[實用新型]滑動推靠式導向鉆井工具

無效

• 申請號: 200720021462.7
• 申請日: 2007-04-26
• 公開（公告）號: CN201053295Y
• 公開（公告）日: 2008-04-30
• 發明（設計）人: 倪紅堅
• 申請（專利權）人: 倪紅堅
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于石油、天然氣鉆井的配套裝置。

背景技術

鉆井的根本目的是采用破巖鉆井工具，破碎地層巖石，為開發地下資源形成通道，即井眼。因此，井眼質量的好壞直接關系到地下資源開發的成敗和效率的高低，也就必須對破巖鉆井、延伸井眼等井下過程進行控制。

井眼軌跡控制是井下過程控制技術中極其重要的一個方面，是指對井眼進行導向，控制井眼按設計的井斜、方位，向預定地層目標延伸。現代鉆井工程在發展的過程中，形成了多種控制井眼軌跡的工具和技術，基本可以概括為以下幾種：

一、采用轉盤鉆鉆具組合，即利用經驗和力學分析，設計井底鉆具組合，達到控制井斜的目的。該方法的弊病是降斜效率較低、機械鉆速慢，例如用于直井糾斜用的鐘擺組合要求“輕壓吊打”，這實際上是一種以犧牲鉆井速度換取質量，將井身質量與經濟效益對立起來了的消極方法，不利于控制鉆井成本。

二、采用彎外殼井下動力鉆具鉆進。這種方式控制精度不高，施工難度大，對鉆井液凈化要求高，形成的井眼軌跡不光滑，井眼質量難以保證，易造成井下復雜情況，導致建井周期延長，鉆井成本增加。

三、近年來國外發展的自動閉環控制鉆井系統。例如KTB項目組和德國Eastman?Teleco公司聯合研究開發了垂直鉆井系統VDS、Schlumberger?Oilfield?Service公司的意大利Agip公司和美國Baker?Hushes?INTEQ公司聯合開發的垂直鉆井系統SSD等。由于自動閉環導向鉆井系統是機電液一體的高技術產品，結構復雜，對配套工具、工藝和設備的要求很高，使用維護成本極高，難以普遍推廣。

綜合上述分析來看，研制適應性強、可靠性高，精度滿足現場要求，能夠合理兼顧“經濟”和“效率”的鉆井工具，是井眼軌跡控制技術發展的一個重要方向。

發明內容

本實用新型正是為實現經濟、高效地控制井眼軌跡，提高鉆井效率和井身質量而設計的，其原理是利用鉆井液循環在鉆柱內外形成的壓差，推動直徑不同的活塞靠向井壁，對鉆頭施加連續的側向合力，并通過調整活塞推靠井壁的位置，控制井眼按設計的井斜、方位進行延伸，本實用新型的目的就是為現場提供一種滑動推靠式導向鉆井工具。

本實用新型是這樣來實現的，它包括轉換接頭、滑套、鎖塞、導向活塞、穩定活塞和心軸，心軸呈階梯狀，沿軸心加工有流道，上部加工有鎖塞槽，中部加工有導壓孔，將軸承與呈中空圓柱狀的滑套和心軸順序套裝，然后把轉換接頭聯接在心軸上端，滑套本體中部圍繞其軸線均勻加工有活塞缸，將導向活塞與導向活塞缸套、穩定活塞與穩定活塞缸套配裝后，整體裝入活塞缸，并用壓塊壓緊，壓塊固定在滑套本體上，在活塞缸的上部、滑套本體上加工有徑向貫通的鎖塞孔，將鎖塞和彈簧順序裝入其中，鎖塞伸入心軸上部的鎖塞槽中，用擋板封堵鎖塞孔，導向活塞的直徑大于穩定活塞的直徑，導向活塞缸套的內徑大于穩定活塞缸套的內徑，滑套表面加工有流道，擋板上加工有通孔，心軸下端與鉆頭相聯，轉換接頭上端與鉆柱相聯，心軸與滑套內壁、鎖塞孔與鎖塞、導向活塞與導向活塞缸套、穩定活塞與穩定活塞缸套、導向活塞缸套與活塞缸、穩定活塞缸套與活塞缸采用密封配合，鉆井液循環在鉆柱內外形成的壓差經導壓孔傳遞至穩定活塞、導向活塞和鎖塞，在該壓差的作用下，鎖塞壓縮彈簧沿徑向外移，脫離心軸上部的鎖塞槽，而穩定活塞、導向活塞則在該壓差的作用下沿徑向外伸，推靠井壁，依靠穩定活塞、導向活塞和井壁之間的摩擦力，滑套在鉆進的過程中只沿井壁滑動，而不隨心軸和鉆柱一起旋轉，由于導向活塞的直徑大于穩定活塞的直徑，在同樣壓差的作用下，導向活塞推靠井壁產生的反作用力要大于穩定活塞的，因此，鉆頭在心軸的帶動下旋轉破巖鉆進的同時，受到一個由導向活塞和穩定活塞推靠井壁產生的、沿導向活塞軸線指向心軸軸線的側向合力，當需要調整該側向合力的作用方向時，先停止鉆井液循環，此時由鉆井液循環在鉆柱內外形成的壓差消失，鎖塞在壓縮彈簧恢復力的作用下，沿徑向內移，進入心軸上部的鎖塞槽，然后旋轉鉆柱，帶動心軸撥動鎖塞，再由鎖塞撥動滑套隨心軸一起旋轉，通過調整導向活塞和穩定活塞推靠井壁的位置，即可調整側向合力的作用方向，實現對井眼軌跡的調控，而側向合力的大小通過調整鉆井液性能、導向活塞和穩定活塞的直徑等參數來獲得。