CN218563589U - 一种钻井造斜工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种造斜工具，具体涉及一种钻井造斜工具。该造斜工具由外筒、内筒、液压筒、上控制筒、装配筒和下控制筒构成，外筒内的内筒通过复位弹簧和活塞环宇液压筒连接，液压筒内的液压槽通过上控制筒上的过油通孔与设置在装配筒上的活塞连接；过油通孔上设置有受内筒上控制条控制的密封簧片；内筒上的控制杆与下控制筒上的Y形槽连接。该造斜工具由于控制过程通过控制条、控制杆、Y形槽、密封簧片实现，通过机械结构实现控制，不依赖于电驱动，从而能有效适应井下高温、高压、高腐蚀环境，不易损坏，有效提高可靠性，保证造斜效果，且不易影响钻井作业；解决了现有导向工具通过电磁换向阀控制容易导致控制失效的问题。

Description

一种钻井造斜工具

技术领域

本实用新型涉及一种造斜工具，具体涉及一种钻井造斜工具。

背景技术

石油钻井存在水平井、定向井等斜向或需要拐弯的井，当钻井过程中由竖向向斜向或向水平（或斜向）钻进时；或由于地底地层复杂，钻井过程中难免偏移，在偏移后纠正钻进轨迹时；需要通过造斜工具（或称为导向工具）使钻头偏移，以进行斜向的钻进或进行钻进轨迹纠偏。

现有的造斜工具需要依靠电子方式控制，如公告号为CN111287657A的专利申请公开的一种钻井旋转导向工具，包括一对上、下布置且对接的空心接头，空心接头有整体结构的螺纹头段和光管段，上、下空心接头的螺纹头段反向布置，在上、下空心接头的光管段分别有一滚动轴承，滚动轴承外围有一个外套，该外套支承于滚动轴承上；在外套上开有三个周向布置的空窗，每一空窗布置有一支撑块，每一支撑块配有一只液压缸，液压缸以钻柱内、外的泥浆压差为动力，驱动支撑块沿空窗伸出，贴靠井壁；在钻柱内、外泥浆无压差时，液压缸的复位弹簧使支撑块缩回；上、下空心接头的连接部有泥浆通道，使工具内的泥浆进入液压缸，驱动活塞进而推动支撑块伸出；其中一个支撑块的液压缸还配有换向阀，用于使该支撑块的液压缸接通钻柱内的泥浆或钻柱外的泥浆；可择一实现稳斜钻进工作模式、旋转导向工作模式、全闭起、下钻工作模式。

其依靠电磁换向阀进行控制，而在井下高温、高压、高腐蚀性的环境下，依靠电驱动的电磁换向阀容易损坏或失效，导致控制失效，不仅失去造斜（导向）效果，而且起钻更换损坏的电磁换向阀的过程会影响钻井作业。因此有必要设计一种钻井造斜工具，以解决上述问题。

发明内容

本实用新型的技术方案是：针对现有技术不足，提供一种不容易损坏，能有效保证造斜效果，且不易影响钻井作业的钻井造斜工具。

本实用新型的技术方案是：

一种钻井造斜工具，它由外筒、内筒、液压筒、上控制筒、装配筒和下控制筒构成，其特征在于：外筒内插装有内筒，内筒上由上至下依次活动套装有液压筒、上控制筒、装配筒和下控制筒，液压筒、上控制筒、装配筒和下控制筒依次固定连接；

所述的液压筒的一端端面上设置有环形的液压槽，液压槽内设置有活塞环，活塞环上方的液压槽端口与设置在内筒上的推环套装连接，推环与活塞环之间的液压槽内设置有复位弹簧；活塞环下方的液压槽内充装有液压油；液压筒的另一端端面上设置有均布有出油通孔；

所述的液压筒内侧的内筒圆周上设置有控制条，控制条下方的内筒圆周上设置有控制杆；

所述的上控制筒的端面上与出油通孔对应设置有过油通孔，过油通孔通过出油通孔与液压槽连通；过油通孔内侧的上控制筒内壁上设置有限位滑槽；过油通孔上活动插装有密封簧片，密封簧片分别与过油通孔和限位滑槽交叉并与外筒抵靠连接；

