CN115012823A - 复合与滑动耦合定向钻井调控工具及调控方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油气钻探设备领域，公开了一种复合与滑动耦合定向钻井调控工具及调控方法，所述钻井调控工具包括壳体及在该壳体内延伸并依次相接的形成有流体输入通道的驱动轴、形成有流体输送通道的转子和形成有芯轴通道的芯轴，其中芯轴通道连通至流体输送通道，壳体与转子之间的径向间隙形成为环形增压通道，壳体与芯轴之间的径向间隙内形成有连通至环形增压通道的离合腔，以能够通过转子被驱动为具有不同转速而使得壳体相对所述转子和芯轴耦合或解耦。该钻井调控工具能够仅通过控制上部钻具施加于驱动轴的转速即可使得上部钻具与下部BHA彼此复合转动或独立转动，可保持上部钻具持续转动的同时方便地使下部钻具在滑动定向钻进与复合钻进之间切换。

Description

复合与滑动耦合定向钻井调控工具及调控方法

技术领域

本发明涉及油气钻探设备，具体地涉及一种用于钻完井设备的复合与滑动耦合定向钻井调控工具。在此基础上，本发明还涉及一种利用该钻井调控工具的复合与滑动耦合定向钻井调控方法。

背景技术

在油气资源钻探工程中，定向钻井是一种按照预先设计的方向钻进，并使得井身以预期井斜和井眼轨迹钻达目的层的钻井工艺，其可广泛应用于斜向钻井、水平钻井和对接钻井等情形中。根据导向工具工作方式的不同，定向钻井可分为滑动定向钻井与旋转导向钻井，二者适用于不同的工况，有必要在钻完井过程中选择适当的钻进方式。

中国发明专利申请CN108868604A公开了一种机械式井下扭矩分离与传递工具，其以常规弯螺杆下部钻具组合为基础，在钻柱上安装该工具，通过工具对扭矩的分离实现钻柱旋转定向钻进。该工具可以替代旋转导向钻井系统实现旋转钻柱定向钻进，用于定向井、水平井、大位移井等复杂结构井的定向钻井。然而，通过该工具，该现有技术只能实现旋转钻进，而无法稳定地定向钻进。

中国发明专利申请CN111411904A公开了一种基于RFID的井下扭矩离合式钻井减阻装置，其通过射频小球传递地面控制信号，采用整体齿轮副结构，让内齿轮和外齿轮通过上下运动，能够实现啮合和分离，克服了分离式牙嵌离合器容易出现偏磨的缺陷，同时克服了机械式离合结构随机有效啮合无法保证的缺陷，提高了离合系统的可靠性和稳定性。该装置依赖于RFID技术，这增加了操作的困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合与滑动耦合定向钻井调控工具，该复合与滑动耦合定向钻井调控工具能够根据需要使下部钻具在滑动定向钻进与复合钻进之间切换钻进方式，以使得上部钻具与井底钻具组件(Bottom hole assembly,BHA)彼此复合转动或独立转动，且无需复杂的操作和控制即可完成“离”和“合”之间的转换。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种复合与滑动耦合定向钻井调控工具，包括：

壳体，该壳体具有中空腔；

驱动轴，该驱动轴通过轴承组可转动地安装至所述壳体并穿入所述中空腔延伸，且该驱动轴形成有沿轴向延伸的流体输入通道；

转子，该转子传动连接至所述驱动轴并形成有沿轴向延伸的流体输送通道，所述壳体与所述转子之间的径向间隙形成为环形增压通道，所述流体输入通道连通至所述流体输送通道和该环形增压通道，以在所述转子随所述驱动轴被驱动为转动并与所述壳体形成差速时，该环形增压通道能够抽吸由所述流体输入通道输入的至少部分流体；

芯轴，该芯轴连接至所述转子的远离所述驱动轴的一端并形成有连通所述流体输送通道的芯轴通道，所述壳体与所述芯轴之间的径向间隙内形成有离合腔，该离合腔连通至所述环形增压通道，以能够通过所述转子被所述驱动轴带动为具有不同转速而使得所述壳体相对所述转子和芯轴耦合或解耦。

