CN110242222A - 一种适用于井下动力装置下的新型直井防斜钻头 - Google Patents

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高思冰
付建红
吕科
陈昭希
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Abstract

本发明提供一种适用于井下动力装置下的新型直井防斜钻头。包括钻头外壳、止推轴承、U型水平管、O型密封圈、测量仪发射器和测量仪接受器。所述钻头外壳呈立体圆柱状，中间设置有止推轴承，钻头外壳上部外壁与井下动力装置连接，而钻头外壳下部内侧与钻头转动轴相连，上部外壁和下部内部均设有密封圈槽且槽内装有O型密封圈。本发明可以根据自动监控直井倾斜，采用低边进行高压水力破岩，从而达到直井纠斜的目的。本发明设计合理简单实用，达到了施工方便、安全可靠的效果。

Description

一种适用于井下动力装置下的新型直井防斜钻头
技术领域
本发明属于油气井工程领域，具体涉及一种适用于井下动力装置下的新型直井防斜钻头。
背景技术
在钻直井过程中，井斜会给钻井工程带来一系列危害，比如如果并斜过大，钻柱容易发生疲劳破坏；井较深时，钻柱靠在井壁侧将其磨出键槽而造成卡钻事故、井斜过大还会造成下套管困难和影响注水泥质量；井斜过大会影响井下的分层开采及注水工作，如下封隔器封隔困难或密封不好；对采油井会使油管和抽油杆磨损加剧，甚至造成严重的井下事故。因此，该装置主要是预防直井打斜。
发明内容
本发明目的是针对上述井斜带来的危害，提供一种适用于井下动力装置下的新型直井防斜钻头，所述新型直井防斜钻头可以根据自动监控直井倾斜，采用低边进行高压水力破岩，从而达到直井纠斜的目的，设计合理简单实用，达到了施工方便、安全可靠的效果。
本发明所采的技术方案是：
一种适用于井下动力装置下的新型直井防斜钻头，包括钻头外壳、止推轴承、U型水平管、O型密封圈、测量仪发射器和测量仪接受器，所述钻头外壳呈立体圆柱状，中间设置有止推轴承，钻头外壳上部外壁与井下动力装置连接，而钻头外壳下部内侧与钻头转动轴相连，上部外壁和下部内部均设有密封圈槽且槽内装有O型密封圈，并通过槽内O型密分别实现钻头外壳上部外壁与井下动力装置的密封，实现钻头外壳下部内侧与钻头转动轴的密封、钻柱外壳上端与井下动力装置通过螺纹连接。
其中，所述止推轴承包含两个座圈，一组滚动元件，使得内部钻头转动轴可以转动，而钻头外壳固定于井下动力装置而不能转动。
其中，所述U型水平管并不是常规的平面U型水平管，其的侧面是U型，而俯视图是空心圆环状，U型水平管是镶嵌固定在钻头外壳里不动，如果钻头外壳发生偏移，其液面高度则便会发生变化；U型水平管里装有两处不同的液体(油，水)，测量仪发射器发出的红外线在两种介质中穿过率不同。
其中，所述测量仪发射器也是固定于钻头外壳里，其固定的高度平行于U型水平管液面，其发出红外线。
其中，所述测量仪接受器固定于钻头外壳里，其固定的高度平行于U型水平管液面，其接受红外线，当钻头外壳发生偏移，其液面高度也会发生变化，在液面降低处的测量接受器接受的红外线则会突然改变，测量接受器则将信号传给阀门控制开关。
其中，所述阀门控制开关固定于钻头外壳里，当钻头外壳发生偏移，钻头外壳低边处测量接受器则检查U型水平管液面发生变化，将信号传给阀门控制开关，让控制开关装置打开阀门，使液压管线联通。
附图说明
图1是本发明例中所使用装置的结构示意图。
图2是图1(A—A)剖视图。
图3是图1中U型水平管发生偏移时的工作示意图。
图1中标记说明：
1.井下动力装置，2.螺纹，3.液压管线，4.O型密封圈，5.钻头外壳，6.U型水平管，7.测量仪发射器，8.测量仪接受器，9.阀门控制开关，10.电缆线，11.阀门，12.止推轴承，13.O型密封圈，14.钻头转动轴，15.钻头，16.喷射射孔。
图2图1中标记说明：
1.钻头外壳，2.U型水平管，3.液压管线，4.钻头转动轴。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明做进一步说明。
如图1所示的一种适用于井下动力装置下的新型直井防斜钻头，包括井下动力装置1、螺纹2，液压管线3、O型密封圈4、钻头外壳5、U型水平管6、测量仪发射器7、测量仪接受器8、阀门控制开关9、电缆线10、阀门11、止推轴承12、O型密封圈13、钻头转动轴14、钻头15、喷射射孔16。在钻头外壳5中固定安置好U型水平管6，在钻直井的时候，当钻头外壳5不会发生偏斜，U型水平管6液面保持水平；当钻头外壳5发生偏斜的时候，U型水平管6液面随之发生改变。测量仪发射器7一直发出红外线信号，其信号由测量仪接受器8接受。U型水平管6里装有两处不同的液体(油，水)，测量仪发射器发出的红外线在两种介质中穿过率不同。如果当钻头外壳5发生偏斜到达一定程度时，U型水平管6低边处则变成水为红外线穿过的介质(见图3)，U型水平管6低边处所对应测量仪接受器收到信号，则被激活，通过电缆线10将信号传给阀门控制开关9。阀门控制开关9收到信号，将阀门11打开。此时钻头外壳5低边处的液压管线3被连通，压管线中的高压液体便可以通过钻头外壳5低边处的喷射射孔16喷出，钻头外壳5低边处的岩石则被高压液体破坏，岩石破坏后，钻头外壳5顺着低边处运动，保持垂直状态，此时U型管夜恢复水平，从而达到解决钻井井斜的问题。