所述的密封簧片上设置有连通孔；

所述的装配筒圆周上与过油通孔对应螺纹安装有活塞缸，活塞缸内通过回缩弹簧活动安装有支撑活塞，支撑活塞内侧的活塞缸与过油通孔连通；所述的活塞缸与外筒插装连接；

所述的下控制筒的内壁上相互连通的Y形槽，Y形槽与控制杆滑动连接。

所述的装配筒的内壁上设置有连接槽，下控制筒一侧的装配筒端面上设置有定位杆，定位杆与连接槽错位设置。

所述的Y形槽上方设置有便于控制杆与Y形槽装配的装配槽，定位杆与装配槽插装连接。

所述的控制条的底端端头呈楔形，控制条的顶端设置有定位槽。

本实用新型的有益效果在于：

该钻井造斜工具通过控制杆与Y形槽的相对运动，能转动控制条，进而使控制条能插入限位滑槽，挤压密封簧片，进而使该密封簧片对应的活塞缸依次通过过油通孔、连通孔、出油通孔与液压槽连通，从而使液压油推动该密封簧片对应的支撑活塞伸出，使支撑活塞与井壁相互作用实现造斜的目的；由于控制过程通过控制条、控制杆、Y形槽、密封簧片实现，通过机械结构实现控制，不依赖于电驱动，从而能有效适应井下高温、高压、高腐蚀环境，不易损坏，有效提高可靠性，保证造斜效果，且不易影响钻井作业；解决了现有导向工具通过电磁换向阀控制容易导致控制失效的问题。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的剖面示意图；

图3是本实用新型内筒的装配示意图；

图4是本实用新型内筒的结构示意图；

图5是本实用新型液压筒的结构示意图；

图6是本实用新型上控制筒的结构示意图；

图7是本实用新型密封簧片的结构示意图；

图8是本实用新型装配筒的轴侧示意图；

图9是本实用新型装配筒的剖面示意图；

图10是本实用新型下控制筒的轴侧示意图；

图11是本实用新型下控制筒的剖面示意图。

图中：1、外筒，2、内筒，3、液压筒，4、上控制筒，5、装配筒，6、下控制筒，7、液压槽，8、活塞环，9、推环，10、复位弹簧，11、出油通孔，12、控制条，13、控制杆，14、过油通孔，15、限位滑槽，16、密封簧片，17、连通孔，18、活塞缸，19、回缩弹簧，20、支撑活塞，21、Y形槽，22、连接槽，23、定位杆，24、装配槽，25、定位槽。

具体实施方式

该钻井造斜工具由外筒1、内筒2、液压筒3、上控制筒4、装配筒5和下控制筒6构成，外筒1内插装有内筒2，内筒2上由上至下依次活动套装有液压筒3、上控制筒4、装配筒5和下控制筒6，液压筒3、上控制筒4、装配筒5和下控制筒6依次固定连接，内筒2能相对于液压筒3、上控制筒4、装配筒5和下控制筒6转动。

液压筒3的一端端面上设置有环形的液压槽7，液压槽7内设置有活塞环8，活塞环8上方的液压槽7端口与设置在内筒2上的推环9套装连接，推环9与活塞环8之间的液压槽7内设置有复位弹簧10；活塞环8下方的液压槽7内充装有液压油；液压筒3的另一端端面上设置有均布有出油通孔11。复位弹簧10的作用一方面是钻井液提高压力冲击内筒2运动时，内筒2通过推环9挤压复位弹簧10，使复位弹簧10推动能活塞环8运动，进而通过活塞环8对液压油进行挤压；另一方面复位弹簧10能在钻井液对内筒2的冲击力减小时，通过复位弹簧10的弹力能推动内筒2向上复位。

液压筒3内侧的内筒2圆周上设置有控制条12，控制条12下方的内筒2圆周上设置有控制杆13；下控制筒6的内壁上相互连通的Y形槽21，Y形槽21与控制杆13滑动连接。Y形槽21的作用是在内筒2转动过程中通过Y形槽21对控制杆13进行引导和限位，从而对内筒2与上控制筒4和下控制通6的相对位置进行引导，使内筒2上的控制条12能进行转动，对控制条12的位置进行切换。由于Y形槽21呈Y字形，Y形槽21通过控制杆13引导内筒2运动时，会带动内筒2上下运动，通过内筒传导至钻杆的运动趋势，即能判断内筒是否转动到位；同时由于Y形槽21上部呈V字形，控制杆13向下运动过程中能在Y形槽21上端的引导下自动进入Y形槽21的下端，进而对控制杆13进行引导，从而对内筒2的位置进行引导。

