[發(fā)明專利]一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭的導(dǎo)向轉(zhuǎn)向方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610008317.9
• 申請(qǐng)日: 2016-01-06
• 公開（公告）號(hào): CN105484667B
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許文紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無錫凱通鉆具有限公司
• 主分類號(hào): E21B7/04
• 分類號(hào): E21B7/04;E21B10/26
• 代理公司: 北京華旭智信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11583
• 代理人: 馮云

1.一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭的導(dǎo)向轉(zhuǎn)向方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

步驟一：推進(jìn)鉆頭帶動(dòng)第一芯軸正旋旋轉(zhuǎn)使換擋離合器的兩個(gè)拔插與第一芯軸第二端的凸起卡合，然后，向前推進(jìn)推進(jìn)鉆頭接頭使其一端與第一芯軸外殼第一端的端面齒嚙合，實(shí)現(xiàn)第一芯軸與第一芯軸外殼同時(shí)旋轉(zhuǎn)，此時(shí)，鉆具部分在巖石中直線前進(jìn)；

步驟二：需要變向時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)軌跡調(diào)整轉(zhuǎn)向彎頭方向，使之對(duì)應(yīng)相應(yīng)鐘表盤面的位置；

步驟三：然后推進(jìn)鉆頭回拉第一芯軸使推進(jìn)鉆頭接頭一端與第一芯軸外殼第一端的端面齒分離，再反旋旋轉(zhuǎn)一個(gè)方位角使換擋離合器的兩個(gè)拔插與第一芯軸第二端的凸起分離，這時(shí)推進(jìn)鉆頭反旋并推進(jìn)第一芯軸，第一芯軸和第二芯軸單獨(dú)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)牙輪鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)，第一芯軸外殼和傳動(dòng)外殼在沒有旋轉(zhuǎn)扭矩的情況下不旋轉(zhuǎn)，只是被第一芯軸和第二芯軸推動(dòng)做直線前進(jìn)，牙輪鉆頭在沿轉(zhuǎn)向彎頭偏向的方向上鉆進(jìn)，實(shí)現(xiàn)鉆具部分在巖石中變向；

步驟四：恢復(fù)到直線鉆進(jìn)時(shí)，首先推進(jìn)鉆頭停止鉆進(jìn)，正旋旋轉(zhuǎn)一個(gè)方位角使換擋離合器的兩個(gè)拔插與第一芯軸第二端的凸起卡合，向前推進(jìn)鉆頭接頭使其一端與第一芯軸外殼第一端的端面齒嚙合，再鉆動(dòng)推進(jìn)鉆頭，鉆具部分就可以繼續(xù)直線前進(jìn)了；及

步驟五：如此循環(huán)反復(fù)以上步驟以實(shí)現(xiàn)鉆具部分的變向控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭的導(dǎo)向轉(zhuǎn)向方法，其特征在于：所述方法包括：

第一芯軸、鉆具部分和第二芯軸依次連接，所述第一芯軸的第一端外部連接有帶有推進(jìn)鉆頭的推進(jìn)鉆頭接頭，所述第二芯軸的第一端連接有帶有牙輪鉆頭的導(dǎo)向鉆頭接頭，這樣推進(jìn)鉆頭的旋轉(zhuǎn)推進(jìn)依次通過推進(jìn)鉆頭接頭、第一芯軸、鉆具部分、第二芯軸和導(dǎo)向鉆頭接頭傳動(dòng)至牙輪鉆頭；

第一芯軸外殼、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)外殼依次連接及套在所述第一芯軸、所述鉆具部分和所述第二芯軸外，所述第一芯軸外殼的第一端通過第一連接構(gòu)件套在所述推進(jìn)鉆頭接頭外，所述傳動(dòng)外殼第一端與所述導(dǎo)向鉆頭接頭通過第二連接構(gòu)件連接在一起，這樣第一芯軸外殼的旋轉(zhuǎn)推進(jìn)依次通過轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)外殼、第二連接構(gòu)件和導(dǎo)向鉆頭接頭傳動(dòng)至牙輪鉆頭。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭的導(dǎo)向轉(zhuǎn)向方法，其特征在于：所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括本體接頭和與所述本體接頭連接的轉(zhuǎn)向彎頭，所述轉(zhuǎn)向彎頭與所述本體接頭之間具有一個(gè)偏向角度，所述本體接頭的另一端與所述第一芯軸外殼連接，所述轉(zhuǎn)向彎頭的另一端與所述傳動(dòng)外殼連接，這樣所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向彎頭根據(jù)設(shè)計(jì)軌跡調(diào)整方向從而使牙輪鉆頭調(diào)整鉆進(jìn)方向。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭的導(dǎo)向轉(zhuǎn)向方法，其特征在于：所述鉆具部分包括萬向聯(lián)軸器和換擋離合器，所述萬向聯(lián)軸器的第一部分連接至所述第二芯軸第二端外側(cè)，所述萬向聯(lián)軸器的第二部分配合插入至換擋離合器的一端，換擋離合器的另一端向內(nèi)設(shè)有兩個(gè)拔插及所述第一芯軸的第二端向外設(shè)有凸起，所述兩個(gè)拔插與所述凸起卡合或分離，及所述兩個(gè)拔插與所述凸起卡合時(shí)，所述鉆具部分與所述轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)相互作用同時(shí)旋轉(zhuǎn)推進(jìn)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭的導(dǎo)向轉(zhuǎn)向方法，其特征在于：所述第一芯軸外殼內(nèi)設(shè)有側(cè)裝探棒倉，所述側(cè)裝探棒倉內(nèi)儲(chǔ)放有導(dǎo)向儀探棒以提供方位角及深度信號(hào)。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭的導(dǎo)向轉(zhuǎn)向方法，其特征在于：所述第一芯軸外殼的第一端與所述推進(jìn)鉆頭接頭的一端分別設(shè)有相互配合的端面齒。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭的導(dǎo)向轉(zhuǎn)向方法，其特征在于：所述第一芯軸外殼的第一端與所述推進(jìn)鉆頭接頭的一端通過相互配合的端面齒嚙合或分離，及所述第一芯軸外殼的第一端與所述推進(jìn)鉆頭接頭的一端通過相互配合的端面齒嚙合時(shí)，所述推進(jìn)鉆頭的旋轉(zhuǎn)推進(jìn)帶動(dòng)所述第一芯軸外殼一起旋轉(zhuǎn)推進(jìn)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭的導(dǎo)向轉(zhuǎn)向方法，其特征在于：所述第二芯軸與所述傳動(dòng)外殼之間設(shè)有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以傳遞扭矩及推力，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括TC軸承和與TC軸承連接的串軸承。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廣譜型巖石穿越導(dǎo)向鉆頭的導(dǎo)向轉(zhuǎn)向方法，其特征在于：所述第二芯軸內(nèi)部設(shè)有泥漿通道。