优选地，所述轴承组包括彼此间隔地布置于所述驱动轴的不同轴向位置的第一TC轴承和第二TC轴承以及位于该第一TC轴承和第二TC轴承之间的串轴承。

优选地，所述驱动轴的朝向所述转子的一端连接有水帽，该水帽形成有第一径向流道，以允许由所述流体输入通道输入的流体通过该第一径向流道流入所述水帽与所述壳体之间的环形空间内。

优选地，所述转子通过万向轴传动连接至所述驱动轴，所述万向轴的两端分别连接有连接至所述水帽的第一转换接头和形成有第二径向流道的第二转换接头，所述流体输入通道通过所述水帽与所述壳体之间的环形空间连通所述环形增压通道，并通过所述第二径向流道连通所述流体输送通道。

优选地，所述壳体的内壁上连接有环绕所述转子的定子，所述环形增压通道形成于该定子与所述转子之间并形成为能够在所述转子转动过程中向远离所述驱动轴的方向泵送从而抽吸由所述流体输入通道输入的至少部分流体。

优选地，所述芯轴包括连接至所述转子的远离所述驱动轴的一端的第一芯轴和连接至该第一芯轴的远离所述转子的一端的第二芯轴，所述离合腔的对应于该第二芯轴的部分设有安装有压力喷嘴的压差控制元件，进入所述离合腔内的流体能够通过该压差控制元件流动并在所述第二芯轴的远离所述第一芯轴的一端与通过所述芯轴流动的流体汇合。

优选地，所述压差控制元件连接至所述壳体的内壁面上并径向支撑所述第二芯轴，该第二芯轴通过旋转密封组件密封连接至所述第一芯轴并连接为能够与该第一芯轴相对转动。

优选地，所述旋转密封组件包括连接至所述第二芯轴并朝向所述第一芯轴延伸的密封壳体，该密封壳体具有安装槽，所述第一芯轴通过安装于该安装槽内的径向轴承径向支撑于所述密封壳体以允许所述第一芯轴与所述第二芯轴相对转动，所述安装槽的朝向所述第一芯轴的开口端连接有与该第一芯轴的外周面密封接合的密封端盖。

优选地，所述壳体依次可拆卸地连接并分别对应所述驱动轴、转子和芯轴的多段，并且/或者，所述壳体的远离所述驱动轴的一端连接有用于连接井底钻具的下接头。

本发明的第二方面提供一种复合与滑动耦合定向钻井调控方法，包括根据井下信号利用上述复合与滑动耦合定向钻井调控工具选择性执行复合钻进模式和滑动定向钻进模式，所述钻井调控工具的所述驱动轴刚性连接至上部钻具，所述壳体的底端连接有下部钻具，其中，控制所述上部钻具的转速，当该转速转换的扭矩小于所述下部钻具传递的反扭矩时，所述壳体相对所述转子和芯轴解耦，执行所述滑动定向钻进模式；当该转速转换的扭矩大于所述下部钻具传递的反扭矩时，所述壳体相对所述转子和芯轴耦合，执行所述复合钻进模式。

通过上述技术方案，本发明的复合与滑动耦合定向钻井调控工具能够通过将驱动轴及传动连接至该驱动轴的转子驱动为具有不同转速，使得转子与壳体之间的环形增压通道对由流体输入通道输入的流体产生不同的抽吸作用，由此可以通过该环形增压通道及离合腔内的钻井液将扭矩传递至壳体，从而通过使得该传递的扭矩与壳体底部连接的井底钻具组件受到的反扭矩具有不同差值而使得上部钻具与下部BHA彼此复合转动或独立转动，由此仅通过控制上部钻具施加于驱动轴的转速即可完成“离”和“合”之间的转换，方便地使下部钻具在滑动定向钻进与复合钻进之间切换。相比于旋转导向系统，本发明的复合与滑动耦合定向钻井调控工具成本低，操作简单，没有电子元器件，受井下干扰少；该复合与滑动耦合定向钻井调控工具和调控方法可使上部钻具保持旋转，在滑动定向钻进的过程中极大减少摩阻，增加在水平段钻进的延伸能力。

