动管共同组成井眼重力高边工具面驱动机构。
在钻进过程中，当上部钻具水眼内高压钻井液通过圆形驱动管、扇形圆管、导向管排出通道、高压腔室、导向管进入通道和传动轴时，扇形圆管在偏重块和圆形驱动管共同驱动下始终处在导向管后(或上)端轴孔内壁圆柱面上的对应扇形柱面，关闭对应扇形柱面区域内排出通道，高压钻井液无法喷出，相反，扇形圆管开口圆心角对应扇形柱面区域内排出通道打开，高压钻井液喷出形成高压射流，高压射流冲击外筒内壁所产生反作用力推动导向管偏向地面指令给定工具面方向，进而推动传动轴改变指向，驱动钻头侧向切削地层按照给定工具面导向钻进。因此，在指向式旋转导向钻井工具中，导向管后(或上)端轴孔内壁圆柱面、导向管后(或上)端轴孔排出通道和扇形圆管共同组成导向装置，其中，导向管后(或上)端轴孔内壁圆柱面相当于圆环轨道面，导向管后(或上)端轴孔排出通道相当于控制开关，扇形圆管相当于扇形控制环。
对于导向管后(或上)端轴孔内壁圆柱面及其导向管后(或上)端轴孔N个周向均布排出通道导向装置来说，扇形圆管开口圆心角设计为任意值，或者说，无论扇形圆管开口圆心角大小，均可研制出一种指向式旋转导向钻井工具，但是，扇形圆管开口圆心角与指向式旋转导向钻井工具导向效率有关，当扇形圆管开口圆心角或圆心角大于任意相邻两个排出通道之间夹角，且开口圆心角等于任意相邻两个排出通道之间夹角之半角奇数倍时，传动轴指向工具面变化范围恒为任意相邻两个排出通道之间夹角一半，因此，指向式旋转导向钻井工具导向效率相对较高。
在指向式旋转导向钻井工具基础上，可增加MWD/LWD测量模块、涡轮自发电模块和/或其他模块，地面指令信号接收及反馈装置、工具面控制集成电路及其他多种部件可与MWD/LWD测量模块组合成组合体，也可与涡轮自发电模块组合成组合体，也可与其他模块组合成组合体，还可任意部件或任意模块之间任意组合成组合体。
进一步说，根据MWD/LWD测量模块实时测量井眼磁性高边或重力高边，通过工具面控制集成电路，直接或间接控制电磁阀、伺服电机和齿轮，完善或优化偏重块井眼重力高边工具面驱动机构，弥补小井斜段无磁性高边定向不足，形成以电子自动控制为主、偏重块机械控制为辅的指向式旋转导向钻井工具。
本发明专利的有益效果是：在钻进过程中，当转盘通过上部钻具、指向式旋转导向钻井工具驱动钻头破岩钻进时，高压钻井液通过圆形驱动管、扇形圆管、导向管排出通道、高压腔室、导向管进入通道和传动轴进入钻头，工具面控制集成电路根据地面指令所给定工作模式或工具面方位，通过电磁阀、伺服电机、齿轮和圆形驱动管共同驱动扇形圆管转换工作模式或改变工具面方位，高压钻井液经扇形圆管开口圆心角所在导向管后(或上)端内壁扇形柱面区域内排出通道喷出形成高压射流，高压射流冲击外筒内壁所产生反作用力推动导向管偏向地面指令给定工具面方向，进而推动传动轴改变指向，驱动钻头侧向切削地层按照给定工具面导向钻进。
附图说明
附图1是本发明专利一种指向式旋转导向钻井工具结构示意图。
附图标记说明：1-外筒、2-球形轴承、3-传动轴、4-导向管、5-内筒、6-前(或下)隔板、7-扇形圆管、8-圆形驱动管、9-后(或上)隔板、10-偏重块。
附图2是本发明专利一种指向式旋转导向钻井工具的导向管结构示意图。
附图标记说明：1-管壁、2-进入通道、3-内隔板、4-排出通道。
具体实施方式
一种指向式旋转导向钻井工具主要由外筒(1)、球形轴承(2)、传动轴(3)、导向管(4)、内筒(5)、前(或下)隔板(6)、扇形圆管(7)、圆形驱动管(8)、后(或上)隔板(9)和偏重块(10)组成。
下面结合附图和实施例对本发明专利作进一步说明。
外筒(1)前(或下)端通过球形轴承(2)与传动轴(3)关联在一起，外筒(1)后(或上)端通过石油钻具螺纹与上部钻具连接。在钻进过程中，外筒(1)相对井眼旋转，且通过外筒(1)、球形轴承(2)和传动轴(3)把上部钻具钻压、拉力和扭矩传递给钻头，驱动钻头破岩钻进。