Claims (6)

1.一种适用于井下动力装置下的新型直井防斜钻头，主要由包括O型密封圈(4)、钻头外壳(5)、U型水平管(6)、测量仪发射器(7)、测量仪接受器(8)和止推轴承(12)，所述钻头外壳(5)呈立体圆柱状，中间设置有止推轴承(12)，钻头外壳(5)上部外壁与井下动力装置(1)连接，而钻头外壳(5)下部内侧与钻头转动轴(14)相连，上部外壁和下部内部均设有密封圈槽且槽内装有O型密封圈(4)(13)，并通过槽内O型密封圈(4)实现钻头外壳(5)上部外壁与井下动力装置(1)的密封，通过O型密封圈(13)实现钻头外壳(5)下部内侧与钻头转动轴(14)的密封、钻柱外壳上端与井下动力装置(1)通过螺纹(2)连接。
2.根据权利要求1所述的一种适用于井下动力装置下的新型直井防斜钻头，其特征在于：所述止推轴承(12)包含两个座圈，一组滚动元件，使得内部钻头转动轴(14)可以转动，而钻头外壳(5)固定于井下动力装置(1)而不能转动。
3.根据权利要求1所述的一种适用于井下动力装置下的新型直井防斜钻头，其特征在于：所述U型水平管(6)并不是常规的平面U型水平管(6)，其的侧面是U型，而俯视图是空心圆环状，U型水平管(6)是镶嵌固定在钻头外壳(5)里不动，如果钻头外壳(5)发生偏移，其液面高度则便会发生变化；U型水平管(6)里装有两处不同的液体(油，水)，测量仪发射器(7)发出的红外线在两种介质中穿过率不同。
4.根据权利要求1所述的一种适用于井下动力装置下的新型直井防斜钻头，其特征在于：所述测量仪发射器(7)也是固定于钻头外壳(5)里，其固定的高度平行于U型水平管(6)液面，其发出红外线。
5.根据权利要求1所述的一种适用于井下动力装置下的新型直井防斜钻头，其特征在于：所述测量仪接受器(8)固定于钻头外壳(5)里，其固定的高度平行于U型水平管(6)液面，其接受红外线，当钻头外壳(5)发生偏移，其液面高度也会发生变化，在液面降低处的测量接受器接受的红外线则会突然改变，测量接受器则将信号传给阀门控制开关。
6.根据权利要求1所述的一种适用于井下动力装置下的新型直井防斜钻头，其特征在于：所述阀门控制开关(9)固定于钻头外壳(5)里，当钻头外壳(5)发生偏移，钻头外壳(5)低边处测量接受器则检查U型水平管(6)液面发生变化，将信号传给阀门控制开关(9)，让控制开关装置打开阀门(11)，使液压管线(3)联通。
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