CN2760209Y - 转盘动力定向钻井工具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种定向井钻井工具，它包括外壳、主动轴、从动轴、止转销孔、轴承、柔性钻杆、柔杆筒和斜向器；所述主动轴外表有导轨，在其下部有内六方，其内部有供延伸杆做密封的孔；所述的外壳内壁上有一个固定的游销；所述的从动轴是一个外六方结构，在其上端有延伸杆；将外壳、柔杆筒、斜向器和钻头接头通过轴承连接形成一个外层；将主动轴、从动轴、柔性钻杆和钻头接头连接形成一个内层；所述的内、外层间采用轴承连接；本实用新型用于超短半径水平井钻井时，支持造斜和水平延伸一趟钻完成。本实用新型用于定向井钻进时，工具长度缩短为1.5－2米，在工具的上端带上随钻测斜仪就能打出任意轨迹的井眼，像蚯蚓哪样灵活。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用转盘作动力的定向钻井工具，可用于油(气)井勘探开发过程中的定向井、短半径和超短半径水平井、丛式井、分支井钻井。
背景技术
现有的定向水平井工具可参见名称为转盘旋转导向钻井工具，专利号为03236776.7的技术方案，传统的定向水平井工具均采用螺杆作动力，动力不足，造斜钻进、稳斜钻进要反复起下钻，致使施工周期长。现有的超短半径水平井工具需将造斜和水平延伸分几趟钻完成，工人效率低。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种转盘动力定向钻井工具，可以解决定向井钻进中，在不起下钻的情况下，既可造斜钻进，也可稳斜钻进的问题，以及超短半径不平井钻进中，在不起下钻的情况下，将造斜和水平延伸一趟钻完成的技术问题。
本实用新型所述的转盘动力定向钻井工具，包括外壳、旁通孔、主动轴、游销、导轨、延伸杆、弹簧片、外六方即从动轴、内六方、止转销孔、轴承、柔性钻杆、柔杆筒和斜向器；所述主动轴外表有导轨，在其下部有内六方，其内部有供延伸杆做密封的孔；所述的外壳内壁上有一个固定的游销；所述的从动轴是一个外六方结构，在其上端有延伸杆；将外壳、柔杆筒、斜向器和钻头接头通过轴承连接形成一个外层；将主动、从动轴、柔性钻杆和钻头接头连接形成一人内层；所述的内、外层间采用轴承连接，内、外层对应位置处开有止转销孔；所述的主动轴和从动轴以六方结构配合滑动连接；所述主动轴外表的导轨为游销定位槽，滑道拐角为游销地运动方向限位转角；所述的游销挂入游销定位槽中，内、外层为同步转动状态，游销从滑轨中摘下，内、外层互为解脱状态。
如上所述的转盘动力定向钻井工具，在外层的下部安装有一个斜向器。
如上所述的转盘动力寂静向钻进工具，所述外层的可弯曲段采用无缝钢管割缝或由带钢螺旋绕制而成的能360度弯曲旋转结构。
如上所述的转盘动力定向钻井工具，其中的柔性钻杆的水眼采用高压胶管整体密封结构。
如上所述的转盘动力定向钻井工具，在高压胶管以上开有旁通孔。
本实用新型的优点及积极效果：
1.通过外壳施加钻压，柔性钻杆各球键万向节之间没有正压力，减小了钻进时所需的扭矩。
2.用转盘作动力，动力大，不受井深限制。
3.不起下钻的情况下，可变换钻进方式，既可造斜钻进，也可稳斜钻进。
4.造斜和水平延伸一趟钻完成。
附图说明
图1是本实用新型整体结构原理图。
图2是图1的局部放大图。
图3是本实用新型的摘挂装置示意图。
图4是本实用新型的摘挂装置中的导轨实施例展开图。
图5是本实用新型的摘挂装置中的导轨另一实施例展开图。
图6是本实用新型的柔杆筒结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的工作原理及实施例可参见附图：图中1是上接头，2是旁通孔，3是轴承座，4是弹子，5是轴承一，6是水眼，7是延伸杆，8是外壳，9是双公接头，10是止转销孔，11是轴承套，12是轴承座，13是丝堵，14是连接销，15是止转销孔，16是内球键，17是割缝，18是焊口，19是斜向器，20是连接销，21是丝堵，22是轴承座，23是定向键，24是主动轴，25是丝堵，26是O型圈，27是游销，28是导轨，29是弹簧片，30是外六方从动轴，31是内六方，32是连接销，33是弹子，34是柔杆筒，35是外球键，36是胶管锁头，37是胶管，38是内外锁头，39是轴承二，40是弹子，41是钻头接头，42是燕尾槽，43是焊口，44是丝扣圈。
本实用新型由摘挂装置、柔性钻杆、导向系统三大部分组成。
地面摘挂装置由上接头1、主动轴31(内六方)、从动轴30(外六方)旁通孔2，轴承(轴承座3、弹子4、轴承一5、丝堵25)、“O”型圈26、游销27、弹簧片29、导轨28等组成。
导向系统由钻头接头41、轴承(包括轴承座22、弹子40、轴承二39、丝堵21)、连接销20、柔杆筒34、斜向器19组成。图6是柔杆筒的结构示意图，在圆筒上有很多均布的割缝或由带钢螺旋绕制而成，可360度弯曲旋转。