球形轴承(2)把外筒(1)和传动轴(3)关联在一起，既要确保上部钻具钻压、拉力和扭矩通过球形轴承(2)传递给传动轴(3)，又要确保传动轴(3)灵活摆动，把导向管(4)所在工具面方位转换成传动轴(3)指向，同时，还要密封承压，确保外筒(1)、球形轴承(2)和前(或下)隔板(6)共同组成高压腔室，钻井液不刺不漏。
传动轴(3)前(或下)端通过石油钻具螺纹与钻头连接，传动轴(3)中部通过球形轴承(2)与外筒(1)关联，传动轴(3)后(或上)端通过肘节与导向管(4)连接，且与导向管(4)可任意弯曲。在钻进过程中，传动轴(3)通过球形轴承(2)由外筒(1)驱动旋转，通过肘节由导向管(4)改变指向。
导向管(4)前(或下)端通过肘节与传动轴(3)连接，导向管(4)后(或上)端通过套筒与内筒(5)连接，且与内筒(5)轴向、径向均可相对移动，密封承压，确保导向管(4)内高压钻井液全部经导向管(4)排出通道进入高压腔室。
导向管(4)主要由管壁、进入通道、内隔板和排出通道组成，其中，进入通道设计为3个，形状为圆孔，周向均布在导向管(4)前(或下)端管壁，排出通道数量设计为N(N≥3且为正整数)个，具体数量在设计制造时统筹考虑，形状为窄长孔，周向均布在导向管(4)后(或上)端管壁，进入通道与排出通道之间由内隔板分开，确保导向管(4)内高压钻井液经排出通道、高压腔室和进入通道再进入导向管(4)。
内筒(5)主要作用为保护圆形驱动管(8)，分开高压腔室与由外筒(1)、前(或下)隔板(6)和后(或上)隔板(9)共同组成的低压腔室。内筒(5)前(或下)端通过套筒与导向管(4)连接，内筒(5)后(或上)端安装在前(或下)隔板(6)轴孔中，且径向相对旋转，密封承压。
前(或下)隔板(6)主要作用为安装内筒(5)、分开高压腔室与低压腔室，因此，前(或下)隔板(6)与外筒(1)即可为整体结构，也可为分体结构，如果为分体结构，要确保密封承压。
扇形圆管(7)的基管是圆形管，安装在导向管(4)内隔板后(或上)部轴孔中。圆形管外径与导向管(4)内隔板后(或上)部轴孔内径相等，配套研磨，密封承压，且在导向管(4)排出通道位置被对应加工成扇形圆管(7)。扇形圆管(7)开口圆心角设计为任意值，具体数值在设计制造时统筹考虑。扇形圆管(7)后(或上)端与圆形驱动管(8)连接，由圆形驱动管(8)驱动旋转，因此，扇形圆管(7)与圆形驱动管(8)可为整体结构，也可为分体结构连接而成。
圆形驱动管(8)安装在内筒(5)轴孔中，圆形驱动管(8)外径略小于内筒(5)内径，确保圆形驱动管(8)旋转时不受内筒(5)弯曲影响。圆形驱动管(8)前(或下)端与扇形圆管(7)连接，圆形驱动管(8)后(或上)端安装在后(或上)隔板(9)轴孔中，且径向旋转灵活，密封承压。
后(或上)隔板(9)主要作用为安装圆形驱动管(8)，分开低压腔室与上部钻具水眼内高压钻井液，因此，后(或上)隔板(9)与外筒(1)之间即可为整体结构，也可为分体结构，如果为分体结构，要确保密封承压。
偏重块(10)安装在低压腔室内，偏重块(10)内部安装有齿轮、伺服电机、电磁阀、工具面控制集成电路、地面指令信号接收及反馈装置、电源及其他多种部件。偏重块(10)通过轴孔安装在圆形驱动管(8)上，工具面控制集成电路根据地面指令所给定工作模式或工具面方位，通过电磁阀、伺服电机、齿轮和圆形驱动管(8)共同驱动扇形圆管(7)转换工作模式或改变工具面方位，因此，偏重块(10)与圆形驱动管(8)共同组成井眼重力高边工具面驱动机构。
在钻进过程中，当上部钻具水眼内高压钻井液通过圆形驱动管(8)、扇形圆管(7)、导向管排出通道、高压腔室、导向管进入通道和传动轴(3)时，扇形圆管(7)在偏重块(10)和圆形驱动管(8)共同驱动下始终处在导向管(4)后(或上)端轴孔内壁圆柱面上的对应扇形柱面，关闭对应扇形柱面区域内排出通道，高压钻井液无法喷出，相反，扇形圆管(7)开口圆心角对应扇形柱面区域内排出通道打开，高压钻井液喷出形成高压射流，高压射流冲击外筒(1)内壁所产生反作用力推动导向管(4)偏向地面指令给定工具面方向，进而推动传动轴(3)改变指向，驱动钻头侧向切削地层按照给定工具面导向钻进。因此，在指向式旋转导向钻井工具中，导向管(4)后(或上)端轴孔内壁圆柱面、导向管(4)后(或上)端轴孔排出通道和扇形圆管(7)共同组成导向装置，其中，导向管(4)后(或上)端轴孔内壁圆柱面相当于圆环轨道面，导向管(4)后(或上)端轴孔排出通道相当于控制开关，扇形圆管(7)相当于扇形控制环。
