[發(fā)明專利]一種靜態(tài)、推靠式液壓旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具

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• 申請日: 2018-10-27
• 公開（公告）號: CN109356524A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 裴緒建
• 申請（專利權(quán)）人: 裴緒建
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明專利提供了一種靜態(tài)、推靠式液壓旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具，主要由下接頭、調(diào)節(jié)噴嘴、傳動軸、液壓端殼體、外筒、油腔彈簧、油腔活塞環(huán)、密封筒、花鍵筒、鎖緊筒、導(dǎo)向鎖緊座、非導(dǎo)向鎖緊座、鎖緊套、鎖緊擋環(huán)、上接頭、液壓端柱塞、液壓端翼板、液壓端壓板、鎖緊彈簧、鎖緊鋼珠和鎖緊活塞組成。非導(dǎo)向鉆進(jìn)時(shí)，密封筒關(guān)閉鉆井液通道，高壓鉆井液無法進(jìn)入鉆井液腔室，液壓端柱塞和液壓端翼板未伸出，液壓端殼體隨傳動軸旋轉(zhuǎn)。導(dǎo)向鉆進(jìn)時(shí)，密封筒打開鉆井液通道，高壓鉆井液進(jìn)入鉆井液腔室，將鉆井液壓差轉(zhuǎn)換成液壓油壓力，液壓端柱塞和液壓端翼板伸出，液壓端殼體不隨傳動軸旋轉(zhuǎn)，而是側(cè)向擠壓井壁推動鉆頭導(dǎo)向鉆進(jìn)。另外，該工具還可簡化成一種靜態(tài)、推靠式機(jī)械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利屬于石油鉆井機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及一種靜態(tài)、推靠式液壓旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具，不僅可替代螺桿鉆具，解決常規(guī)定向井(或斜井)和常規(guī)水平井螺桿鉆具滑動鉆進(jìn)定向困難和托壓問題，而且可替代國外旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具，大幅度降低大斜度定向井、超大位移定向井和高難度水平井鉆井成本，對我國強(qiáng)占世界鉆井技術(shù)制高點(diǎn)，引領(lǐng)世界鉆井技術(shù)進(jìn)步，改變世界能源格局具有非常重要意義。

背景技術(shù)

鉆井是發(fā)現(xiàn)和開采地下油氣資源的必然途徑。根據(jù)設(shè)計(jì)井眼軌跡形狀，鉆井可劃分成直井、定向井(或斜井)和水平井。在致密油、致密氣、頁巖油、頁巖氣和煤層氣等非常規(guī)油氣田開發(fā)中，定向井(或斜井)和水平井占鉆井工作量80％以上。

在定向井(或斜井)和水平井鉆井過程中，使用螺桿鉆具滑動鉆進(jìn)是井眼軌跡控制或調(diào)整井眼空間鉆進(jìn)方向的重要手段。但是，由于地層巖性、鉆頭類型、鉆具組合、井眼軌跡和鉆井液性能等多種因素，定向困難和托壓問題始終是困擾鉆井工程師們的技術(shù)難題，也是一個(gè)世界性技術(shù)難題，由此導(dǎo)致定向鉆井速度慢、施工周期長、作業(yè)成本高，嚴(yán)重時(shí)造成井下復(fù)雜事故，極大地制約了油氣田開發(fā)效益。對于定向困難和托壓問題，現(xiàn)場措施通常采取多次或反復(fù)擺工具面、小鉆壓滑動鉆進(jìn)、短起下鉆修正井眼軌跡、大量加入泥漿助劑改善鉆井液性能、起鉆更換使用低扭矩PDC鉆頭或牙輪鉆頭等做法，但是，收效甚微。

國外旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具是定向井(或斜井)和水平井井眼軌跡控制的最佳鉆井工具，也是解決定向困難和托壓問題的理想鉆井工具，但是，國外旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具主要由貝克休斯、斯倫貝謝和哈里巴頓等少數(shù)國外油服公司壟斷，性能可靠，費(fèi)用昂貴，目前僅在大斜度定向井、超大位移定向井和高難度水平井等極少數(shù)井使用。國內(nèi)多家油田企業(yè)和科技院所合作開展旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具研制工作，其中中石油鉆井院、中海油研究院等單位均研制成功，但仍未商業(yè)化推廣應(yīng)用。因此，使用螺桿鉆具鉆定向井(或斜井)和水平井嚴(yán)重制約我國非常規(guī)油氣田開發(fā)規(guī)模。

在普遍使用螺桿鉆具鉆定向井(或斜井)和水平井情況下，靜態(tài)、推靠式液壓旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具無疑是一種低成本旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井解決方案，工具結(jié)構(gòu)簡單，原理可靠，造價(jià)低廉，具備定向井(或斜井)和水平井全領(lǐng)域、低成本普惠推廣優(yōu)勢，對我國強(qiáng)占世界鉆井技術(shù)制高點(diǎn)，引領(lǐng)世界鉆井技術(shù)進(jìn)步，改變世界能源格局具有非常重要意義。

發(fā)明專利內(nèi)容

本發(fā)明專利屬于石油鉆井機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及一種靜態(tài)、推靠式液壓旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具，不僅可替代螺桿鉆具，解決常規(guī)定向井(或斜井)和常規(guī)水平井螺桿鉆具滑動鉆進(jìn)定向困難和托壓問題，而且可替代國外旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具，大幅度降低大斜度定向井、超大位移定向井和高難度水平井鉆井成本，對我國強(qiáng)占世界鉆井技術(shù)制高點(diǎn)，引領(lǐng)世界鉆井技術(shù)進(jìn)步，改變世界能源格局具有非常重要意義。

本發(fā)明專利采用的具體技術(shù)方案是：

靜態(tài)、推靠式液壓旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具主要由下接頭、調(diào)節(jié)噴嘴、傳動軸、液壓端殼體、外筒、油腔彈簧、油腔活塞環(huán)、密封筒、花鍵筒、鎖緊筒、導(dǎo)向鎖緊座、非導(dǎo)向鎖緊座、鎖緊套、鎖緊擋環(huán)、上接頭、液壓端柱塞、液壓端翼板、液壓端壓板、鎖緊彈簧、鎖緊鋼珠和鎖緊活塞組成。