上控制筒4的端面上与出油通孔11对应设置有过油通孔14，过油通孔14通过出油通孔11与液压槽7连通；以在活塞环8挤压液压油时，液压油能通过出油通孔11进图过油通孔14中。过油通孔14内侧的上控制筒4内壁上设置有限位滑槽15，限位滑槽15与控制条12滑动套装连接；过油通孔14上活动插装有密封簧片16，密封簧片16上设置有连通孔17；密封簧片16分别与过油通孔14和限位滑槽15交叉并与外筒1抵靠连接。限位滑槽15的作用是控制条12插入限位滑槽15时，通过限位滑槽15引导并限制控制条12的运动，确保控制条12能插入密封簧片16下方，进而使控制条12能推动密封簧片16向上运动，使密封簧片16上的连通孔17分别与密封簧片16两侧的过油通孔14连通，从而使过油通孔14连通，使液压油能通过过油通孔14继续向下流动。密封簧片16的顶部端头具有弹性能进行压缩，密封簧片16的底部端头受控制条12的挤压时，密封簧片16的底部挤压密封簧片16的顶部，使密封簧片16底部上行，进而使设置在密封簧片16底端的连通孔17上行，从而使连通孔17与过油通孔14连通；密封簧片16的底部端头不受控制条12的挤压时，密封簧片16在自身弹力作用下，密封簧片16的底部端头下行，使连通孔17不再与过油通孔14连通，从而通过密封簧片16对过油通孔14截断，使密封簧片16上方过油通孔14中的液压油不能再继续向下流动。

装配筒5圆周上与过油通孔14对应螺纹安装有活塞缸18，活塞缸18内通过回缩弹簧19活动安装有支撑活塞20，支撑活塞20内侧的活塞缸18与过油通孔14连通；活塞缸18与外筒1插装连接。活塞缸18的作用一方面是对支撑活塞20底部密封，使液压油通过过油通孔14进入活塞缸18时，液压油能推动支撑活塞20向上运动；另一方面由于活塞缸18与外筒1插装连接，且液压筒3、上控制筒4、装配筒5和下控制筒6依次固定连接，通过活塞缸18能限制装配筒5的位置，防止装配筒5在内筒2的带动下转动，进而能分别防止液压筒3、上控制筒4、装配筒5和下控制筒6转动，使液压筒3上的出油通孔11、过油通孔14以及与活塞缸18连接的连通孔之间不易错位，进而保持液压油能正常流动；同时使液压筒3、上控制筒4、装配筒5和下控制筒6分别能与内筒2相对转动。回缩弹簧19的作用是通过回缩弹簧19的弹力在液压油压力减小时，推动支撑活塞20复位。

装配筒5的内壁上设置有连接槽22，下控制筒6一侧的装配筒5端面上设置有定位杆23，定位杆23与连接槽22错位设置。Y形槽21上方设置有便于控制杆13与Y形槽21装配的装配槽24，定位杆23与装配槽24插装连接。装配槽24的作用是通过装配槽24使控制杆13能穿过装配筒5，进而使装配筒5能套装在内筒2上，同时使内筒2能穿过装配筒5后能与下控制筒6进行装配。连接槽22的作用是使控制杆13能通过连接槽22进入Y形槽中，进而便于控制杆13与下控制筒6的装配。定位杆23的作用是在控制杆13进入Y形槽21后通过定位杆23对连接槽22进行封堵，使控制杆13在正常工作时不会进入连接槽22中，避免控制杆13与连接槽22在正常过程中发生干涉。

控制条12的底端端头呈楔形，以便于控制条12端头插入密封簧片16底部，进而使控制条12能推动密封簧片16向上运动。控制条12的顶端设置有定位槽25，以通过定位槽25使密封簧片16能在自身弹力向下复位，进而使密封簧片16对过油通孔14截断，防止活塞筒18中的液压油回流至液压槽7内。

