[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于定向鉆井的鉆柱旋轉(zhuǎn)控制裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610086625.3
• 申請(qǐng)日: 2016-02-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105715208B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 游云武;吳雪平;宋金初;張良萬(wàn);劉衍前;陸忠華;劉強(qiáng);陸青;楊海平;項(xiàng)根蒼;胡小奎;方琴
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中石化石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司;中石化江漢石油工程有限公司鉆井一公司;中石化石油機(jī)械股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21B7/04
• 分類(lèi)號(hào): E21B7/04;E21B17/04;E21B21/10
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專(zhuān)利代理有限公司 42102
• 代理人: 張惠玲

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于定向鉆井的鉆柱旋轉(zhuǎn)控制裝置，它包括旋轉(zhuǎn)軸座和與上部鉆柱連接的旋轉(zhuǎn)軸；旋轉(zhuǎn)軸座的上部套設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸的下部，并通過(guò)密封軸承組件密封，旋轉(zhuǎn)軸座下端與下部鉆柱連接；旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)設(shè)有可上下移動(dòng)的內(nèi)帶中心通孔、外設(shè)有彈簧的心軸，該心軸的中心通孔與旋轉(zhuǎn)軸的中心通孔、旋轉(zhuǎn)軸座的中心通孔相連通；心軸由彈簧張力推動(dòng)上移后，整個(gè)心軸位于旋轉(zhuǎn)軸的中心通孔內(nèi)，從而使上部鉆柱與下部鉆柱分離；所述心軸下移后，心軸將旋轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)軸座連接，從而實(shí)現(xiàn)上部鉆柱和下部鉆柱的連接。通過(guò)心軸實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)軸座的聯(lián)接與分離，實(shí)現(xiàn)上部鉆柱與下部鉆柱的聯(lián)接與分離，從而有效防止因上部鉆柱與井壁發(fā)生粘連，提高定向鉆進(jìn)機(jī)械鉆速。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)控制裝置，具體涉及一種用于定向鉆井的鉆柱旋轉(zhuǎn)控制裝置。

背景技術(shù)

定向、復(fù)合鉆進(jìn)技術(shù)已被廣泛運(yùn)用于石油、地質(zhì)鉆探領(lǐng)域。然而，在使用單彎螺桿進(jìn)行定向段與水平段的鉆進(jìn)中，復(fù)合鉆進(jìn)機(jī)械鉆速一般是定向滑動(dòng)鉆進(jìn)機(jī)械鉆速的3至10倍。其原因是在定向滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)，上部鉆具不旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致上部鉆柱與井壁發(fā)生粘連，此時(shí)所施加的鉆壓難以傳遞到鉆頭上(即托壓)，造成鉆頭切削齒難以吃入地層形成體積破碎，因而定向滑動(dòng)鉆進(jìn)的機(jī)械鉆速很低。

因此，我們有必要設(shè)計(jì)一種用于定向鉆井的鉆柱旋轉(zhuǎn)控制裝置，以解決在定向鉆進(jìn)時(shí)定向滑動(dòng)鉆進(jìn)機(jī)械鉆速低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能提高定向鉆進(jìn)機(jī)械鉆速的，用于定向鉆井的鉆柱旋轉(zhuǎn)控制裝置。

本發(fā)明適用于石油和礦山地質(zhì)的定向井、大斜度井，及水平井等鉆探中，配合井下動(dòng)力鉆具使用，能控制鉆柱聯(lián)接和分離，實(shí)現(xiàn)在定向滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)，上部鉆柱單獨(dú)旋轉(zhuǎn)，而在復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)，上部鉆柱和下部鉆柱一起旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明將鉆柱分為上部鉆柱和下部鉆柱，通過(guò)控制其聯(lián)接和分離，實(shí)現(xiàn)在定向滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)，上部鉆柱可單獨(dú)旋轉(zhuǎn)，而復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)，上部鉆柱和下部鉆柱可一起旋轉(zhuǎn)和滑動(dòng)，從而減少定向滑動(dòng)鉆進(jìn)時(shí)的托壓現(xiàn)象，達(dá)到提高定向鉆進(jìn)機(jī)械鉆速的目的。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種用于定向鉆井的鉆柱旋轉(zhuǎn)控制裝置，它包括旋轉(zhuǎn)軸座和與上部鉆柱連接的旋轉(zhuǎn)軸；

所述旋轉(zhuǎn)軸座的上部套設(shè)在所述旋轉(zhuǎn)軸的下部外側(cè)，并通過(guò)密封軸承組件密封，所述旋轉(zhuǎn)軸座下端與下部鉆柱連接；

所述旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)設(shè)有可上下移動(dòng)的內(nèi)帶中心通孔、外設(shè)有彈簧的心軸，該心軸的中心通孔與旋轉(zhuǎn)軸的中心通孔、旋轉(zhuǎn)軸座的中心通孔相連通；

所述心軸由彈簧張力推動(dòng)上移后，整個(gè)心軸位于旋轉(zhuǎn)軸的中心通孔內(nèi)，使旋轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)軸座分離，從而使上部鉆柱與下部鉆柱分離；所述心軸下移后，心軸將旋轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)軸座連接，從而實(shí)現(xiàn)上部鉆柱和下部鉆柱的連接。

按上述方案，所述旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)有旁通孔，在旁通孔處設(shè)有旁通閥；

所述旁通孔與旋轉(zhuǎn)軸座的中心通孔相通；

所述用于定向鉆井的鉆柱旋轉(zhuǎn)控制裝置還包括捉球短節(jié)、激活球和金屬球；

所述捉球短節(jié)位于旋轉(zhuǎn)軸座和下部鉆柱之間，且該捉球短節(jié)的引球孔與心軸的中心通孔相通；

所述激活球的直徑略大于心軸的中心通孔，所述金屬球的直徑大于旁通孔的直徑。

按上述方案，所述旁通孔有2個(gè)以上，每個(gè)旁通孔都設(shè)置一個(gè)旁通閥；所述金屬球有2個(gè)以上。

按上述方案，所述上部鉆柱的中心通孔的中心線(xiàn)、旋轉(zhuǎn)軸的中心通孔的中心線(xiàn)、旋轉(zhuǎn)軸座的中心通孔的中心線(xiàn)重合，所述捉球短節(jié)的通孔與旋轉(zhuǎn)軸座的中心通孔相通，且捉球短節(jié)的通孔的中心線(xiàn)與下部鉆柱的中心通孔的中心線(xiàn)重合。

按上述方案，所述捉球短節(jié)的引球孔包括斜向下的第一引球孔和豎直的第二引球孔；