对于导向管(4)后(或上)端轴孔内壁圆柱面及其导向管(4)后(或上)端轴孔N个周向均布排出通道导向装置来说，扇形圆管(7)开口圆心角设计为任意值，或者说，无论扇形圆管(7)开口圆心角大小，均可研制出一种指向式旋转导向钻井工具，但是，扇形圆管(7)开口圆心角与指向式旋转导向钻井工具导向效率有关，当扇形圆管(7)开口圆心角或圆心角大于任意相邻两个排出通道之间夹角，且开口圆心角等于任意相邻两个排出通道之间夹角之半角奇数倍时，传动轴(3)指向工具面变化范围恒为任意相邻两个排出通道之间夹角一半，因此，指向式旋转导向钻井工具导向效率相对较高。
在指向式旋转导向钻井工具基础上，可增加MWD/LWD测量模块、涡轮自发电模块和/或其他模块，地面指令信号接收及反馈装置、工具面控制集成电路及其他多种部件可与MWD/LWD测量模块组合成组合体，也可与涡轮自发电模块组合成组合体，也可与其他模块组合成组合体，还可任意部件或任意模块之间任意组合成组合体。
进一步说，根据MWD/LWD测量模块实时测量井眼磁性高边或重力高边，通过工具面控制集成电路，直接或间接控制电磁阀、伺服电机和齿轮，完善或优化偏重块(10)井眼重力高边工具面驱动机构，弥补小井斜段无磁性高边定向不足，形成以电子自动控制为主、偏重块(10)机械控制为辅的指向式旋转导向钻井工具。
实施例
在钻进过程中，当转盘通过上部钻具、指向式旋转导向钻井工具驱动钻头破岩钻进时，高压钻井液通过圆形驱动管(8)、扇形圆管(7)、导向管(4)排出通道、高压腔室、导向管(4)进入通道和传动轴(3)进入钻头，工具面控制集成电路根据地面指令所给定工作模式或工具面方位，通过电磁阀、伺服电机、齿轮和圆形驱动管(8)共同驱动扇形圆管(7)转换工作模式或改变工具面方位，高压钻井液经扇形圆管(7)开口圆心角所在导向管(4)后(或上)端内壁扇形柱面区域内排出通道喷出形成高压射流，高压射流冲击外筒(1)内壁所产生反作用力推动导向管(4)偏向地面指令给定工具面方向，进而推动传动轴(3)改变指向，驱动钻头侧向切削地层按照给定工具面导向钻进。
以上对本发明专利的说明仅是优选范例，并不能被理解为对本发明专利技术方案内容的限制。以上内容在具体应用中，技术人员有可能需要根据具体情况作个别调整和改变，所述调整和改变均应落入本发明专利所附权利要求的保护范围之中。

Claims (3)

1.指向式旋转导向钻井工具主要由外筒(1)、球形轴承(2)、传动轴(3)、导向管(4)、内筒(5)、前(或下)隔板(6)、扇形圆管(7)、圆形驱动管(8)、后(或上)隔板(9)和偏重块(10)组成；
外筒(1)前(或下)端通过球形轴承(2)与传动轴(3)关联在一起，外筒(1)后(或上)端通过石油钻具螺纹与上部钻具连接；
球形轴承(2)把外筒(1)和传动轴(3)关联在一起，既要确保上部钻具钻压、拉力和扭矩通过球形轴承(2)传递给传动轴(3)，又要确保传动轴(3)灵活摆动，把导向管(4)所在工具面方位转换成传动轴(3)指向，同时，还要密封承压，确保外筒(1)、球形轴承(2)和前(或下)隔板(6)共同组成高压腔室；
传动轴(3)前(或下)端通过石油钻具螺纹与钻头连接，传动轴(3)中部通过球形轴承(2)与外筒(1)关联，传动轴(3)后(或上)端通过肘节与导向管(4)连接，且与导向管(4)可任意弯曲；
导向管(4)前(或下)端通过肘节与传动轴(3)连接，导向管(4)后(或上)端通过套筒与内筒(5)连接，且与内筒(5)轴向、径向均可相对移动，密封承压；
导向管(4)主要由管壁、进入通道、内隔板和排出通道组成，其中，进入通道设计为3个，形状为圆孔，周向均布在导向管(4)前(或下)端管壁，排出通道数量设计为N(N≥3且为正整数)个，具体数量在设计制造时统筹考虑，形状为窄长孔，周向均布在导向管(4)后(或上)端管壁，进入通道与排出通道之间由内隔板分开，确保导向管(4)内高压钻井液经排出通道、高压腔室和进入通道再进入导向管(4)；
