[發(fā)明專利]一種水平定向取芯鉆孔用導(dǎo)向鉆具

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011083447.1
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號(hào): CN112112566A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉飛香;廖金軍;李俊;劉郡;易達(dá)云
• 申請（專利權(quán)）人: 中國鐵建重工集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): E21B7/04
• 分類號(hào): E21B7/04;E21B7/10;E21B47/022
• 代理公司: 長沙七源專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43214
• 代理人: 劉伊?xí)D;周曉艷

本發(fā)明提供了一種水平定向取芯鉆孔用導(dǎo)向鉆具，包括內(nèi)管總成和外管總成，所述外管總成包括外殼、中心軸和依次連接且設(shè)置在外殼上的鉆頭、支點(diǎn)軸承、距離管、偏心組件、延伸管、封隔器、懸臂軸承、鎖止機(jī)構(gòu)和鉆桿連接管，所述鉆頭設(shè)置在外殼的端部，所述鉆桿連接管用于安裝鉆桿，所述中心軸為空心管，設(shè)置在外管總成的腔體內(nèi)部且一端與支點(diǎn)軸承連接，而另一端與鎖止機(jī)構(gòu)連接，所述鎖止機(jī)構(gòu)用于在導(dǎo)向鉆具糾偏時(shí)鎖住外殼，所述偏心組件和封隔器均設(shè)置在所述中心軸的外部，與中心軸間隙配合設(shè)置，所述偏心組件用于調(diào)節(jié)導(dǎo)向鉆具的偏心度以控制鉆頭的鉆進(jìn)方向，所述封隔器用于在鉆頭方向固定時(shí)卡住孔壁防止外殼旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明糾偏范圍為2°～3°。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地質(zhì)勘探技術(shù)領(lǐng)域的定向取芯工具，具體涉及一種水平定向取芯鉆孔用導(dǎo)向鉆具。

背景技術(shù)

取巖芯是通過特殊的取芯工具將巖石取出來，直觀的研究巖層和沉積狀況。傳統(tǒng)垂直或傾斜鉆進(jìn)取芯作業(yè)鉆進(jìn)效率低，孔內(nèi)事故頻繁，不能按照鉆孔軌跡調(diào)整造斜強(qiáng)度，且造斜器本體與孔壁卡固不老，易發(fā)生角位移，不適用于水平定向取芯作業(yè)。目前，雖然已有公開的定向取芯鉆進(jìn)的導(dǎo)向糾偏設(shè)計(jì)方案，但其設(shè)計(jì)方案在功能方面或在機(jī)構(gòu)配置方面，還存在一定的不足。

專利號(hào)為CN104343389B發(fā)明專利公開了一種指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具，包括外筒上節(jié)和外筒，在所述外筒上節(jié)和所述外筒內(nèi)設(shè)有從上至下依次連接的鉆柱、芯軸，所述鉆柱與芯軸通過中空萬向節(jié)連接，鉆柱通過圓柱滾子軸承與外筒上節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，在鉆柱下端部設(shè)有位于所述外筒內(nèi)的泄壓腔體，泄壓腔體與設(shè)在鉆柱上的引流孔相通，芯軸的上端部和中部分別設(shè)有偏置機(jī)構(gòu)和關(guān)節(jié)軸承總成。該發(fā)明通過改變上盤閥進(jìn)液通孔的位置，控制鉆井液輸入集成液壓缸活塞桿的動(dòng)作，使芯軸繞關(guān)節(jié)軸承總成轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)鉆頭的偏置。該發(fā)明具有不受地質(zhì)層影響的特點(diǎn)，但芯軸內(nèi)部為非中空結(jié)構(gòu)，不能用于地質(zhì)取芯。

專利號(hào)為CN111140173A的發(fā)明專利公開了一種水平定向取芯鉆孔保直與糾斜鉆具及鉆孔方法，該鉆具包括取芯鉆頭、取芯外管和繩索取芯鉆桿、扶正器、巖心管、彎螺桿、無磁鉆桿、第一接頭、第二接頭、水便和用于測量孔斜的測量單元；所述的取芯鉆頭、扶正器、取芯外管、扶正器、繩索取芯鉆桿和水便依次連接形成保直鉆具；所述的取芯鉆頭、扶正器、巖心管、彎螺桿、第一接頭、扶正器、無磁鉆桿、第二接頭、繩索取芯鉆桿和水便依次連接形成孔底糾斜鉆具；所述測量單元設(shè)置在無磁鉆桿的內(nèi)部。該鉆具根據(jù)孔斜和底層硬度綜合確定彎螺桿的彎度，高壓力的動(dòng)力介質(zhì)驅(qū)動(dòng)沖擊器和轉(zhuǎn)子，實(shí)現(xiàn)高效率鉆進(jìn)，提高糾斜方位準(zhǔn)確性，但彎螺桿的彎度不超過0.5～1°，糾偏效果不明顯。

綜上所述，急需一種水平定向取芯鉆孔用導(dǎo)向鉆具以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的芯軸不能用于地質(zhì)取芯、糾偏角度小的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種水平定向取芯鉆孔用導(dǎo)向鉆具，具體技術(shù)方案如下：

一種水平定向取芯鉆孔用導(dǎo)向鉆具，包括內(nèi)管總成和外管總成，所述外管總成包括外殼、中心軸和依次連接的鉆頭、支點(diǎn)軸承、距離管、偏心組件、延伸管、封隔器、懸臂軸承、鎖止機(jī)構(gòu)和鉆桿連接管，所述鉆頭設(shè)置在所述外殼的端部，所述支點(diǎn)軸承、距離管、偏心組件、延伸管、封隔器、懸臂軸承、鎖止機(jī)構(gòu)、鉆桿連接管和中心軸均設(shè)置在所述外殼上，所述鉆桿連接管用于安裝鉆桿，所述中心軸為空心管，設(shè)置在所述外管總成的腔體內(nèi)部且一端與支點(diǎn)軸承連接，而另一端與鎖止機(jī)構(gòu)連接，所述鎖止機(jī)構(gòu)用于在導(dǎo)向鉆具糾偏時(shí)鎖住外殼，所述偏心組件和封隔器均設(shè)置在所述中心軸的外部，與中心軸間隙配合設(shè)置，所述偏心組件用于調(diào)節(jié)導(dǎo)向鉆具的偏心度以控制鉆頭的鉆進(jìn)方向，所述封隔器用于在鉆頭方向固定時(shí)，在所述封隔器中通入鉆井液使封隔器膨脹以卡住孔壁防止外殼旋轉(zhuǎn)；

所述內(nèi)管總成設(shè)置在所述外管總成的腔體內(nèi)部且穿過所述中心軸，用于吊拉所述外管總成，所述內(nèi)管總成包括矛頭和繩索，所述矛頭與繩索連接。