[實用新型]一種近鉆頭全旋轉(zhuǎn)垂鉆工具

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220251374.7
• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號: CN202689930U
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉運榮;黃芳飛;胡鵬;張策
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工集團公司;中國石化集團江漢石油管理局石油機械研究院
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B17/10
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及石油鉆井用的井下工具，特別是一種垂直鉆井工具。

背景技術(shù)

在石油鉆井過程中經(jīng)常發(fā)生井眼偏抖，其危害性很大，輕者影響鉆井速度，增加成本；重者使井眼報廢，造成巨大的經(jīng)濟損失。自動垂直鉆井系統(tǒng)則能夠有效突破井斜控制的技術(shù)瓶頸，直井鉆進中實現(xiàn)主動、適時防斜，同時又不影響鉆井過程，可獲得高的鉆速，能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)質(zhì)和高效的統(tǒng)一。

目前，國內(nèi)的垂直鉆井工具均屬于近鉆頭巴掌靜止推靠式，其上的巴掌伸出來進行糾斜，這種控制方法形成的井眼非連續(xù)，不光滑，非控制井段和控制井段連接處形成小臺階，軌跡平滑程度差，井身質(zhì)量有待進一步提高；另外，糾斜過程是靠鉆頭的側(cè)面切削為主，鉆頭外徑磨損快，造成安全隱患，且控制機構(gòu)離鉆頭較近，各種振動對工具影響大。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型目的是：提供一種近鉆頭全旋轉(zhuǎn)垂鉆工具，能顯著提高提高軌跡平滑程度和井身質(zhì)量井眼質(zhì)量，提高井斜控制精度，減少鉆頭外徑磨損，降低安全隱患。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種近鉆頭全旋轉(zhuǎn)垂鉆工具，主要包括中心軸、非旋轉(zhuǎn)套、測控儀器、偏心執(zhí)行機構(gòu)、鉆柱、穩(wěn)定器和鉆頭，非旋轉(zhuǎn)套位于中心軸的上端外部，測控儀器和偏心執(zhí)行機構(gòu)位于非旋轉(zhuǎn)套內(nèi)，其特征是中心軸上端與鉆柱連接，其另一端與穩(wěn)定器連接；穩(wěn)定器的另一端與鉆頭直接連接。

所述的偏心執(zhí)行機構(gòu)包含能夠伸出和收回的推臂。

中心軸上端與鉆柱通過螺紋連接，其另一端與穩(wěn)定器通過螺紋連接；穩(wěn)定器的另一端與鉆頭直接通過螺紋連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果：

1、提供近鉆頭全旋轉(zhuǎn)垂直鉆井工具，能顯著提高提高軌跡平滑程度和井身質(zhì)量井眼質(zhì)量。

該工具利用執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)定向偏心后，鉆具組合在鉆壓作用下，加強偏心作用效果，同時結(jié)合杠桿原理，執(zhí)行機構(gòu)在鉆壓作用下的偏心力通過鉆桿和穩(wěn)定器傳遞給鉆頭。在井下工作時，中心軸、鉆柱、穩(wěn)定器和鉆頭均處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，屬于旋轉(zhuǎn)推靠式。而目前的垂直鉆具工具屬于靜止推靠式。

2、改變糾斜方式，以鉆頭的正面切削為主，減少鉆頭外徑磨損，降低安全隱患。

該垂直鉆具工具屬于指向式糾斜工具，其糾斜力來自與鉆柱重力，當(dāng)鉆柱在垂直鉆井工具的執(zhí)行機構(gòu)下偏心后，其下部鉆桿、穩(wěn)定器和鉆頭的組合相當(dāng)于一個簡易杠桿，使鉆頭指向井壁某個方向，且指向力足以保證。而傳統(tǒng)的糾斜力來自于執(zhí)行機構(gòu)。

3、降低粘滑振動等鉆井工況對測控系統(tǒng)影響，提高井斜控制精度。

附圖說明

圖1為本實用新型一個實施例的近鉆頭全旋轉(zhuǎn)垂鉆工具結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、中心軸；2、非旋轉(zhuǎn)套；3、測控儀器；4、偏心執(zhí)行機構(gòu)；5、穩(wěn)定器；6、鉆頭。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

一種近鉆頭全旋轉(zhuǎn)垂鉆工具，是主要由中心軸1、非旋轉(zhuǎn)套?2?、測控儀器?3?、偏心執(zhí)行機構(gòu)?4?、穩(wěn)定器?5?和鉆頭?6?等組成，其特征是中心軸?1?上端與鉆柱通過螺紋連接，其另一端與穩(wěn)定器?5?通過螺紋連接；穩(wěn)定器?5?的另一端與鉆頭?6?直接通過螺紋連接等組成。

本實用新型工作原理如下：將鉆柱穩(wěn)定器?5?和鉆頭?6?組成整體視為一杠桿。當(dāng)測控儀器?3?測量到井斜達到一定值時，控制偏心執(zhí)行機構(gòu)?4?伸出推臂，使中心軸偏離井眼軸心，靠近高邊。當(dāng)鉆柱偏心后上部鉆柱跟隨連續(xù)偏心，其鉆壓作用于偏心執(zhí)行機構(gòu)４，形成強大偏心力，此偏心力通過由穩(wěn)定器?5?和鉆頭?6?組成的杠桿傳遞給鉆頭6，使鉆頭?6?具有一個指向低邊的指向力，從而起到降抖的作用。在鉆進過程中，鉆頭?6?附近的穩(wěn)定器?5?均處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，且鉆頭?6?與穩(wěn)定器?5?直接相連，可以顯著提高井眼質(zhì)量和減少鉆具振動。顯然，本實用新型的糾斜原理屬于全旋轉(zhuǎn)指向式自動糾斜。

以上僅是實現(xiàn)本實用新型的一種實施例，基于本實用新型權(quán)利要求本原理的其它形式在本實用新型范圍之內(nèi)。