柔性钻杆由内、外球键16、35组成球键万向节，再由多个球键万向节串接而成，入井长度可根需要确定。
如图1：将摘挂装置、柔性钻杆、导向系统三大部分组装成一体就是本实用新型。钻进时、扭矩通过上接头1、主动轴24、内六方31、外六方30、双公接头9、柔性钻杆(内、外球键16、35)、钻头接头41到钻头。钻压则通过上接头1、轴承座3、弹子4、轴承一5、外壳8、轴承套11、柔杆筒34、斜向器19加到钻头上。胶管37和延伸杆上的“O”型圈26可保证泥浆正常循环。在上述过程中，由于主动轴24上的内六方31与从动轴30(外六方)可沿轴向相对滑动，钻压会压缩弹簧片29(有四根)，弹簧片的下端焊在外壳8上，弹簧片上端受燕尾槽42约束只能轴向滑动，钻压使弹簧片中部突出帖紧井壁，其结果是外壳8不转、通过轴承套11与外壳8连接的柔杆筒34不转、斜向器19不转，斜向器19会让钻头始终朝着一个方向钻进，这就是造斜钻进。
这可以理解为把一根柔性钻杆分成了内层和外层，两层之间靠多个轴承连接，内层用来传递扭矩，外层用来控制导向。它有两种工作状态；内外层一起旋转时为稳斜钻进，内层转外层不转时为造斜钻进，工作状态可以通过摘挂装置来转换。图3是摘挂装置的示意图，图4、5是导轨示意图，所述主动轴外表的导轨为游销的摘挂滑道，它呈双侧倒勾状，勾状端部呈倒V形，其顶点设有游销定位槽，滑道拐角为游销运动方向限位转角。如果要将造斜钻进变为稳斜钻进则先停钻，上提钻具，弹簧片回位，主动轴和导轨上行，与外壳一体的游销会顺着导轨由A、B到C点，再下放钻具使游销到D点(不到原方入)，受游销和导轨相互约束，外壳和主动轴不能相对旋转。再打钻时主动轴上的导轨会带着游销旋转，游销是固定在外壳上的，外壳也一起旋转，柔杆筒和斜向器也转，这时的斜向器是360度导向，结果是使井径扩大，这就是稳斜钻进。这时的钻压是通过导轨、游销、外壳到钻头的。由于稳斜钻进时摘挂装置变长了，不到原方入，这是判定是否挂上的条件，否则要将钻头放到井底转一转(让游销进入AB区)、再上提下放钻具，直到确认挂上为止。要将稳斜钻进变为造斜钻进，则需要将游销从导轨上摘下，方法是上提钻具游销由D点到E点，再下放钻具游销由E点到AB区(方入有变化)，游销与导轨分离。在钻头放到井底之前(见图3，游销在直道区间)定好向，即可进行造斜钻进。当定向要求不高时可采用图6所示的导轨，每提放一次钻具，工具的工作状态就改变一次。不管游销位置如何，延伸杆上的“O”型圈均保证系统密封，循环正常。对超短半径水平井来说需要一次下入几十米柔性钻杆，可造斜钻进和水平延伸一次完成。
在定向井钻井中，相对于超短半径水平井来说造斜率很小，该工具除保留一节球键万向节外省掉了柔杆筒，工具长度约1.5-2米，在工具的上端带上随钻测斜仪就能打出任意轨迹的井眼，像蚯蚓哪样灵活。
由于该工具是多层结构，用于密封的胶管37(高压)内径很小，泥浆通过胶管37时的流速太大，会很快将胶管37破坏，为此设计了旁通孔2。原理是工具在井内最下部，工具尺寸大，与井眼形成的环形空间小，满足上返速度所需的排量小，让多余的泥浆从旁通孔通过，以保证胶管安全工作，而工具以上的返速不变。在胶管37上端的锁头36上连接有丝扣圈44，将胶管37上端悬挂在柔性钻杆上端。为了连接测井仪器，在上接头1内设置了定向键23。
Claims (5)
1、一种转盘动力定向钻井工具，其特征在于：它包括外壳、旁通孔、主动轴、游销、导轨、延伸杆、弹簧片、外六方即从动轴、内六方、止转销孔、轴承、柔性钻杆、柔杆筒和斜向器；所述主动轴外表有导轨，在其下部有内六方，其内部有供延伸杆做密封的孔；所述的外壳内壁上有一个固定的游销；所述的从动轴是一个外六方结构，在其上端有延伸杆；将外壳、柔杆筒、斜向器和钻头接头通过轴承连接形成一个外层；将主动轴、从动轴、柔性钻杆和钻头接头连接形成一个内层；所述的内、外层间采用轴承连接，内、外层对应位置处开有止转销孔；所述的主动轴和从动轴以六方结构配合滑动连接；所述主动轴外表的导轨为游销的摘挂滑道，它呈双侧倒勾状，勾状端部呈倒V形，其顶点设有游销定位槽，滑道拐角为游销运动方向限位转角；所述的游销挂入游销定位槽中，内、外层为同步转动状态，游销从滑轨中摘下，内、外层互为解脱状态。
2、如权利要求1所述的转盘动力定向钻井工具，其特征在于：在外层的下部安装有一个斜向器。
3、如权利要求1所述的转盘动力定向钻井工具，其特征在于：所述外层的可弯曲段采用无缝钢管割缝或由带钢螺旋绕制而成的能360度弯曲旋转结构。
4、如权利要求1所述的转盘动力定向钻井工具，其特征在于：其中的柔性钻杆的水眼采用高压胶管整体密封结构。
5、如权利要求1所述的转盘动力定向钻井工具，其特征在于：在高压胶管以上开有旁通孔。
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