附图说明

图1是根据本发明一种优选实施方式的钻井调控工具剖视结构示意图；

图2是图1中钻井调控工具的驱动轴总成的结构示意图；

图3是图1中钻井调控工具的螺杆总成的结构示意图；

图4是图1中钻井调控工具的离合总成的结构示意图；

图5是图4中离合总成的旋转密封组件的结构示意图；

图6是图4中钻井调控工具采用的一种压差控制元件的结构示意图；

图7是图4中钻井调控工具采用的另一种压差控制元件的结构示意图。

附图标记说明

1-驱动轴；1a-流体输入通道；2-第一TC轴承；2a-第一TC轴承内圈；2b-第一TC轴承外圈；3-驱动轴壳体；4-外定位件；5-第一内定位件；6-第二内定位件；7-串轴承；8-第二TC轴承；8a-第二TC轴承内圈；8b-第二TC轴承外圈；9-水帽；9a-第一径向流道；10-第一转换接头；11-万向轴；12-万向轴壳体；13-第二转换接头；13a-第二径向流道；14-转子；14a-流体输送通道；14b-环形增压通道；15-定子；16-定子壳体；17-芯轴；17a-芯轴通道；17b-离合腔；171-第一芯轴；172-第二芯轴；18-壳体接头；19-离合壳体；20-挡环；21-螺钉；22-密封端盖；23-径向轴承；24-定位套筒；25-密封壳体；26-压差控制元件；27-下接头。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

参照图1所示，根据本发明一种优选实施方式的复合与滑动耦合定向钻井调控工具，大体分为驱动轴总成、螺杆总成和离合总成等三个部分，其中，驱动轴总成可以刚性连接至上部钻具，以接收并向下传递来自该上部钻具的旋转动力，并通过随后详述的轴承组隔离驱动轴与壳体之间的旋转运动，同时能够向下输送例如为钻井液的流体；螺杆总成设置为能够使得该流体分离，使得一部分流体被抽吸为从靠近壳体内壁的环形空间流动；离合总成用于通过该环形空间内的流体实现旋转运动在壳体与传动连接至驱动轴的中心部件之间的“离”、“合”转换，并使得被分离的流体在末端汇合。

具体地，该复合与滑动耦合定向钻井调控工具包括壳体，该壳体具有中空腔。通常地，壳体可以包括顺次相接的多段，如包括随后所述的驱动轴壳体3、万向轴壳体12、定子壳体16、壳体接头18和离合壳体19等，由此便于使得上述各部分的储运和相互组装。

在该壳体的中空腔内，自上而下同轴地安装有驱动轴1、转子14和芯轴17等，其中，驱动轴1可以通过轴承组可转动地安装至壳体，并穿过该壳体的中空腔延伸，由此，驱动轴1可以在上端连接至上部钻具，并由该上部钻具驱动为相对该壳体转动。该驱动轴1形成有沿轴向延伸的流体输入通道1a，例如为钻井液的流体能够被通入该流体输入通道1a以向井底方向输送。

在驱动轴1的下端，转子14传动连接至该驱动轴，并形成有沿轴向延伸的流体输送通道14a。该转子14在壳体的中空腔内延伸，并与该壳体的内壁面相互间隔，以在该壳体和转子14之间的径向间隙内形成为环形增压通道14b。其中，流体输送通道14a和环形增压通道14b分别连通至驱动轴1内的流体输入通道1a。转子14的外周面上可以设置有能够将钻井液向下抽吸的输送/泵送结构，如形成有多条螺旋延伸的凸起，以能够在该转子14随驱动轴1被驱动为转动时在环形增压通道14b产生抽吸作用，使得由流体输入通道1a输入的至少部分流体被吸入至该环形增压通道14b中。

芯轴17连接至转子14的远离驱动轴1的一端，并形成有连通转子14内的流体输送通道14a的芯轴通道17a。芯轴17在壳体的中空腔内从转子14的底端向下延伸，并与该壳体的内壁面相互间隔，以在该壳体和芯轴17之间的径向间隙内形成为离合腔17b。其中，芯轴通道17a连通流体输送通道14a，离合腔17b连通环形增压通道14b。由此，通过环形增压通道14b的抽吸作用，钻井液可以在该离合腔17b内形成相对较高的压力，并且由于钻井液被转子14和芯轴17带动为在环形增压通道14b和离合腔17b内沿周向流动，从而，转子14和芯轴17转动的动力能够通过这些钻井液传递至壳体。当驱动轴1和转子14的转速较高时，离合腔17b内的压力较大，钻井液的周向流速较高，传递至壳体的扭矩则较大；当驱动轴1和转子14的转速较低时，离合腔17b内的压力较小，钻井液的周向流速较低，传递至壳体的扭矩则较小。

