[發(fā)明專利]控制隨鉆擴眼時鉆柱橫向振動的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210122145.X
• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN102619470A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬汝濤;王輝;任榮權(quán);賈濤;韓飛;朱英杰;紀(jì)友哲
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油集團鉆井工程技術(shù)研究院
• 主分類號: E21B7/28
• 分類號: E21B7/28;E21B47/12;E21B47/18;E21B17/10
• 代理公司: 北京市中實友知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11013
• 代理人: 李玉明

1.一種控制隨鉆擴眼時鉆柱橫向振動的方法，其特征在于：

步驟1：將領(lǐng)眼鉆頭(4)螺紋連接在橫向振動控制短節(jié)(3)的下端，在橫向振動控制短節(jié)(3)的上端連接隨鉆擴眼器(2)，在隨鉆擴眼器(2)的上端連接測傳短節(jié)(1)，測傳短節(jié)(1)的上端連接鉆井管柱；將帶有測傳短節(jié)(1)、隨鉆擴眼器(2)、橫向振動控制短節(jié)(3)和領(lǐng)眼鉆頭(4)的擴眼鉆柱下入井底；

步驟2：旋轉(zhuǎn)鉆柱開始擴眼鉆井，測傳短節(jié)(1)中置有監(jiān)測橫向振動加速度的元件，測傳短節(jié)(1)測得加速度后將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，信號傳遞給脈沖發(fā)生器(6)并被轉(zhuǎn)換為脈沖信號，隨后脈沖發(fā)生器(6)采用泥漿脈沖形式向橫向振動控制短節(jié)(3)傳遞信號；

步驟3：橫向振動控制短節(jié)(3)主要由泥漿脈沖信號接收器、井下微處理器(16)、電磁閥(17)、液壓泵(21)和扶正總成組成；信號接收器接收脈沖信號，經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸入井下微處理器(16)；井下微處理器(16)進行邏輯運算和判斷，根據(jù)橫向振動劇烈程度調(diào)整電磁閥(17)的開度；

步驟4：當(dāng)隨鉆擴眼鉆柱橫向振動較平緩時，即橫向加速度絕對值不超過0.1g時，井下微處理器(16)分析接收到的數(shù)據(jù)，經(jīng)邏輯運算，得到結(jié)果不改變電磁閥(17)的常開狀態(tài)，維持全開狀態(tài)；此時，液壓泵(21)的轉(zhuǎn)子由鉆柱帶動旋轉(zhuǎn)，液壓油經(jīng)扶正總成的液壓油路、電磁閥(17)后進入心軸(12)和扶正套(14)所形成的環(huán)形空間并最終流回液壓泵(21)的入口，如此循環(huán)往復(fù)；液壓油雖然流經(jīng)扶正總成的液壓缸(20)，但并不會對缸中的活塞施加液壓力；扶正肋板(19)在彈簧作用下收縮入本體內(nèi)，與井壁相脫離；此時，中心軸(12)呈橫向自由狀態(tài)；

步驟5：當(dāng)擴眼至特定位置，鉆柱發(fā)生了較嚴(yán)重的橫向振動，即橫向加速度絕對值大于0.1g時，井下微處理器接收信息并經(jīng)邏輯判斷后發(fā)出控制信號，使電磁閥(17)的開度減小；此時循環(huán)流動的液壓油流動阻力增大，故而油壓升高，作用于扶正總成液壓缸(20)的活塞上的液壓力也隨之增大；當(dāng)液壓力大于彈簧反力時，活塞被推出；扶正肋板(19)隨活塞運動而張開，沿扶正套(14)徑向向外伸出并支撐在井壁上，中心軸(12)被有效扶正，領(lǐng)眼鉆柱獲得了穩(wěn)固的支撐，從而降低其橫向振動的劇烈程度；隨鉆擴眼器(2)和領(lǐng)眼鉆頭(4)的橫向振動也將獲得有效控制；

步驟6：在擴眼鉆進過程中，循環(huán)執(zhí)行步驟4和步驟5。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制隨鉆擴眼時鉆柱橫向振動的方法，其特征在于：所述的測傳短節(jié)(1)主要由外殼(5)、脈沖發(fā)生器(6)、壓板(7)、接線柱(8)、雙向加速度計(9)、排線(10)和電池(11)組成；測傳短節(jié)(1)為圓柱體，設(shè)有中心孔；測傳短節(jié)(1)的上端和下端分別加工有石油鉆桿標(biāo)準(zhǔn)螺紋，使得測傳短節(jié)(1)能連接管柱上；在測傳短節(jié)(1)中部外壁上有2～5個徑向矩形槽；一個徑向矩形槽中固定有雙向加速度計(9)，其它每個徑向矩形槽中固定有一個電池(11)；徑向矩形槽通過溝槽連通，溝槽中布置排線(10)，排線(10)中包含傳輸電力線和傳輸信號線；在徑向矩形槽的外端設(shè)有蓋板(7)，通過螺栓將蓋板(7)固定在殼體(5)上；蓋板(7)與外殼(5)之間裝有密封圈，以保證良好的密封效果；在外殼(5)中心孔內(nèi)加工一個環(huán)形臺階；圓盤形的分流盤固定在外殼(5)中心孔的環(huán)形臺階上；分流盤開有中心孔，中心孔周圍均勻分布六個分流孔；脈沖發(fā)生器(6)的上端固定在分流盤中心處，下端經(jīng)接線柱(8)與雙向加速度計(9)相連。