[發(fā)明專利]一種鉆井導(dǎo)向工具及鉆井系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108286413B
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉乃震;趙齊輝;盧毓周;李永和;張磊;吳瓊;邵珊;張美君;董智偉;余凱;喬納
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油集團長城鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04
• 代理公司: 11371 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 孫輝

本發(fā)明提供了一種鉆井導(dǎo)向工具及鉆井系統(tǒng)，屬于鉆井工具領(lǐng)域。鉆井導(dǎo)向工具包括空心外套、旋轉(zhuǎn)軸、空心鉆鋌和驅(qū)動機構(gòu)。空心外套套設(shè)于旋轉(zhuǎn)軸的外側(cè)，旋轉(zhuǎn)軸與所述空心外套通過球面軸承連接。空心鉆鋌可轉(zhuǎn)動的設(shè)置于空心外套內(nèi)，空心鉆鋌支撐于旋轉(zhuǎn)軸。驅(qū)動機構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)體、偏心輪、第一驅(qū)動裝置和第二驅(qū)動裝置，旋轉(zhuǎn)體可轉(zhuǎn)動的設(shè)置于空心外套內(nèi)，偏心輪與旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動連接，第一驅(qū)動裝置用于驅(qū)動旋轉(zhuǎn)體相對空心外套圍繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，第二驅(qū)動裝置用于驅(qū)動偏心輪相對旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動。偏心輪相對旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動能夠使旋轉(zhuǎn)軸彎曲。這種鉆井導(dǎo)向工具，偏心輪轉(zhuǎn)動使旋轉(zhuǎn)軸彎曲，偏心輪與旋轉(zhuǎn)軸為線接觸，偏心輪不會限制旋轉(zhuǎn)軸的彎曲。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鉆井工具領(lǐng)域，具體而言，涉及一種鉆井導(dǎo)向工具及鉆井系統(tǒng)。

背景技術(shù)

旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)是靠空心外套與旋轉(zhuǎn)軸之間的驅(qū)動機構(gòu)使旋轉(zhuǎn)軸彎曲偏執(zhí)，從而為鉆頭提供一個與井眼軸線不一致的傾角，產(chǎn)生導(dǎo)向作用。現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)中的驅(qū)動機構(gòu)一般都采用偏心環(huán)，旋轉(zhuǎn)軸套設(shè)在偏心環(huán)內(nèi)，偏心環(huán)對旋轉(zhuǎn)軸的彎曲具有一定的限制作用，旋轉(zhuǎn)軸的彎曲效果差，從而導(dǎo)致鉆頭的傾斜效果不佳，鉆井效果不能達到預(yù)期。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種鉆井導(dǎo)向工具，以改善驅(qū)動機構(gòu)對旋轉(zhuǎn)軸的彎曲具有限制作用的問題。

本發(fā)明的目的在于提供一種鉆井系統(tǒng)，以改善驅(qū)動機構(gòu)對旋轉(zhuǎn)軸的彎曲具有限制作用的問題。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

基于上述第一目的，本發(fā)明提供一種鉆井導(dǎo)向工具，包括：

空心外套；

旋轉(zhuǎn)軸，所述空心外套套設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)軸的外側(cè)，所述旋轉(zhuǎn)軸與所述空心外套通過球面軸承連接；

空心鉆鋌，所述空心鉆鋌可轉(zhuǎn)動的設(shè)置于所述空心外套內(nèi)，所述空心鉆鋌支撐于所述旋轉(zhuǎn)軸，所述空心鉆鋌與所述旋轉(zhuǎn)軸能夠同步轉(zhuǎn)動；

驅(qū)動機構(gòu)，所述驅(qū)動機構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)體、偏心輪、第一驅(qū)動裝置和第二驅(qū)動裝置，所述旋轉(zhuǎn)體可轉(zhuǎn)動的設(shè)置于所述空心外套內(nèi)，所述偏心輪與所述旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動連接，所述第一驅(qū)動裝置用于驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)體相對所述空心外套圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，所述第二驅(qū)動裝置用于驅(qū)動所述偏心輪相對所述旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動；

所述偏心輪與所述旋轉(zhuǎn)軸接觸，所述偏心輪相對所述旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動能夠使所述旋轉(zhuǎn)軸彎曲。

進一步地，所述旋轉(zhuǎn)體包括第一旋轉(zhuǎn)環(huán)和第二旋轉(zhuǎn)環(huán)，所述第二旋轉(zhuǎn)環(huán)與所述第一旋轉(zhuǎn)環(huán)滑動連接，所述第二旋轉(zhuǎn)環(huán)與所述第一旋轉(zhuǎn)環(huán)之間設(shè)置有第一限位結(jié)構(gòu)，以限制所述第二旋轉(zhuǎn)環(huán)相對第一旋轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)動，所述第一旋轉(zhuǎn)環(huán)與所述空心外套轉(zhuǎn)動連接，所述偏心輪與所述第二旋轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)動連接；

所述第一旋轉(zhuǎn)環(huán)與所述第二旋轉(zhuǎn)環(huán)之間設(shè)有第三驅(qū)動裝置，所述第二驅(qū)動裝置用于驅(qū)動所述第二旋轉(zhuǎn)環(huán)相對第一旋轉(zhuǎn)環(huán)軸向滑動；

所述旋轉(zhuǎn)軸具有接觸面，接觸面為圓錐面，所述第二旋轉(zhuǎn)環(huán)相對所述第一旋轉(zhuǎn)環(huán)軸向移動能夠使所述偏心輪與所述接觸面接觸并沿所述接觸面移動。

進一步地，所述第一旋轉(zhuǎn)環(huán)包括基環(huán)和沿所述基環(huán)軸向延伸的導(dǎo)向環(huán)，所述基環(huán)的外壁與所述空心外套接觸并形成轉(zhuǎn)動配合，所述第二旋轉(zhuǎn)環(huán)套設(shè)于所述導(dǎo)向環(huán)的外側(cè)，所述第二旋轉(zhuǎn)環(huán)的內(nèi)壁與所述導(dǎo)向環(huán)接觸并形成滑動配合。

進一步地，所述第一限位結(jié)構(gòu)包括設(shè)于所述導(dǎo)向環(huán)的外壁上的凸出部和設(shè)于所述第二旋轉(zhuǎn)環(huán)的內(nèi)壁上的滑槽，所述凸出部延伸至所述滑槽內(nèi)；

所述第二旋轉(zhuǎn)環(huán)相對所述第一旋轉(zhuǎn)環(huán)軸向移動時，所述凸出部能夠在所述滑槽內(nèi)滑動。

進一步地，所述偏心輪相對旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動的軸線垂直于旋轉(zhuǎn)體相對所述空心外套轉(zhuǎn)動的軸線。