CN205154020U - 一种指向式旋转导向钻井系统导向弯头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种指向式旋转导向钻井系统导向弯头，它主要由外套、球窝关节、钢球、插套、橡胶密封、连接套以及导流套组成。所述外套与球窝关节之间通过钢球连接；插套安装在外套内部，用于定位钢球；导流套安装在连接套内部，橡胶密封安装在导流套两端的球面凹槽内；外套与连接套两端之间通过螺纹连接；球窝关节上加工有球窝，外套的内侧加工有球槽，钢球安装在球窝和球槽中；可以把钻杆的扭矩传递到外套上，然后顺着球槽安装带有花键的插套，花键和球槽相互配合用来传递扭矩。本实用新型能够降低旋转心轴的承载力，使得旋转芯轴仅仅承受钻柱的扭矩，从而提高芯轴的使用寿命，降低钻井成本。

Description

一种指向式旋转导向钻井系统导向弯头

技术领域

本实用新型涉及一种指向式旋转导向钻井系统导向弯头，主要用于油气以及矿山开采中的旋转导向系统，属于油气开发钻井井下动力工具的设计以及制造领域。

背景技术

随着油气资源开采技术的不断发展，钻井技术朝着高效、高速的方向发展已成为一种趋势，而旋转导向闭环钻井技术代表了当今世界钻井技术发展的最高水平，非常适合目前开发特殊油藏的超深井、高难度定向井、水平井、大位移井和水平分支井等。目前有三种比较成熟的导向系统，其中包括不旋转外筒式闭环自动导向钻井系统、全旋转导向钻井系统、旋转导向自动钻井系统。旋转导向钻井系统实质上是一个旋转导向工具与测量传输仪器联合组成的井下闭环工具系统，旋转导向系统按导向方式可分为两类：推靠式和指向式。旋转导向系统按偏置机构的工作方式又可分为静态偏置式和动态偏置式，即调制式二种。对于推靠式旋转导向系统，具有以下特点：侧向力大，造斜率高,但旋转导向钻出的井眼狗腿大，轨迹波动大，不平滑，钻头和钻头轴承的磨损较严重；指向式旋转导向系统的特点：能钻出较平滑的井眼，摩阻和扭矩较小，可以使用较大的钻压，机械钻速较高，有助于发挥钻头的性能，钻头及其轴承承受的侧向载荷较小。结合目前国内外旋转导向技术的发展状况，同时基于旋转导向弯头的工作原理，针对目前旋转导向系统中芯轴在交变应力下容易破坏的问题，本实用新型提出了一种不仅能够传递大扭矩，而且能够传输钻井液的指向式旋转导向钻井系统导向弯头，在满足旋转导向要求的同时，能够有效提高旋转芯轴的使用寿命，降低了钻井成本。

发明内容

本实用新型的目的是针对目前整体式旋转芯轴在偏置状态受到交变载荷而容易疲劳破坏的问题，提供一种指向式旋转导向钻井系统导向弯头，不仅能够改善旋转芯轴的受力状况，而且能够传递大扭矩、传输高压钻井液。

本实用新型一种指向式旋转导向钻井系统导向弯头，主要由外套、球窝关节、钢球、插套、橡胶密封、连接套以及导流套组成，所述外套与球窝关节之间通过钢球连接，插套安装在外套内部，用于定位钢球；导流套安装在连接套内部，橡胶密封安装在导流套两端的球面凹槽内；外套与连接套两端之间通过螺纹连接；球窝关节上加工有球窝，球窝关节的球形摩擦面加工有微孔，以减小球窝关节与橡胶密封之间的微动磨损；外套的内侧加工有球槽，钢球安装在球窝和球槽中；可以把钻杆的扭矩传递到外套上，然后顺着球槽安装带有花键的插套，花键和球槽相互配合用来传递扭矩。

本实用新型的有益效果在于：1、由于旋转心轴既要万向转动，又要传递扭矩，同时还必须有泥浆通道，使得结构设计比较复杂，因而对旋转心轴进行分段设计；2、旋转心轴在弯曲状态下绕自身的轴线进行旋转的过程中，心轴处于连续的交变载荷作用下很容易发生疲劳破坏，因此对导向弯头采用空心万向轴设计可避免旋转心轴由于承受高强度的交变应力而过早的疲劳失效；3、能够降低旋转心轴的承载力，使得旋转芯轴仅仅承受钻柱的扭矩，从而提高芯轴的使用寿命，降低钻井成本。

附图说明

图1是本实用新型一种指向式旋转导向钻井系统导向弯头的结构示意图；

图2是本实用新型导向弯头的整体示意图；

图3是图2的剖视图。

图中：1.外套，2.球窝关节，3.钢球，4.插套，5.橡胶密封，6.连接套，7.导流套。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

如图1、图2、图3所示，本实用新型一种指向式旋转导向钻井系统导向弯头，主要由外套1、球窝关节2、钢球3、插套4、橡胶密封5、连接套6以及导流套7组成。所述外套1与球窝关节2之间通过钢球3连接，插套4安装在外套1内部，用于定位钢球3，导流套7安装在连接套6内部，橡胶密封5安装在导流套7两端的球面凹槽内，外套1与连接套6两端之间通过螺纹连接，球窝关节2上加工有球窝，球窝关节2的球形摩擦面加工有微孔，以减小球窝关节2与橡胶密封5之间的微动磨损；外套1的内侧加工有球槽，钢球3安装在球窝和球槽中，可以把钻杆的扭矩传递到外套1上，然后顺着球槽安装带有花键的插套4，花键和球槽相互配合用来传递扭矩；连接套6和外套1通过螺纹连接。钢球3可以在球槽的预留长度内移动，伴随着上下球头的摆动实现万向连接；橡胶密封5可以确保泥浆不损伤钢球3，同时外套1和球窝关节2之间充满润滑油实现钢球3的润滑。

Claims (3)

1.一种指向式旋转导向钻井系统导向弯头，主要由外套(1)、球窝关节(2)、钢球(3)、插套(4)、橡胶密封(5)、连接套(6)以及导流套(7)组成，其特征在于：所述外套(1)与球窝关节(2)之间通过钢球(3)连接；插套(4)安装在外套(1)内部，用于定位钢球(3)；导流套(7)安装在连接套6内部，橡胶密封(5)安装在导流套(7)两端的球面凹槽内；外套(1)与连接套(6)两端之间通过螺纹连接；球窝关节(2)上加工有球窝，外套(1)的内侧加工有球槽；钢球(3)安装在球窝和球槽中，可以把钻杆的扭矩传递到外套(1)上，然后顺着球槽安装带有花键的插套(4)，花键和球槽相互配合用来传递扭矩；钢球(3)可以在球槽的预留长度内移动，伴随着上下球头的摆动实现万向连接。

2.根据权利要求1所述的一种指向式旋转导向钻井系统导向弯头，其特征在于：球窝关节(2)的球形摩擦面加工有微孔，以减小球窝关节(2)与橡胶密封(5)之间的微动磨损。

3.根据权利要求1所述的一种指向式旋转导向钻井系统导向弯头，其特征在于：橡胶密封(5)可以确保泥浆不损伤钢球(3)，同时外套(1)和球窝关节(2)之间充满润滑油实现钢球(3)的润滑。