在钻进过程中，本发明的复合与滑动耦合定向钻井调控工具(其壳体)底部连接的井底钻具组件(如弯螺杆)受到来自地层(岩石)的反作用力矩，称为“反扭矩”，该反扭矩的最大值由地层硬度等外部因素决定。上述由钻井液传递至壳体的扭矩可能因施加于驱动轴1的转速不同而大于、等于或小于该反扭矩的最大值。由此，通过改变驱动轴1的转速，可以实现驱动轴1、转子14相对壳体的“离”、“合”转换。具体地，当驱动轴1和转子14的转速较高时，传递至壳体的扭矩大于下部BHA受到的来自地层的反扭矩的最大值，则壳体被由钻井液传递的扭矩驱动为随着驱动轴1和转子14转动，尽管在扭矩传递过程中因能量损耗而导致其转速小于驱动轴1和转子14的转速，但此处仍称之为处于“合”状态，从而复合钻进方式破岩；当驱动轴1和转子14的转速较低时，传递至壳体的扭矩小于或等于下部BHA受到的来自地层的反扭矩的最大值，则壳体不足以被由钻井液传递的扭矩驱动为随转，则处于“离”状态，由此以滑动定向钻进方式破岩。

可以看出，本发明的复合与滑动耦合定向钻井调控工具仅需调控驱动轴1的转速即可改变钻井液传递至壳体的扭矩大小，使得上部钻具与下部BHA彼此复合转动或独立转动，从而完成“离”和“合”之间的转换，而无需在被离合的部件之间进行刚性传动，由此方便地在滑动定向钻进与复合钻进之间切换。通过采用本发明提供的复合与滑动耦合定向钻井调控工具，钻完井设备可以兼容各种形式的钻井马达和随钻测量装置(MWD)，并在钻井过程中显著降低上部钻具承受的摩阻，避免发生粘滑、卡钻等钻井事故。

为了更好地理解本发明的复合与滑动耦合定向钻井调控工具，以下分别针对其各个总成部分进行详细说明：

驱动轴总成

正如前述，驱动轴总成包括通过轴承组可转动地安装至壳体的驱动轴1。结合图1和图2所示，驱动轴1具有用于连接上部钻具的驱动端和用于传动连接至转子14的连接端，其中，驱动端可以延伸至壳体的外部(上方)。该驱动轴1形成有在驱动端和连接端之间延伸的流体输入通道1a，以能够输入钻井液。

作为驱动轴1的安装基础，壳体在此处具体为驱动轴壳体3。由于驱动轴1可能具有相对较长的延伸长度，因此可以采用具有多个(相同或不同)轴承的轴承组安装该驱动轴1。在图示优选实施方式中，轴承组包括彼此间隔地布置于驱动轴1的不同轴向位置的第一TC轴承2和第二TC轴承8以及位于该第一TC轴承2和第二TC轴承8之间的串轴承7。具体地，第一TC轴承2包括第一TC轴承内圈2a和第一TC轴承外圈2b，第二TC轴承8包括第二TC轴承内圈8a和第二TC轴承外圈8b，其中，第一TC轴承外圈2b和第二TC轴承外圈8b可以固定于驱动轴壳体3的内壁面上，第一TC轴承内圈2a和第二TC轴承内圈8a可以与驱动轴1通过过盈配合等方式固定，这些内圈和外圈可以通过外定位件4、第一内定位件5和第二内定位件6实现轴向和/或径向固定。串轴承7可以包括在第一TC轴承2和第二TC轴承8之间依次排列并具有相同规格的多个轴承单元。通过该轴承组，驱动轴1能够被上部钻具驱动为相对驱动轴壳体3转动，且驱动轴1与驱动轴壳体3具有较高的同轴度。

