[實(shí)用新型]一種鉆井工具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220142829.1
• 申請(qǐng)日: 2012-04-06
• 公開（公告）號(hào): CN202578508U
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張光偉;李曉紅;王可可
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安石油大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B7/04
• 分類號(hào): E21B7/04
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 弋才富

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種石油勘探導(dǎo)向鉆井工具，特別涉及一種鉆井工具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著石油工業(yè)的發(fā)展，開發(fā)深井，超深井，大位移井，水平井，以及多目標(biāo)井成為需要。并且要更經(jīng)常地面對(duì)海洋，沙漠等一些復(fù)雜構(gòu)造地層?？碧介_發(fā)的難度大大增加。這些現(xiàn)狀給鉆井技術(shù)提出了提高效率，提高在惡劣環(huán)境和復(fù)雜地質(zhì)條件下的鉆井能力，和實(shí)現(xiàn)智能化等一系列新要求。

旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)是鉆井工程領(lǐng)域的高新技術(shù)，代表著世界先進(jìn)的鉆井技術(shù)發(fā)展方向。目前，在世界范圍內(nèi)水平井、大位移井、分支井等高難度的復(fù)雜井正蓬勃發(fā)展，常規(guī)鉆井技術(shù)難以適應(yīng)需要，并且具有本身難以克服的缺點(diǎn)：井眼軌跡控制精度差，鉆井極限深度受到限制，井眼清洗不良，較多的起下鉆次數(shù)引起的鉆井速度降低等。所以必須依靠先進(jìn)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)才能保證井眼軌跡的準(zhǔn)確無誤。

目前旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具主要分為靜態(tài)偏置式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具和動(dòng)態(tài)偏置式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具。按偏置機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向方式的不同，又可分為推靠式和指向式。推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)側(cè)向力大，造斜率高，但旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆出的井眼狗腿大，軌跡波動(dòng)大，不平滑。鉆頭和鉆頭軸承的磨損較嚴(yán)重。

指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)能鉆出較平滑的井眼；摩阻和扭矩較?。豢梢允褂幂^大的鉆壓；機(jī)械鉆速較高；有助于發(fā)揮鉆頭的性能；鉆頭及其軸承承受的側(cè)向載荷較??；極限位移增加。

而動(dòng)態(tài)式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)相比靜態(tài)式具有鉆柱受力情況良好，調(diào)節(jié)更加靈活等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)是旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆具領(lǐng)域研究的重點(diǎn).

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種鉆井工具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，結(jié)合了動(dòng)態(tài)式和指向式兩者的特點(diǎn)，既有動(dòng)態(tài)式鉆柱受力情況良好，調(diào)節(jié)靈活的優(yōu)點(diǎn)，又有指向式鉆具在特殊地質(zhì)條件導(dǎo)向能力強(qiáng)，井眼質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種鉆井工具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，包括近鉆頭穩(wěn)定器1，近鉆頭穩(wěn)定器1固定在旋轉(zhuǎn)外套2的末端，旋轉(zhuǎn)外套2內(nèi)固定有萬向節(jié)5，萬向節(jié)5中的鋼球6放置在偏置軸3的球窩中，偏置軸3與外套2末端之間安裝有第一密封圈8，偏置軸3末端用來安裝鉆頭4，偏置軸3的上端伸入在偏置軸承10中，并通過柔性密封圈17與鉆井液通道19相聯(lián)，偏置軸承10的外表面上作用有四個(gè)液壓活塞9，液壓活塞9通過液壓介質(zhì)14推動(dòng)，液壓活塞9在液壓腔22中運(yùn)動(dòng)，液壓腔22開在旋轉(zhuǎn)外套2上，液壓腔22中安裝有傳感器11，液壓介質(zhì)通道15位于旋轉(zhuǎn)外套2內(nèi)部，液壓介質(zhì)通道15通過液壓腔22與兩個(gè)伺服閥12相聯(lián)，伺服閥12與控制單元21相連，液壓介質(zhì)14通過液壓泵13提供壓力能，液壓泵13的輸入軸與電機(jī)16的輸出軸相連，電機(jī)16的輸入軸與渦輪18的主軸相連，渦輪18末端為鉆井液通道19，鉆井液通道19與電機(jī)16之間安裝有第二密封圈20。

本實(shí)用新型結(jié)合了動(dòng)態(tài)式和指向式兩者的特點(diǎn)，兼有動(dòng)態(tài)式系統(tǒng)靈活，受力好的優(yōu)點(diǎn)和指向式鉆具更好的井斜方位控制，井眼質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的A-A向結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)敘述。

參照?qǐng)D1、圖2，一種鉆井工具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，包括近鉆頭穩(wěn)定器1，近鉆頭穩(wěn)定器1通過螺紋連接形式固定在旋轉(zhuǎn)外套2的末端，旋轉(zhuǎn)外套2內(nèi)固定有萬向節(jié)5，萬向節(jié)5中的鋼球6放置在偏置軸3的球窩中，從而使偏置軸3和旋轉(zhuǎn)外套2一同旋轉(zhuǎn)，偏置軸3與外套2末端之間安裝有第一密封圈8，用來阻止泥漿進(jìn)入萬向節(jié)5，偏置軸3末端用來安裝鉆頭4，偏置軸3的上端伸入在偏置軸承10中，并通過柔性密封圈17和鉆井液通道19相聯(lián)，偏置軸承10的外表面上作用有四個(gè)液壓活塞9，液壓活塞9通過液壓介質(zhì)14推動(dòng)，液壓活塞9在液壓腔22中運(yùn)動(dòng)，液壓腔22開在旋轉(zhuǎn)外套2上，液壓腔22中安裝有傳感器11，用來檢測(cè)液壓活塞9的位置。液壓介質(zhì)通道15位于旋轉(zhuǎn)外套2內(nèi)部，液壓介質(zhì)通道15通向液壓腔22與兩個(gè)伺服閥12相聯(lián)，伺服閥12受到控制單元21的控制。液壓介質(zhì)14的壓力能靠液壓泵13提供，液壓泵13靠電機(jī)16驅(qū)動(dòng)，電機(jī)16依靠鉆井液沖刷渦輪18旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電能。渦輪18末端為鉆井液通道19，鉆井液通道19與電機(jī)16之間安裝有第二密封圈20，用來阻止鉆井液侵入電機(jī)16以及液壓介質(zhì)14.