[發(fā)明專利]一種全旋轉(zhuǎn)指向式導(dǎo)向工具及提高造斜率結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

在審

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• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112502626A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 竇修榮;史宏江;洪迪峰;唐雪平;魏志剛;彭烈新;陳業(yè)生;路一平;曹沖;楊文景;李鐵軍;范錦輝;滕鑫淼;王磊;樊懿鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團(tuán)有限公司;中國石油集團(tuán)工程技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: E21B7/06
• 分類號: E21B7/06
• 代理公司: 北京天奇智新知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 王澤云

1.一種全旋轉(zhuǎn)指向式導(dǎo)向工具，其特征在于，包括：

鉆鋌(413)，其內(nèi)腔通過球面軸承(409，412)連接球鉸(410)，并且所述球鉸(410)與所述鉆鋌(413)內(nèi)壁之間設(shè)置有若干個傳扭柱體(411)；

導(dǎo)向芯軸(408)，穿過所述球鉸(410)并與之固定連接，下端連接鉆頭，上端通過球軸承組(407)連接偏心軸(406)；

所述偏心軸(406)受所述鉆鋌(413)內(nèi)設(shè)置的電機(jī)(402)驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全旋轉(zhuǎn)指向式導(dǎo)向工具，其特征在于，包括：

所述球鉸(410)的球心位于所述鉆鋌(413)的軸心線上，在所述偏心軸(406)的徑向推壓下，所述導(dǎo)向芯軸(408)以此球心為支點(diǎn)偏轉(zhuǎn)從而使其軸心線與所述鉆鋌(413)軸心線呈一固定偏轉(zhuǎn)角形成了導(dǎo)向工具的指向。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全旋轉(zhuǎn)指向式導(dǎo)向工具，其特征在于，所述鉆鋌(413)的外壁上設(shè)置有若干個穩(wěn)定條(414)用于形成近鉆頭穩(wěn)定器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全旋轉(zhuǎn)指向式導(dǎo)向工具，其特征在于，所述偏心軸(406)下端和導(dǎo)向芯軸(408)上端為插入結(jié)構(gòu)，在其之間設(shè)置所述球軸承組(407)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全旋轉(zhuǎn)指向式導(dǎo)向工具，其特征在于，所述鉆鋌(413)內(nèi)設(shè)置有依次連接的多芯接線柱體(401)、電機(jī)(402)、旋轉(zhuǎn)變壓器(403)、減速器(404)、減速器輸出軸(405)，所述偏心軸(406)與所述減速器輸出軸(405)相連。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種全旋轉(zhuǎn)指向式導(dǎo)向工具，其特征在于，所述減速器輸出軸(405)套于一L型的減速器輸出軸殼體中，所述減速器輸出軸殼體與所述鉆鋌(413)之間設(shè)置有儲油腔(423)；所述減速器輸出軸殼體與所述鉆鋌(413)之間設(shè)置浮動密封塞(424)，所述浮動密封塞(424)通過一壓縮彈簧(425)連接于減速器輸出軸殼體L型的一邊上；并且，一柔性細(xì)長鉆井液隔離管(422)的上端與所述多芯接線柱體(401)內(nèi)腔設(shè)有密封，下端穿過所述導(dǎo)向芯軸(408)后被設(shè)置于所述導(dǎo)向芯軸(408)內(nèi)壁中的鉆井液隔離管密封頭(432)封堵；所述鉆井液隔離管(422)與所述鉆鋌(413)之間填充有潤滑油。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種全旋轉(zhuǎn)指向式導(dǎo)向工具，其特征在于，所述鉆鋌(413)在位于浮動密封塞(424)與所述減速器輸出軸殼體L型一邊之間設(shè)置有通孔(426)。

8.一種利用全旋轉(zhuǎn)指向式導(dǎo)向工具提高造斜率結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法，其特征在于，包括：

通過球面軸承(409，412)在鉆鋌(413)內(nèi)設(shè)置球鉸(410)，在所述球鉸(410)與所述鉆鋌(413)內(nèi)壁之間設(shè)置傳扭柱體(411)；

將一導(dǎo)向芯軸(408)穿過所述球鉸(410)并與之固定連接，下端連接鉆頭，上端通過球軸承組(407)連接偏心軸(406)；

利用偏心軸(406)徑向推壓導(dǎo)向芯軸(408)上端，使導(dǎo)向芯軸(408)軸心線與鉆鋌(413)軸心線形成一偏轉(zhuǎn)角；

利用所述傳扭柱體(411)帶動導(dǎo)向芯軸(408)旋轉(zhuǎn)，利用電機(jī)(402)通過驅(qū)動偏心軸(406)與鉆鋌(413)等速反向旋轉(zhuǎn)以固定導(dǎo)向工具的相對大地的指向。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，包括：實(shí)時測量和調(diào)整偏心軸(406)最大偏心處在井眼圓周的位置。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，通過以下方法中的一種或多種以控制造斜率：

使下穩(wěn)定器中心布置于結(jié)構(gòu)彎點(diǎn)以下；

或者

增大結(jié)構(gòu)彎角；

或者

控制上穩(wěn)定器與下穩(wěn)定器之間的間距為2.5m至3.5m之間；

或者

將下穩(wěn)定器外徑設(shè)計(jì)為212mm至214mm之間；

其中，所述下穩(wěn)定器是指鉆鋌上靠近鉆頭的穩(wěn)定器，上穩(wěn)定器是指在鉆鋌上位于下穩(wěn)定器上方的穩(wěn)定器，結(jié)構(gòu)彎點(diǎn)是指導(dǎo)向芯軸與鉆鋌軸心線的交點(diǎn)，結(jié)構(gòu)彎角是指導(dǎo)向芯軸與鉆鋌軸心線形成的偏轉(zhuǎn)角。