内筒(5)主要作用为保护圆形驱动管(8)，分开高压腔室与由外筒(1)、前(或下)隔板(6)和后(或上)隔板(9)共同组成的低压腔室；内筒(5)前(或下)端通过套筒与导向管(4)连接，内筒(5)后(或上)端安装在前(或下)隔板(6)轴孔中，且径向相对旋转，密封承压；
前(或下)隔板(6)主要作用为安装内筒(5)、分开高压腔室与低压腔室，因此，前(或下)隔板(6)与外筒(1)即可为整体结构，也可为分体结构，如果为分体结构，要确保密封承压；
扇形圆管(7)的基管是圆形管，安装在导向管(4)内隔板后(或上)部轴孔中；圆形管外径与导向管(4)内隔板后(或上)部轴孔内径相等，配套研磨，密封承压，且在导向管(4)排出通道位置被对应加工成扇形圆管(7)；扇形圆管(7)开口圆心角设计为任意值，具体数值在设计制造时统筹考虑；扇形圆管(7)后(或上)端与圆形驱动管(8)连接，由圆形驱动管(8)驱动旋转，因此，扇形圆管(7)与圆形驱动管(8)可为整体结构，也可为分体结构连接而成；
圆形驱动管(8)安装在内筒(5)轴孔中，圆形驱动管(8)外径略小于内筒(5)内径，确保圆形驱动管(8)旋转时不受内筒(5)弯曲影响；圆形驱动管(8)前(或下)端与扇形圆管(7)连接，圆形驱动管(8)后(或上)端安装在后(或上)隔板(9)轴孔中，且径向旋转灵活，密封承压；
后(或上)隔板(9)主要作用为安装圆形驱动管(8)，分开低压腔室与上部钻具水眼内高压钻井液，因此，后(或上)隔板(9)与外筒(1)之间即可为整体结构，也可为分体结构，如果为分体结构，要确保密封承压；
偏重块(10)安装在低压腔室内，偏重块(10)内部安装有齿轮、伺服电机、电磁阀、工具面控制集成电路、地面指令信号接收及反馈装置、电源及其他多种部件；偏重块(10)通过轴孔安装在圆形驱动管(8)上，且与圆形驱动管(8)共同组成井眼重力高边工具面驱动机构；
在指向式旋转导向钻井工具中，导向管(4)后(或上)端轴孔内壁圆柱面、导向管(4)后(或上)端轴孔排出通道和扇形圆管(7)共同组成导向装置，其中，导向管(4)后(或上)端轴孔内壁圆柱面相当于圆环轨道面，导向管(4)后(或上)端轴孔排出通道相当于控制开关，扇形圆管(7)相当于扇形控制环。
2.根据权利要求1所述的一种指向式旋转导向钻井工具，其特征在于：对于导向管(4)后(或上)端轴孔内壁圆柱面及其导向管(4)后(或上)端轴孔N个周向均布排出通道导向装置来说，扇形圆管(7)开口圆心角设计为任意值，或者说，无论扇形圆管(7)开口圆心角大小，均可研制出一种指向式旋转导向钻井工具，但是，扇形圆管(7)开口圆心角与指向式旋转导向钻井工具导向效率有关，当扇形圆管(7)开口圆心角或圆心角大于任意相邻两个排出通道之间夹角，且开口圆心角等于任意相邻两个排出通道之间夹角之半角奇数倍时，传动轴(3)指向工具面变化范围恒为任意相邻两个排出通道之间夹角一半，因此，指向式旋转导向钻井工具导向效率相对较高。
3.根据权利要求1所述的一种指向式旋转导向钻井工具，其特征在于：在指向式旋转导向钻井工具基础上，可增加MWD/LWD测量模块、涡轮自发电模块和/或其他模块，地面指令信号接收及反馈装置、工具面控制集成电路及其他多种部件可与MWD/LWD测量模块组合成组合体，也可与涡轮自发电模块组合成组合体，也可与其他模块组合成组合体，还可任意部件或任意模块之间任意组合成组合体：
进一步说，根据MWD/LWD测量模块实时测量井眼磁性高边或重力高边，通过工具面控制集成电路，直接或间接控制电磁阀、伺服电机和齿轮，完善或优化偏重块(10)井眼重力高边工具面驱动机构，弥补小井斜段无磁性高边定向不足，形成以电子自动控制为主、偏重块(10)机械控制为辅的指向式旋转导向钻井工具。
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