驱动轴1的连接端可以连接有水帽9，该水帽9形成有第一径向流道9a，该第一径向流道9a可以沿径向或者相对径向倾斜向下地贯穿延伸，以允许将由流体输入通道1a输入的钻井液通过该第一径向流道9a流入水帽9与壳体(万向轴壳体12)之间的环形空间内。由此，钻井液通过该环形空间向下流动至以下所述的螺杆总成中。

螺杆总成

结合图1和图3所示，螺杆总成可以包括连接至驱动轴壳体3的底端的万向轴壳体12和连接至该万向轴壳体12的底端的定子壳体16。其中，万向轴壳体12内可以设置有连接至上述水帽9的第一转换接头10和连接至该第一转换接头10的万向轴11，该万向轴11的下端可以通过第二转换接头13连接至转子14，由此，该转子14通过第二转换接头13、万向轴11、第一转换接头10和水帽9传动连接至驱动轴1，以能够随该驱动轴1同步转动。

转子14在定子壳体16内延伸，并形成有流体输送通道14a。该转子14与定子壳体16之间的径向间隙内形成有环形增压通道14b。为了使得由水帽9与壳体(万向轴壳体12)之间的环形空间输送的钻井液分流，上述第二转换接头13形成有第二径向流道13a，该第二径向流道13a可以沿径向或者相对径向倾斜向下地贯穿延伸，由此，所述环形空间内一部分钻井液继续向下流入环形增压通道14b，其余部分则通过第二径向流道13a进入转子14内的流体输送通道14a中。

转子14的外周轮廓形成为在该转子14转动过程中能够向下泵送流体，以使得环形增压通道14b在朝向驱动轴总成的一端产生较低的压力，该较低的压力能够对钻井液产生抽吸作用。为了保证在复合钻进过程中具有较高的能量转换效率，定子壳体16的内壁上可以连接有环绕转子14布置的定子15，该定子15的内周面可以形成为与转子14相适配的轮廓。由此，在转子14被带动为转动过程中，转子14与定子15之间的环形增压通道14b可以有效抽吸上方的钻井液，并在下端的离合总成中产生较大压力。同时，随着转子14的转动，钻井液在流出环形增压通道14b时具有较高的周向速度，这有利于将扭矩传递至壳体。

离合总成

结合图1和图4所示，离合总成可以包括依次连接在定子壳体16下端的壳体接头18和离合壳体19，芯轴17在该壳体接头18和离合壳体19内延伸并连接至前述转子14的远离驱动轴1的一端。离合壳体19的下端可以连接有下接头27，用于连接井底钻具。

芯轴17形成有芯轴通道17a，并在该芯轴17与壳体接头18和离合壳体19之间的径向间隙内形成离合腔17b。在环形增压通道14b内增压后的钻井液可以被通入该离合腔17b内，由于该离合腔17b内具有相对较高的压力，且钻井液具有周向速度，因而可以通过这部分钻井液向壳体接头18和离合壳体19传递扭矩。同时，流体输送通道14a中的钻井液向下流入芯轴通道17a中，并在下接头27处与离合腔17b内的钻井液汇合。

为了使得离合腔17b内形成较高的压力，图示优选实施方式中的芯轴17包括连接至转子14的第一芯轴171和连接至该第一芯轴171下端的第二芯轴172，离合腔17b的对应于该第二芯轴172的部分设有安装有压力喷嘴的压差控制元件26，由此可以保证上述环形增压通道14b的轴向两端之间的压差，进而能够利用离合腔17b内的钻井液向壳体传递充分的扭矩，实现可靠的“合”状态。

图6和图7示出了两种压差控制元件26的结构示意图，其中，图6所示的压差控制元件26可以为图5中安装于离合壳体19的内壁面上的相对靠上方的三个，其组装有具有一定节流阻力的压力喷嘴，从而可以允许钻井液通过该压力喷嘴流动并能够在离合腔17b内形成较高的压力；图7所示的压差控制元件26可以为图5中安装于离合壳体19的内壁面上的相对靠下方的一个，其可以安装有节流阻力较小的压力喷嘴或形成节流通道。通过选择压差控制元件26的数量，或者选择安装于该压差控制元件26上的压力喷嘴的数量，可以设定离合腔17b内能够产生的压力大小，由此适应不同的钻井工况。

