[發明專利]一種鉆井液流量分配裝置

有效

• 申請號: 201710761881.2
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN109424329B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 孫峰;宗艷波;錢德儒;王甲昌;臧艷彬;孫連環;考爽;王光磊
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: E21B21/10
• 分類號: E21B21/10
• 代理公司: 北京聿華聯合知識產權代理有限公司 11611
• 代理人: 劉華聯

本發明涉及一種鉆井液流量分配裝置，用于安裝在垂直鉆井工具的推靠機構中，包括：外筒、安裝在所述外筒內壁上的偏重件，以及鉆井液分配閥，所述鉆井液分配閥構造成能夠在鉆井工具偏斜時自動地打開高邊流道并關閉低邊流道。

技術領域

本發明涉及油氣井工程井下工具領域，具體地涉及一種鉆井液流量分配裝置。

背景技術

隨著油氣田勘探開發工作的不斷深入，所鉆遇的地層構造越來越復雜，特別是高陡構造的“防斜打快”問題更是鉆井技術中的難點和重點，因此對垂直鉆井工具的要求也越來越高。

傳統的滿眼鉆具組合和鐘擺鉆具組合以鉆具側向力作為井斜控制的理論依據，具有較大的局限性。而發展中的偏心鉆具、偏軸鉆具、柔性鉆具、反鐘擺鉆具、導向鉆具等防斜技術，雖然增強了鉆柱的公轉效應，削弱了鉆頭傾角的增斜作用，能夠有效地控制鉆具側向力，較好地控制井斜、提高機械鉆速，但是，鉆具組合的內在力學性質決定了它們仍然沒有足夠的抵抗地層造斜力的功能。因此，對于高陡構造和強造斜地層的井斜控制效果仍難以得到充分的保證。

為了解決“防斜打快”問題，人們需要研究一種不拘于井下地層，不需要人為干預而自動跟蹤并能夠按照預定軌道調整井眼軌跡的自動閉環垂直鉆井工具，使之能夠鉆出非常直而且軌跡光滑的垂直井眼。為此，自動垂直鉆井技術在鉆井工程中應用越來越廣泛。

對于自動垂直鉆井技術來說，通常是在工具發生過量傾斜時利用推靠機構來對井壁施加推靠力，從而利用井壁的反作用力來使工具恢復到垂直狀態。推靠機構一般是利用鉆井液的作用來推動可動件徑向地運動，以便對井壁施加推靠力。因此，能夠按照要求來分配鉆井液以驅動推靠機構的可動件對于自動垂直鉆井技術來說非常關鍵。

發明內容

針對至少一些如上所述的技術問題，本發明旨在提供一種鉆井液流量分配裝置。該裝置可控分配過流小排量鉆井液，利用鉆頭水壓差驅動垂直鉆井工具的推靠機構的可動件推靠井壁，從而進行軌跡調整。同時，該鉆井液流量分配裝置能夠有效隔離實鉆過程中由鉆頭及鉆具傳遞的振動沖擊，保證動態控制精度，提高其可靠性及穩定性。這種鉆井液流量分配裝置的應用范圍廣，成本低，后期維護簡單。

為此，根據本發明，提供了一種鉆井液流量分配裝置，用于安裝在垂直鉆井工具的推靠機構中，包括：外筒、安裝在所述外筒內壁上的偏重件，以及鉆井液分配閥，所述鉆井液分配閥構造成能夠在鉆井工具偏斜時自動地打開高邊流道并關閉低邊流道。

在一個優選的實施例中，所述鉆井液分配閥包括固連在所述偏重件的下端的第一環形閥，以及固定在所述外筒的內壁上且處于所述第一環形閥的下游的第二環形閥。

在一個優選的實施例中，所述第一環形閥與第二環形閥構造為相互貼合的盤形件，且所述第一環形閥與第二環形閥的接觸面設有摩擦副涂層。

在一個優選的實施例中，所述第一環形閥的盤面設有沿周向延伸的弧形通孔，所述第二環形閥的盤面上沿周向均勻設置有若干流道孔，其中，所述第一環形閥能在鉆井工具偏斜時隨所述偏重件旋轉，從而使所述第一環形閥的弧形通孔與所述第二環形閥中的位于高邊區域的流道孔對齊。

在一個優選的實施例中，所述第二環形閥設有若干沿周向分配的定位孔，在所述定位孔中布置了用于使所述第一環形閥與第二環形閥相互貼合的定位件。

在一個優選的實施例中，安裝在所述第二環形閥的定位孔中的定位件為定位彈簧。

在一個優選的實施例中，所述偏重件形成為圓筒狀構件，所述圓筒狀構件在一部分外壁區域上開有狹長形的通孔。

在一個優選的實施例中，所述第一環形閥的設有弧形通孔的側壁與所述偏重件的開有狹長形通孔的側壁在周向上對齊。

在一個優選的實施例中，其特征在于，在所述第一環形閥與所述偏重件之間設置有預緊構件。

在一個優選的實施例中，所述預緊構件為預緊彈簧。