[發(fā)明專利]一種磁力驅(qū)動(dòng)式導(dǎo)向鉆井工具導(dǎo)向執(zhí)行系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710626842.1
• 申請(qǐng)日: 2017-07-28
• 公開（公告）號(hào): CN107386970B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐梓辰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 徐梓辰
• 主分類號(hào): E21B7/04
• 分類號(hào): E21B7/04;E21B4/00
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11548
• 代理人: 李靜

本發(fā)明公開了一種磁力驅(qū)動(dòng)式導(dǎo)向鉆井工具導(dǎo)向執(zhí)行系統(tǒng)，其包括下接頭、推靠臂、主活塞、不旋轉(zhuǎn)外套、液壓泵、行星輪從動(dòng)輪、行星輪主動(dòng)輪、外磁體、內(nèi)磁體、外磁體支架、主軸，當(dāng)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具工作時(shí)，主軸在鉆桿的驅(qū)動(dòng)下持續(xù)旋轉(zhuǎn)，持續(xù)旋轉(zhuǎn)的主軸與其四周鑲嵌的內(nèi)磁體一同旋轉(zhuǎn)，內(nèi)磁體通過(guò)磁場(chǎng)帶動(dòng)其外部的外磁體旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)力矩通過(guò)外磁體傳遞至外磁體支架并經(jīng)過(guò)外磁體支架上的行星輪主動(dòng)輪傳遞至行星輪從動(dòng)輪，由于行星輪從動(dòng)輪與泵連接，本發(fā)明通過(guò)磁力驅(qū)動(dòng)的方法將主軸能量直接傳遞給液壓泵，液壓泵提供的高壓持續(xù)給輔助活塞提供壓力，將推靠臂頂在井壁上，電磁閥則選擇性的控制主活塞內(nèi)的壓力供給，至此便實(shí)現(xiàn)的對(duì)導(dǎo)向鉆井工具推靠方向的調(diào)節(jié)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種導(dǎo)向鉆井裝置，具體涉及一種磁力驅(qū)動(dòng)式導(dǎo)向鉆井工具導(dǎo)向執(zhí)行系統(tǒng)，屬于石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在鉆井技術(shù)領(lǐng)域中，導(dǎo)向鉆井技術(shù)得到了石油行業(yè)的普遍認(rèn)可和廣泛應(yīng)用。導(dǎo)向鉆井技術(shù)可以根據(jù)需求，調(diào)整井眼的軌跡，達(dá)到油氣田開發(fā)最井眼軌跡的各項(xiàng)要求。

現(xiàn)行的導(dǎo)向鉆井裝置，分為推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井裝置和指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井裝置，這些導(dǎo)向鉆井裝置需要依靠電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)且系統(tǒng)復(fù)雜，井下電能消耗量巨大，導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)所需的電能需通過(guò)專門的井下發(fā)電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，并通過(guò)復(fù)雜的井下變電等方式進(jìn)行電力傳輸。

本發(fā)明針對(duì)以上問(wèn)題，提供一種磁力驅(qū)動(dòng)式導(dǎo)向鉆井工具導(dǎo)向執(zhí)行系統(tǒng)，以便降低能耗的同時(shí)提高鉆井導(dǎo)向效果。

發(fā)明內(nèi)容

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種磁力驅(qū)動(dòng)式導(dǎo)向鉆井工具導(dǎo)向執(zhí)行系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，所述系統(tǒng)中的主軸處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，該系統(tǒng)的不旋轉(zhuǎn)外套處于緩慢旋轉(zhuǎn)或不旋轉(zhuǎn)狀態(tài)；主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的能量通過(guò)磁場(chǎng)傳輸?shù)讲恍D(zhuǎn)外套中的可旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，該可旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)推靠臂實(shí)現(xiàn)對(duì)井壁的推靠，隨即將推靠力傳遞至井壁，推動(dòng)鉆柱改變行進(jìn)方向，達(dá)到調(diào)整井眼軌跡的目的，其中，所述可旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為外磁體支架。

進(jìn)一步，作為優(yōu)選，液壓推靠系統(tǒng)通過(guò)電磁閥控制高壓油路通斷的方法控制主活塞中的液體壓力，進(jìn)而控制主活塞傳遞給推靠臂的推靠力，沿導(dǎo)向鉆井工具周向布置多組液壓推靠系統(tǒng)，通過(guò)電磁閥調(diào)節(jié)各個(gè)系統(tǒng)中活塞內(nèi)壓力的方法達(dá)到調(diào)節(jié)多套系統(tǒng)所施加的推靠力合力方向的目的。

進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述磁力驅(qū)動(dòng)式導(dǎo)向鉆井工具導(dǎo)向執(zhí)行系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置節(jié)流閥截流液壓泵泵出的高壓流體的方法產(chǎn)生壓力降，進(jìn)而獲得活塞工作所需的工作壓差。

本發(fā)明還提供了一種磁力驅(qū)動(dòng)式導(dǎo)向鉆井工具導(dǎo)向執(zhí)行系統(tǒng)，其包括下接頭、推靠臂、主活塞、不旋轉(zhuǎn)外套、液壓泵、行星輪從動(dòng)輪、行星輪主動(dòng)輪、外磁體、內(nèi)磁體、外磁體支架、主軸，其特征在于，所述主軸的上端設(shè)置有與鉆桿連接的上接頭，所述主軸的外側(cè)同軸設(shè)置不旋轉(zhuǎn)外套，所述主軸上部的外側(cè)有槽位，所述槽位中鑲有內(nèi)磁體，所述主軸下端設(shè)置有下接頭，所述內(nèi)磁體的外部設(shè)有外磁鐵，且所述外磁體固定設(shè)置在外磁體支架上，所述外磁體與外磁體支架形成一個(gè)整體套在主軸外部，所述外磁體與外磁體支架形成的整體可相對(duì)主軸自由旋轉(zhuǎn)，當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，主軸上的內(nèi)磁體利用磁場(chǎng)帶動(dòng)外磁體及外磁體支架一同旋轉(zhuǎn)，所述外磁體支架下部連接設(shè)置行星輪主動(dòng)輪，所述外磁體支架與行星輪主動(dòng)輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)；所述星輪主動(dòng)輪與行星輪從動(dòng)輪嚙合傳動(dòng)，以便使得所述星輪主動(dòng)輪與行星輪從動(dòng)輪構(gòu)成行星輪機(jī)構(gòu)，所述行星輪從動(dòng)輪下部連接液壓泵，所述行星輪從動(dòng)輪直接驅(qū)動(dòng)液壓泵旋轉(zhuǎn)為導(dǎo)向鉆井工具液壓推靠系統(tǒng)提供壓力，所述主軸的下部外側(cè)套設(shè)置有多個(gè)可擺動(dòng)的推靠臂，所述推靠臂的下部與所述主軸之間設(shè)置有主活塞，所述主活塞沿著所述主軸的徑向方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述主活塞由所述液壓提供液壓力，以便使得所述主活塞在受到液壓泵產(chǎn)生的壓力后可向主軸徑向方向運(yùn)動(dòng)將推靠力傳遞至推靠臂，所述推靠臂隨即將推靠力傳遞至井壁，推動(dòng)鉆柱改變行進(jìn)方向，達(dá)到調(diào)整井眼軌跡的目的。

進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述液壓泵通過(guò)總液壓管線與電磁閥相連，所述電磁閥通過(guò)主活塞液壓控制管線與主活塞相連。