[實(shí)用新型]一種擺錘液力式自動糾斜鉆井工具

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720157824.5
• 申請日: 2007-11-20
• 公開（公告）號: CN201129141Y
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張傳忠;艾光富;黃梅玲;蓋濤;劉冠俊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石化集團(tuán)勝利石油管理局黃河鉆井總公司鉆前公司
• 主分類號: E21B7/10
• 分類號: E21B7/10
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 鞏同春

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于石油、天然氣鉆井的配套工具，尤其是一種自動糾斜的鉆井工具。

背景技術(shù)

在石油鉆井過程中，直井段的防斜打直、快打，對于快速鉆進(jìn)、提高各種復(fù)雜井的機(jī)械鉆速，保證井下安全具有重要作用。垂直鉆井是當(dāng)今鉆井難題之一，井斜在石油鉆井過程中經(jīng)常發(fā)生，它的危害很大。常用的塔式鉆具、鐘擺鉆具、滿眼鉆具、偏軸鉆具等均屬于被動防斜技術(shù)。鐘擺鉆具因其糾斜機(jī)理和結(jié)構(gòu)特性所限，在糾斜作業(yè)中必須小鉆壓吊打，因而機(jī)械鉆速很慢，只能以犧牲經(jīng)濟(jì)效益的方式來換取井身質(zhì)量。偏軸組合防斜快打技術(shù)是近幾年中發(fā)展起來的防斜快打新技術(shù)，在其正常鉆進(jìn)過程中，當(dāng)施加較大鉆壓時，鉆具組合易彎曲變形，不能滿足直井段垂直鉆井的要求。近年來，導(dǎo)向技術(shù)逐步應(yīng)用于直井，國外目前采用這種技術(shù)比較普遍，但由于螺桿鉆具的購置成本過高，目前在國內(nèi)較少應(yīng)用。由于常規(guī)直井防斜糾斜技術(shù)均存在一定的局限性，研制具有自動控制功能的技術(shù)系統(tǒng)，是防斜打快的一個發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種擺錘液力式自動糾斜鉆井工具。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種擺錘液力式自動糾斜鉆井工具，它包括上支撐座、導(dǎo)流孔、上球體、弧形板、擺臂、擺錘、球腔、下球體、球閥、下支撐座、液流孔、環(huán)形凹槽、活塞、活塞擋板、活塞缸、彈簧、卸壓孔、活塞入口、殼體。殼體為圓柱形空心接頭，上支撐座固定于殼體內(nèi)，在上支撐座上加工有導(dǎo)流孔，該導(dǎo)流孔由多個相同的孔組成；在上支撐座中心處下側(cè)加工有半圓形球腔，上球體放入半圓形球腔中，弧形板從上支撐座的下方將上球體置于球腔中，上支撐座和弧形板形成一個球腔。擺錘為開槽的球體，擺錘與上球體由擺臂連接構(gòu)成一個擺，擺與殼體間形成環(huán)形流體通道；以擺錘直徑為軸心開槽形成滑道，下球體裝入該滑道內(nèi)，下球體與其上方的擺錘配合；下球體與球閥之間由擺臂連接；下支撐座固定于殼體內(nèi)下端，下支撐座由弧形板組成，弧形板形成一球形內(nèi)腔，球閥安裝其中；在球閥底部加工有液流孔，球閥上按水平圓周方向加工有一條環(huán)形凹槽，在環(huán)形凹槽上垂直于球閥球心方向加工有多個孔，液流孔與環(huán)形凹槽上的孔相連通；在殼體下端外殼上加工有活塞缸，在活塞缸中安裝有活塞，活塞擋板通過彈簧將活塞壓緊在活塞缸中，活塞擋板固定于殼體上，活塞的數(shù)量為3至6個；活塞的歸位由缸內(nèi)彈簧控制。在活塞缸上加工有卸壓孔，在下支撐座中沿水平方向加工有活塞入口，活塞入口與活塞缸連通。殼體上、下兩端加工有絲扣并與鉆具相聯(lián)接。本實(shí)用新型利用擺錘結(jié)構(gòu)，能適時感應(yīng)井斜的重力信號，由重力驅(qū)動機(jī)構(gòu)，建立殼體內(nèi)外高低壓流體間的通道，并利用二者之間的壓差，驅(qū)動活塞適時推靠井壁高邊，井壁的反作用力則將鉆頭推向井壁低邊，產(chǎn)生糾斜力，而在井眼垂直時，活塞則不推靠井壁。該過程循環(huán)往復(fù)，井斜即被不斷地感應(yīng)和修正。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1.上支撐座；2.導(dǎo)流孔；3.上球體；4.弧形板；5.擺臂；6.擺錘；7.滑道；8.下球體；9.擺臂；10.球閥；11.下支撐座；12.弧形板；13.液流孔；14.環(huán)形凹槽；15.活塞；16.活塞擋板；17.活塞缸；18.彈簧；19.卸壓孔；20.活塞入口；21.殼體