该钻井造斜工具造斜时，通过钻杆带动内筒2转动，使内筒2上的控制条12转动至需要偏转方向的对侧（需要支撑活塞20伸出的一侧），使控制条12能插入与需要伸出的支撑活塞20对应的限位滑槽15中。控制条12到位后，控制杆13转动至需要偏转方向的对侧的下控制筒6上的Y形槽21中心。控制杆13运动到位后，增大钻井液的压力，使钻井液冲击内筒2向下运动，内筒2向下运动过程中，控制杆13沿着Y形槽21向下运动，通过Y形槽21引导控制杆13，进而引导内筒2的位置，从而引导控制条12的位置，使控制条12能插入限位滑槽15中。内筒2向下运动过程中一方面依次通过推环9、复位弹簧10、活塞环8挤压液压油，另一方面带动控制条12向下运动，使控制条12推动密封簧片16向外侧压缩，使连通孔17能与过油通孔14连通，从而使加压后的液压油能依次通过出油通孔11、过油通孔14、连通孔17进入活塞缸18内，由此通过液压油推动支撑活塞20向外伸出，使支撑活塞20与井壁相互作用，使外筒1向支撑活塞20伸出方向相反的方向偏转，进而带动钻头进行偏转，进行斜向钻进，进而造斜。控制筒12下行至密封簧片16处于定位槽25处时，密封簧片16能在自身弹力作用下向内运动，进而使密封簧片16对过油通孔14密封，由此通过密封簧片16与定位槽25的相互作用能减小内筒2向下的推力，从而能减小钻井液的压力。

该钻井造斜工具通过控制杆13与Y形槽21的相对运动，能转动控制条12，进而使控制条12能插入限位滑槽15，挤压密封簧片16，进而使该密封簧片16对应的活塞缸18依次通过过油通孔14、连通孔17、出油通孔11与液压槽7连通，从而使液压油推动该密封簧片16对应的支撑活塞20伸出，使支撑活塞20与井壁相互作用实现造斜的目的；由于控制过程通过控制条12、控制杆13、Y形槽21、密封簧片16实现，通过机械结构实现控制，不依赖于电驱动，从而能有效适应井下高温、高压、高腐蚀环境，不易损坏，有效提高可靠性，保证造斜效果，且不易影响钻井作业；解决了现有导向工具通过电磁换向阀控制容易导致控制失效的问题。

Claims (4)

1.一种钻井造斜工具，它由外筒（1）、内筒（2）、液压筒（3）、上控制筒（4）、装配筒（5）和下控制筒（6）构成，其特征在于：外筒（1）内插装有内筒（2），内筒（2）上由上至下依次活动套装有液压筒（3）、上控制筒（4）、装配筒（5）和下控制筒（6），液压筒（3）、上控制筒（4）、装配筒（5）和下控制筒（6）依次固定连接；

所述的液压筒（3）的一端端面上设置有环形的液压槽（7），液压槽（7）内设置有活塞环（8），活塞环（8）上方的液压槽（7）端口与设置在内筒（2）上的推环（9）套装连接，推环（9）与活塞环（8）之间的液压槽（7）内设置有复位弹簧（10）；活塞环（8）下方的液压槽（7）内充装有液压油；液压筒（3）的另一端端面上设置有均布有出油通孔（11）；

所述的液压筒（3）内侧的内筒（2）圆周上设置有控制条（12），控制条（12）下方的内筒（2）圆周上设置有控制杆（13）；

所述的上控制筒（4）的端面上与出油通孔（11）对应设置有过油通孔（14），过油通孔（14）通过出油通孔（11）与液压槽（7）连通；过油通孔（14）内侧的上控制筒（4）内壁上设置有限位滑槽（15）；过油通孔（14）上活动插装有密封簧片（16），密封簧片（16）分别与过油通孔（14）和限位滑槽（15）交叉并与外筒（1）抵靠连接；

所述的密封簧片（16）上设置有连通孔（17）；

所述的装配筒（5）圆周上与过油通孔（14）对应螺纹安装有活塞缸（18），活塞缸（18）内通过回缩弹簧（19）活动安装有支撑活塞（20），支撑活塞（20）内侧的活塞缸（18）与过油通孔（14）连通；所述的活塞缸（18）与外筒（1）插装连接；

所述的下控制筒（6）的内壁上相互连通的Y形槽（21），Y形槽（21）与控制杆（13）滑动连接。

2.根据权利要求1所述的一种钻井造斜工具，其特征在于：所述的装配筒（5）的内壁上设置有连接槽（22），下控制筒（6）一侧的装配筒（5）端面上设置有定位杆（23），定位杆（23）与连接槽（22）错位设置。

3.根据权利要求2所述的一种钻井造斜工具，其特征在于：所述的Y形槽（21）上方设置有便于控制杆（13）与Y形槽（21）装配的装配槽（24），定位杆（23）与装配槽（24）插装连接。

4.根据权利要求1所述的一种钻井造斜工具，其特征在于：所述的控制条（12）的底端端头呈楔形，控制条（12）的顶端设置有定位槽（25）。

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