CN219808950U - 一种井下旋转导向机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及钻井器旋转导向技术领域，具体涉及一种井下旋转导向机构，旨在解决现有的导向工具无法有效控制其发生偏转的问题。一种井下旋转导向机构，包括：钻探组件，钻探组件包括钻头和钻杆；导向组件，导向组件与钻探组件连接，导向组件包括若干相互连接的导向柱和柔性管，柔性管穿设在导向柱内，导向组件相对钻探组件的端部设置有动力装置，导向柱的外周壁上均设置有刚性壳体，钻探组件挖掘时可带动导向组件发生偏转。井下开挖时，可以通过动力装置控制钻探组件下潜，偏转导向时，通过动力装置控制钻头偏转，同时若干导向柱跟随钻头发生不同程度的偏转，刚性壳体能够使导向柱增加刚性，保证在湿润的土层中也能够快速前进。

Description

一种井下旋转导向机构

技术领域

本实用新型涉及钻井器旋转导向技术领域，具体涉及一种井下旋转导向机构。

背景技术

随着石油工业的发展，为了获得更好的经济效益，需要钻深井、超深井、大位移井和长距离水平井，而且常常要在更复杂的地层如高陡构造带钻井，旋转导向钻井系统它以旋转导向钻进方式，自动、灵活地调整井斜和方位，既能够大幅度提高钻井速度，也能减少钻井事故，提高钻井安全性，降低钻井成本，并且有很高的轨迹控制精度，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特殊工艺井导向钻井的需要。

在地下钻井中，导向工具的驱动部分为导向工具提供动力，导向工具可以发生偏转，钻井工具经过湿润的土壤时，由于导向工具的偏转部分具有柔性，在驱动部分提供动力时，柔性部分在湿润土壤中无法跟随钻头继续挖掘，使得导向工具在原地无法前进或是前进速度慢，效率及工程上都会受到一定的影响。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有的导向钻井技术无法有效控制在湿润土壤中，柔性机构在偏转时不易继续前进，目的在于提供一种井下旋转导向机构，解决可有效控制钻头实现弯曲偏转并能够加强刚度而不会造成导向工具无法前进的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种井下旋转导向机构，包括：

钻探组件，所述钻探组件包括钻头和钻杆；

导向组件，所述导向组件与所述钻探组件连接，所述导向组件包括若干相互连接的导向柱和柔性管，所述柔性管穿设在所述导向柱内，所述导向组件相对所述钻探组件的端部设置有动力装置；

其中，所述导向柱可相对相邻导向柱偏转，所述导向柱的外周壁上均设置有刚性壳体，所述钻探组件挖掘时可带动所述导向组件发生偏转。

上述技术方案中，动力装置控制钻探组件和导向组件，并驱动钻头开挖钻井，动力装置可控制钻头产生导向作用，使钻头产生倾斜，钻头则带动柔性管弯曲，同时，导向柱也跟随柔性管一同进行弯曲，实现钻井工具的导向作用，在遇到湿润柔软的土层时，设置在导向柱外侧的刚性壳体可以增加导向柱的刚性，可在动力装置的推动下继续在湿润的土层内挖掘。

在一些可选的技术方案中，所述导向柱为圆柱结构，所述导向柱的顶端设置有若干插板，所述导向柱底端的外周壁上开设有若干用于与所述插板连接的插槽，所述插槽的槽宽大于所述插板的宽度。

上述技术方案中，相邻导向柱之间通过插板与插槽互相连接，插槽的槽宽大于插板的宽，能够在导向柱偏转时，插板有足够的偏转空间。

在一些可选的技术方案中，所述插槽内开设有插孔，所述插板朝向所述导向柱中轴线的端部设置有铰链轴，所述铰链轴用于转动连接在所述插孔内。

上述技术方案中，插板通过铰链轴设置在插孔内，导向柱可通过铰链轴发生偏转。

在一些可选的技术方案中，所述插板远离所述导向柱的端部设置有凸块，所述凸块的底端开设有滑槽，所述刚性壳体的顶端设置有连接块，所述连接块用于滑动连接在所述滑槽内。

上述技术方案中，导向柱安装好之后，刚性壳体可通过连接块与凸块连接，增加导向柱的刚性。

在一些可选的技术方案中，所述刚性壳体为半空心圆柱结构，每一个所述导向柱的外周壁上均设置有两个所述刚性壳体，两个所述刚性壳体通过连接板连接。

上述技术方案中，两个半空心圆柱结构的刚性壳体相互拼接之后，可沿周向方向增加导向柱的刚性，且两个刚性壳体连接之后，可通过连接板进行固定，避免在导向工具工作时，刚性壳体松脱。