如图示地，压差控制元件26的中心形成有用于第二芯轴172穿过的通孔。为了利用该压差控制元件26径向支撑第二芯轴172，需要将该第二芯轴172安装为能够相对第一芯轴171独立转动并随着壳体一同转动，或者能够相对壳体独立转动并随着第一芯轴171一同转动。在本发明一种优选实施方式中，第二芯轴172通过旋转密封组件密封连接至第一芯轴171，并连接为能够与该第一芯轴171彼此独立地转动。由此，通过设置旋转密封组件，不仅使得来自流体输送通道14a的钻井液能够通过第一芯轴171和第一芯轴171内的芯轴通道17a向下流动，还能够保证环形增压通道14b的轴向两端之间产生足够的压差，以利用离合腔17b内的钻井液向壳体传递充分的扭矩。

图5示出了本发明一种优选实施方式的复合与滑动耦合定向钻井调控工具中采用的旋转密封组件。结合图4和图5所示，该密封旋转组件包括连接至第二芯轴172并朝向第一芯轴171延伸的密封壳体25，该密封壳体25具有安装槽，该安装槽内安装有由定位套筒24隔开的一对径向轴承23。第一芯轴171通过该径向轴承23径向支撑于密封壳体25，以允许第一芯轴171与第二芯轴172相对独立地转动。其中，安装槽的朝向第一芯轴171的开口端连接有与该第一芯轴171的外周面密封接合的密封端盖22，其中，第一芯轴171的外周壁上可以通过螺钉21连接有抵靠至该密封端盖22的上端的挡环20。由此，该旋转密封组件可以密封第一芯轴171与第二芯轴172之间的连接部，并允许二者相对独立地转动。

本发明的复合与滑动耦合定向钻井调控工具可用于钻完井设备中，该钻完井设备能够由上述钻井调控工具控制为在复合钻进模式和滑动定向钻进模式之间切换。具体地，在钻井过程中，地面操作人员控制上部钻具的转速，使得螺杆总成的末端形成高压腔，将机械能转化为液力能，后通过离合总成将液力能转化为输出扭矩：当上部钻具的转速设置为使得转化的输出扭矩大于下部钻具的反扭矩时，驱动该下部钻具旋转，形成复合钻进；当上部钻具的转速设置为使得转化的输出扭矩小于下部钻具的反扭矩时，该下部钻具无旋转，形成滑动钻进。无论采用何种钻进模式，由流体输入通道1a输入的钻井液均能够在钻井调控工具的底端汇集并导入下部钻具，因而无流体损失。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种复合与滑动耦合定向钻井调控工具，其特征在于，包括：

壳体，该壳体具有中空腔；

驱动轴(1)，该驱动轴(1)通过轴承组可转动地安装至所述壳体并穿入所述中空腔延伸，且该驱动轴(1)形成有沿轴向延伸的流体输入通道(1a)；

转子(14)，该转子(14)传动连接至所述驱动轴(1)并形成有沿轴向延伸的流体输送通道(14a)，所述壳体与所述转子(14)之间的径向间隙形成为环形增压通道(14b)，所述流体输入通道(1a)连通至所述流体输送通道(14a)和该环形增压通道(14b)，以在所述转子(14)随所述驱动轴(1)被驱动为转动并与所述壳体形成差速时，该环形增压通道(14b)能够抽吸由所述流体输入通道(1a)输入的至少部分流体；

芯轴(17)，该芯轴(17)连接至所述转子(14)的远离所述驱动轴(1)的一端并形成有连通所述流体输送通道(14a)的芯轴通道(17a)，所述壳体与所述芯轴(17)之间的径向间隙内形成有离合腔(17b)，该离合腔(17b)连通至所述环形增压通道(14b)，以能够通过所述转子(14)被所述驱动轴(1)带动为具有不同转速而使得所述壳体相对所述转子(14)和芯轴(17)耦合或解耦。

2.根据权利要求1所述的复合与滑动耦合定向钻井调控工具，其特征在于，所述轴承组包括彼此间隔地布置于所述驱动轴(1)的不同轴向位置的第一TC轴承(2)和第二TC轴承(8)以及位于该第一TC轴承(2)和第二TC轴承(8)之间的串轴承(7)。

