[發明專利]一種旋轉導向鉆井工具的偏執機構

無效

• 申請號: 201410544647.0
• 申請日: 2014-10-15
• 公開（公告）號: CN104314469A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 董書朋
• 申請（專利權）人: 洛陽市申甲機械設備有限公司
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

技術領域

本發明涉及鉆井工具技術領域，特別是涉及一種旋轉導向鉆井工具的偏執機構。?

背景技術

旋轉導向鉆井技術是國際上20世紀90年代發展起來的一項尖端自動化鉆井新技術，它是當今世界上鉆井技術發展的最高階段——閉環自動鉆井的主要內容。它的出現是世界鉆井技術的一次質的飛躍。與傳統的滑動導向鉆井相比，旋轉導向鉆井技術由于井下工具一直在旋轉狀態下工作，因此井眼凈化效果更好，井身軌跡控制精度更高，位移延伸能力更強，因此更適合于復雜油氣藏中鉆超深井、高難定向井、叢式井、水平井、大位移井、分支井及三維復雜結構井等特殊工藝井。?

2000年，Schlumberger的PowerDrive?SRD系統引入中國境內應用，在設計井深8800m、水平位移超過7500m的南海西江油田XJ24-3-A18井6871-8610m井段中成功應用，大大提高了井身質量，避免了6871m以上井段用滑動鉆井方式多次出現的斷馬達等井下復雜事故，大大提高了鉆井效率和效益。盡管該工具的日租金高達數萬美元，仍直接節約了500萬元的鉆井作業費用；而油田開發和后續完井、采油作業帶來的間接經濟效益更遠遠超過了直接經濟效益。?

隨后，我國于2001年把“調制式旋轉導向鉆井系統整體方案設計及關鍵技術研究”、“旋轉導向鉆井技術研究”分別被列為國家“863”前瞻性研究項目及中國石化集團公司科技攻關項目。并于2003年把“旋轉導向鉆井系統關鍵技術研究”列為國家“863”正式科技攻關項目。?

隨著技術的發展和石油資源的儲量減少，以及美國“頁巖氣革命”的成功。頁巖氣的巨量儲存顯示了它將來的開發價值。實踐中陸相頁巖氣的開發證明了用鉆井液為工作血液的石油鉆機達到了技術瓶頸，并且我國西部地區缺水的狀況進一步限制了這種鉆機的應用，人們迫切需求一種適合我國國情的新的鉆井技術。?

申請人通過對配合使用螺旋葉片與鉆桿對排出巖屑的可行性分析，并于2013年申報實用新型專利：一種用于開采頁巖氣的鉆機，專利201320212569.5，該技術方案可以應用于陸相頁巖氣的開采。但是這種鉆機還很不完善，為了使這種鉆機達到商業化運行的目的，依據目前現有技?術的發展方向和該鉆機的特點進行適合該鉆機的旋轉導向偏執機構的研究。?

有鑒于上述現有的鉆機的旋轉導向偏執機構存在的缺陷，本發明人基于從事機械類產品設計制造多年豐富的實務經驗及專業知識，并配合學理的運用，積極加以研究創新，以期創設一種新型結構的旋轉導向鉆井工具的偏執機構，能夠配合申請號為201320212569.5的實用新型專利：一種用于頁巖氣開采的鉆機，使其更具有實用性。希望經過不斷的研究、設計，并經反復試作樣品及改進后，最終創設出確具實用價值的本發明。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型結構的旋轉導向鉆井工具的偏執機構，所要解決的技術問題是使其特別適用于無鉆井液鉆機，使鉆桿在旋轉的情況下發生可控的偏移，帶動鉆頭產生相應的偏轉，實現井眼的軌跡控制，使得該旋轉導向鉆井工具更容易實現偏移及控制。?

本發明的目的及解決其技術問題是采用以下的技術方案來實現的。依據本發明提出的一種旋轉導向鉆井工具的偏執機構，包括鉆頭，穩定器，第一鉆桿，施力單元，十字接頭，第二鉆桿，第三鉆桿，靜止單元，，內部傳動軸，調心軸承，旋轉接頭，其中第一鉆桿、第二鉆桿、第三鉆桿通過十字接頭相連為一體，構成萬向聯軸單元；內部傳動軸位于鉆桿的內部，其下端通過旋轉接頭與鉆頭連接；第一穩定器設置在緊靠鉆頭處；靜止單元設置在前述鉆桿與內部傳動軸形成的空腔內，其下端設置在緊靠第一穩定器的位置，與鉆頭之間用調心軸承固定；施力單元固定在靜止單元上；第二穩定器設置在遠離靜止單元的位置。?

本發明的目的以及解決其技術問題還可以采用以下的技術措施來進一步實現。?

前述的一種旋轉導向鉆井工具的偏執機構，其中所述的萬向聯軸單元采用的技術方案為：第一鉆桿與第二鉆桿的聯接端的端部呈180°設置兩個通槽，前述兩槽的內部具有一定的錐度；該十字接頭具有與兩槽同樣的錐度，其伸出軸伸入前述的兩槽中，防止鉆桿擺動時與十字接頭交涉；在第一鉆桿與第二鉆桿的開槽部分分別設置有固定擋塊，該擋塊與第一鉆桿、第二鉆桿固定連接；第二鉆桿與第三鉆桿也采用上述聯接方式，從而將第一鉆桿、第二鉆桿、第三鉆桿相連為一體。?