在一些可选的技术方案中，所述刚性壳体沿侧壁的端面开设有环形滑槽，所述环形滑槽的外径小于所述刚性壳体的外径，所述连接板滑动连接在所述环形滑槽内。

上述技术方案中，刚性壳体安装完成之后，可沿环形滑槽滑动连接板，使连接板位于两个刚性壳体之间，实现固定。

在一些可选的技术方案中，所述刚性壳体的外周壁上开设有与所述环形滑槽连通的视窗槽，所述视窗槽的外径弧度小于π，所述连接板的外径弧度小于π且大于π/2。

上述技术方案中，可通过视窗槽操作连接板进行滑动，实现对两个刚性壳体的固定。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型中，通过动力装置将导向组件送入井下后，钻头带动导向组件进行挖掘，需要转向时，动力装置可控制钻头进行导向，导向组件则跟随钻头一同转向，若干导向柱发生偏转，实现导向作用，同时，设置在导向柱外侧的刚性壳体能够增加导向组件的刚性，能够保证在湿润的土层内，导向机构可以继续运作前进；

2、每一个导向柱的外周壁上都设有两个刚性壳体，刚性壳体上开设有环形滑槽，且环形滑槽内设置有连接板，刚性壳体完成安装后，可滑动连接板，使两个刚性壳体进行固定，避免在工作时松脱。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型常态时的结构示意图；

图2为本实用新型中钻头发生偏转导向时的结构示意图；

图3为本实用新型中导向柱的结构示意图一；

图4为本实用新型中导向柱的结构示意图二；

图5为本实用新型中刚性壳体和连接板的结构示意图；

图6为本实用新型中刚性壳体的结构示意图一；

图7为本实用新型中刚性壳体的结构示意图二。

附图中标记及对应的零部件名称：

11、钻头；12、钻杆；2、导向柱；21、插板；22、插槽；23、凸块；3、刚性壳体；31、环形滑槽；32、视窗槽；33、连接块；4、连接板。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。需要说明的是，本实用新型已经处于实际研发使用阶段。

如图1和图2所示，本实施例提供一种井下旋转导向机构，包括：

钻探组件，钻探组件包括钻头11和钻杆12；

导向组件，导向组件与钻探组件连接，导向组件包括若干相互连接的导向柱2和柔性管，柔性管穿设在导向柱2内，导向组件相对钻探组件的端部设置有动力装置；

其中，导向柱2可相对相邻导向柱2偏转，导向柱2的外周壁上均设置有刚性壳体3，钻探组件挖掘时可带动导向组件发生偏转。

具体的，钻头11设置在钻杆12的一端，钻杆12相对钻头11的另一端与柔性管连接，柔性管的外周壁上套设有若干导向柱2，导向柱2的外周壁上套设有刚性壳体3，在井下开挖工程中，用动力装置控制钻探组件下潜进入土层，导向组件则会跟随钻杆12一同前进，在需要进行偏转导向时，动力装置可控制钻头11偏转，同时导向组件也会跟随钻杆12一同偏转，若干导向柱2发生不同程度的偏转，刚性壳体3可增加导向柱2及柔性管的刚度，避免在遇到湿润的土层时，柔性管过于柔软，动力装置无法为其提供动力前行。

如图3和图4所示，导向柱2为圆柱结构，导向柱2的顶端设置有若干插板21，导向柱2底端的外周壁上开设有若干用于与插板21连接的插槽22，插槽22的槽宽大于插板21的宽度。