3.根据权利要求1所述的复合与滑动耦合定向钻井调控工具，其特征在于，所述驱动轴(1)的朝向所述转子(14)的一端连接有水帽(9)，该水帽(9)形成有第一径向流道(9a)，以允许由所述流体输入通道(1a)输入的流体通过该第一径向流道(9a)流入所述水帽(9)与所述壳体之间的环形空间内。

4.根据权利要求3所述的复合与滑动耦合定向钻井调控工具，其特征在于，所述转子(14)通过万向轴(11)传动连接至所述驱动轴(1)，所述万向轴(11)的两端分别连接有连接至所述水帽(9)的第一转换接头(10)和形成有第二径向流道(13a)的第二转换接头(13)，所述流体输入通道(1a)通过所述水帽(9)与所述壳体之间的环形空间连通所述环形增压通道(14b)，并通过所述第二径向流道(13a)连通所述流体输送通道(14a)。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的复合与滑动耦合定向钻井调控工具，其特征在于，所述壳体的内壁上连接有环绕所述转子(14)的定子(15)，所述环形增压通道(14b)形成于该定子(15)与所述转子(14)之间并形成为能够在所述转子(14)转动过程中向远离所述驱动轴(1)的方向泵送从而抽吸由所述流体输入通道(1a)输入的至少部分流体。

6.根据权利要求1至4中任意一项所述的复合与滑动耦合定向钻井调控工具，其特征在于，所述芯轴(17)包括连接至所述转子(14)的远离所述驱动轴(1)的一端的第一芯轴(171)和连接至该第一芯轴(171)的远离所述转子(14)的一端的第二芯轴(172)，所述离合腔(17b)的对应于该第二芯轴(172)的部分设有安装有压力喷嘴的压差控制元件(26)，进入所述离合腔(17b)内的流体能够通过该压差控制元件(26)流动并在所述第二芯轴(172)的远离所述第一芯轴(171)的一端与通过所述芯轴(17)流动的流体汇合。

7.根据权利要求6所述的复合与滑动耦合定向钻井调控工具，其特征在于，所述压差控制元件(26)连接至所述壳体的内壁面上并径向支撑所述第二芯轴(172)，该第二芯轴(172)通过旋转密封组件密封连接至所述第一芯轴(171)并连接为能够与该第一芯轴(171)相对转动。

8.根据权利要求7所述的复合与滑动耦合定向钻井调控工具，其特征在于，所述旋转密封组件包括连接至所述第二芯轴(172)并朝向所述第一芯轴(171)延伸的密封壳体(25)，该密封壳体(25)具有安装槽，所述第一芯轴(171)通过安装于该安装槽内的径向轴承(23)径向支撑于所述密封壳体(25)以允许所述第一芯轴(171)与所述第二芯轴(172)相对转动，所述安装槽的朝向所述第一芯轴(171)的开口端连接有与该第一芯轴(171)的外周面密封接合的密封端盖(22)。

9.根据权利要求1至4中任意一项所述的复合与滑动耦合定向钻井调控工具，其特征在于，所述壳体依次可拆卸地连接并分别对应所述驱动轴(1)、转子(14)和芯轴(17)的多段，并且/或者，所述壳体的远离所述驱动轴(1)的一端连接有用于连接井底钻具的下接头(27)。

10.一种复合与滑动耦合定向钻井调控方法，其特征在于，包括根据井下信号利用根据权利要求1至9中任意一项所述的复合与滑动耦合定向钻井调控工具选择性执行复合钻进模式和滑动定向钻进模式，所述钻井调控工具的所述驱动轴刚性连接至上部钻具，所述壳体的底端连接有下部钻具，其中，

控制所述上部钻具的转速，当该转速转换的扭矩小于所述下部钻具传递的反扭矩时，所述壳体相对所述转子(14)和芯轴(17)解耦，执行所述滑动定向钻进模式；当该转速转换的扭矩大于所述下部钻具传递的反扭矩时，所述壳体相对所述转子(14)和芯轴(17)耦合，执行所述复合钻进模式。

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