具體實(shí)施方式

參照附圖1，一種擺錘液力式自動糾斜鉆井工具，它包括上支撐座1；導(dǎo)流孔2；上球體3；弧形板4；擺臂5；擺錘6；滑道7；下球體8；擺臂9；球閥10；下支撐座11；弧形板12；液流孔13；環(huán)形凹槽14；活塞15；活塞擋板16；活塞缸17；彈簧18；卸壓孔19；活塞入口20；殼體21。殼體21為圓柱形空心接頭，上支撐座1固定于殼體21內(nèi)，在上支撐座1上加工有三個形狀相同的導(dǎo)流孔2，在上支撐座1中心處下側(cè)加工有半圓形球腔，上球體3放入半圓形球腔中，兩塊弧形板4從上支撐座1的下方將上球體3置于球腔中，上支撐座1和弧形板4形成一個球腔。擺錘6為開槽的球體，擺錘6與上球體3由擺臂5連接構(gòu)成一個擺，擺與殼體21間形成環(huán)形流體通道；以擺錘6直徑為軸心開槽形成滑道7，下球體8裝入滑道7內(nèi)，下球體8與其上方的擺錘6配合，并予留擺臂間隙。下球體8與球閥10之間由擺臂9連接；下支撐座11固定于殼體21內(nèi)下端，下支撐座11由兩塊弧形板12組成，弧形板12形成一球形內(nèi)腔，球閥10安裝其中；在球閥10底部加工有液流孔13，球閥10上按水平圓周方向加工有一條環(huán)形凹槽14，在環(huán)形凹槽上垂直于球閥10球心方向加工有6個孔，液流孔13與環(huán)形凹槽14上的孔相連通；在殼體21下端外殼上加工有活塞缸17，在活塞缸17中安裝有活塞15，活塞擋板16通過彈簧18將活塞15壓緊在活塞缸17中，活塞擋板16固定于殼體21上，活塞與活塞缸的數(shù)量為3套；在活塞缸17上加工有卸壓孔19；在下支撐座11上沿水平方向加工有活塞入口20，活塞入口20與活塞缸17聯(lián)通。殼體21上、下兩端加工有絲扣并與鉆具相聯(lián)接。當(dāng)井壁發(fā)生傾斜時，擺錘6就會在其自身重力的作用下，穩(wěn)定在傾斜井壁的高邊，帶動球閥10傾斜，此時，環(huán)形凹槽14與活塞入口20相通，鉆井液從液流孔13進(jìn)入環(huán)形凹槽14，再通過下支撐座11中的流道進(jìn)入活塞入口20，鉆井液便開始注入活塞缸17，使活塞15在達(dá)到井壁最高邊時，產(chǎn)生足夠大的推力。活塞缸17內(nèi)留有卸壓孔19，由于卸壓孔19直徑較小，鉆井液經(jīng)過時，會在活塞缸17內(nèi)形成較大的壓力，將活塞15推向傾斜井壁高邊，井壁的反作用力使得鉆頭在低邊的切銷量增加。當(dāng)球閥10上環(huán)形凹槽14與活塞入口20錯開時，鉆井液流向活塞缸17的通道被關(guān)閉，在活塞缸17內(nèi)不能形成驅(qū)動活塞靠向井壁的壓力，活塞在彈簧的推動下復(fù)位，活塞缸17內(nèi)的鉆井液經(jīng)卸壓孔19流出，因此鉆頭在井壁低邊以外區(qū)域的切削量不會增加，如此循環(huán)往復(fù)，井斜被適時感應(yīng)，并逐漸降低，導(dǎo)致井眼趨于垂直。