如图3和图4所示，插槽22内开设有插孔，插板21朝向导向柱2中轴线的端部设置有铰链轴，铰链轴用于转动连接在插孔内。

具体的，导向柱2为圆柱体结构，顶端设置有插板21，且导向柱2底端的外周壁开设有插槽22，插板21和插槽22的数量均为两个，且均沿导向柱2的中心轴线对称设置，插槽22的开口宽度大于插板21的宽度，便于在偏转导向时，留给插板21活动的空间，相邻两个导向柱2安装时，可将其中一个导向柱2的插板21插入另一个导向柱2的插槽22内，同时其中一个导向柱2的铰链轴插入另一个导向柱2的插孔内，完成安装后，导向柱2可通过铰链轴发生相对转动。

如图2至图4所示，插板21远离导向柱2的端部设置有凸块23，凸块23的底端开设有滑槽，刚性壳体3的顶端设置有连接块33，连接块33用于滑动连接在滑槽内。

如图5至图7所示，刚性壳体3为半空心圆柱结构，每一个导向柱2的外周壁上均设置有两个刚性壳体3，两个刚性壳体3通过连接板4连接。

如图5至图7所示，刚性壳体3沿侧壁的端面开设有环形滑槽31，环形滑槽31的外径小于刚性壳体3的外径，连接板4滑动连接在环形滑槽31内。

如图5至图7所示，刚性壳体3的外周壁上开设有与环形滑槽31连通的视窗槽32，视窗槽32的外径弧度小于π，连接板4的外径弧度小于π且大于π/2。

具体的，刚性壳体3为半空心圆柱式结构，每一个导向柱2的外周壁上均安装有两个刚性壳体3，刚性壳体3安装时，通过连接块33插入凸块23的滑槽内，完成一对刚性壳体3的安装之后，在视窗槽32内沿环形滑槽31滑动连接板4，由于两个刚性壳体3拼装后可组为一个空心圆柱结构，且两个刚性壳体3结构一致，因此可将连接板4沿环形滑槽31滑动至两个空心圆柱之间，完成两个连接板4的滑动后，刚性壳体3即实现了固定效果，避免在土层中挖掘时产生松动。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种井下旋转导向机构，其特征在于，包括：

钻探组件，所述钻探组件包括钻头（11）和钻杆（12）；

导向组件，所述导向组件与所述钻探组件连接，所述导向组件包括若干相互连接的导向柱（2）和柔性管，所述柔性管穿设在所述导向柱（2）内，所述导向组件相对所述钻探组件的端部设置有动力装置；

其中，所述导向柱（2）可相对相邻导向柱（2）偏转，所述导向柱（2）的外周壁上均设置有刚性壳体（3），所述钻探组件挖掘时可带动所述导向组件发生偏转。

2.根据权利要求1所述的一种井下旋转导向机构，其特征在于：所述导向柱（2）为圆柱结构，所述导向柱（2）的顶端设置有若干插板（21），所述导向柱（2）底端的外周壁上开设有若干用于与所述插板（21）连接的插槽（22），所述插槽（22）的槽宽大于所述插板（21）的宽度。

3.根据权利要求2所述的一种井下旋转导向机构，其特征在于：所述插槽（22）内开设有插孔，所述插板（21）朝向所述导向柱（2）中轴线的端部设置有铰链轴，所述铰链轴用于转动连接在所述插孔内。

4.根据权利要求2所述的一种井下旋转导向机构，其特征在于：所述插板（21）远离所述导向柱（2）的端部设置有凸块（23），所述凸块（23）的底端开设有滑槽，所述刚性壳体（3）的顶端设置有连接块（33），所述连接块（33）用于滑动连接在所述滑槽内。

5.根据权利要求4所述的一种井下旋转导向机构，其特征在于：所述刚性壳体（3）为半空心圆柱结构，每一个所述导向柱（2）的外周壁上均设置有两个所述刚性壳体（3），两个所述刚性壳体（3）通过连接板（4）连接。

6.根据权利要求5所述的一种井下旋转导向机构，其特征在于：所述刚性壳体（3）沿侧壁的端面开设有环形滑槽（31），所述环形滑槽（31）的外径小于所述刚性壳体（3）的外径，所述连接板（4）滑动连接在所述环形滑槽（31）内。

7.根据权利要求6所述的一种井下旋转导向机构，其特征在于：所述刚性壳体（3）的外周壁上开设有与所述环形滑槽（31）连通的视窗槽（32），所述视窗槽（32）的外径弧度小于π，所述连接板（4）的外径弧度小于π且大于π/2。