[發(fā)明專利]一種柔性導(dǎo)向鉆井工具

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110505202.1
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN113153151A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐梓辰;萬曉躍
• 申請（專利權(quán)）人: 萬曉躍
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B17/20;E21B17/05;E21B10/42;E21B10/60
• 代理公司: 蘇州拓云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32344
• 代理人: 郭玉靜

1.一種柔性導(dǎo)向鉆井工具，其特征在于，包括：

鉆具傳送系統(tǒng)、導(dǎo)向鉆進(jìn)短節(jié)、柔性驅(qū)動鉆柱和剛性驅(qū)動鉆柱，導(dǎo)向鉆進(jìn)短節(jié)、柔性驅(qū)動鉆柱和剛性驅(qū)動鉆柱依次連接；

鉆具傳送系統(tǒng)包括傳送管柱和轉(zhuǎn)向器，所述轉(zhuǎn)向器連接于所述傳送管柱下方，所述傳送管柱設(shè)置于主井眼內(nèi)部，所述剛性驅(qū)動鉆柱設(shè)置于所述傳送鉆柱內(nèi)部，并能在所述傳送管柱內(nèi)部上下活動；

導(dǎo)向鉆進(jìn)短節(jié)，其包括鉆頭和導(dǎo)向短節(jié)本體，所述導(dǎo)向短節(jié)本體上設(shè)置有偏轉(zhuǎn)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，所述鉆頭設(shè)置于所述導(dǎo)向鉆進(jìn)短節(jié)下部；

驅(qū)動短節(jié)，所述驅(qū)動短節(jié)通過至少一個萬向傳動機(jī)構(gòu)連接于所述導(dǎo)向鉆進(jìn)短節(jié)與所述柔性驅(qū)動鉆柱之間；

所述驅(qū)動短節(jié)包括電驅(qū)動執(zhí)行器，所述偏轉(zhuǎn)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括液壓分流裝置和液壓導(dǎo)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述電驅(qū)動執(zhí)行器通過柔性跨接連桿驅(qū)動液壓分流裝置，從而周期性地將導(dǎo)向短節(jié)本體上的貫通流道中的高壓鉆井流體與液壓導(dǎo)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)連通；

柔性驅(qū)動鉆柱，能傳遞鉆井動力，所述柔性驅(qū)動鉆柱內(nèi)部設(shè)置有沿軸向貫通的貫通結(jié)構(gòu)，能沿柔性驅(qū)動鉆柱軸線方向形成貫通空間；

柔性驅(qū)動控制系統(tǒng)，其包括電驅(qū)動執(zhí)行器、柔性跨接連桿、偏轉(zhuǎn)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，所述柔性跨接連桿包括鉸接接頭、萬向節(jié)、撓性桿/管、彈性桿/管中的任意一種或組合；所述電驅(qū)動執(zhí)行器設(shè)置于所述驅(qū)動短節(jié)內(nèi)部，所述柔性跨接連桿的兩端分別與所述電驅(qū)動執(zhí)行器和所述液壓分流裝置連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柔性導(dǎo)向鉆井工具，其特征在于，包括：

柔性驅(qū)動鉆柱包括多個由上至下依次連接的承載短節(jié)；相鄰的所述承載短節(jié)之間通過萬向傳動機(jī)構(gòu)傳遞鉆井動力；或者，所述柔性驅(qū)動鉆柱為彈性金屬管，所述彈性金屬管的平均外直徑為鉆頭外直徑的30％-70％；或者，所述柔性鉆柱包括扭矩傳遞串列和承壓軟管，所述扭矩傳遞串列穿設(shè)于所述承壓軟管的內(nèi)部或所述承壓軟管穿設(shè)于所述扭矩傳遞串列的內(nèi)部。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種柔性導(dǎo)向鉆井工具，其特征在于，

所述電驅(qū)動執(zhí)行器為電動機(jī)，其中所述電動機(jī)包括電動機(jī)轉(zhuǎn)子和電動機(jī)定子，所述電動機(jī)定子與所述驅(qū)動短節(jié)本體固定連接；

所述液壓分流裝置包括轉(zhuǎn)閥轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)閥定子，所述轉(zhuǎn)閥轉(zhuǎn)子與所述電動機(jī)轉(zhuǎn)子通過柔性跨接連桿連接，所述電動機(jī)轉(zhuǎn)子能驅(qū)動所述轉(zhuǎn)閥轉(zhuǎn)子相對所述轉(zhuǎn)閥定子旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)閥定子與所述導(dǎo)向短節(jié)本體固定連接，所述轉(zhuǎn)閥定子設(shè)置有多個分別與各所述液壓導(dǎo)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)一一對應(yīng)的閥位；

所述柔性跨接連桿至少包括內(nèi)置萬向節(jié)或彈性桿。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種柔性導(dǎo)向鉆井工具，其特征在于，所述柔性跨接連桿包括內(nèi)置萬向節(jié)，所述內(nèi)置萬向節(jié)設(shè)置于所述電驅(qū)動執(zhí)行器輸出端軸線與所述液壓分流裝置輸入端的軸線的延伸線的焦點(diǎn)處。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種柔性導(dǎo)向鉆井工具，其特征在于，所述柔性跨接連桿包括跨接桿，所述電驅(qū)動執(zhí)行器通過所述跨接桿與所述液壓分流裝置連接，所述跨接桿通過轉(zhuǎn)動和/或軸向運(yùn)動驅(qū)動所述液壓分流裝置向液壓導(dǎo)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)分流高壓鉆井流體。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種柔性導(dǎo)向鉆井工具，其特征在于，所述柔性跨接連桿為彈性桿，所述彈性桿的兩端分別連接電動機(jī)和所述液壓分流裝置，能使所述電動機(jī)轉(zhuǎn)子驅(qū)動所述轉(zhuǎn)閥轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種柔性導(dǎo)向鉆井工具，其特征在于，所述跨接桿或彈性桿通過懸掛軸承懸掛于容置其所在的承載短節(jié)內(nèi)部。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柔性導(dǎo)向鉆井工具，其特征在于，所述液壓導(dǎo)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括沿所述導(dǎo)向短節(jié)本體的周向間隔設(shè)置驅(qū)動活塞，所述驅(qū)動活塞包括連接于所述導(dǎo)向短節(jié)本體的筒壁上的驅(qū)動活塞和活塞容置腔，所述驅(qū)活塞能直接抵靠井壁或通過推靠肋翼間接抵靠井壁或通過擺動杠桿間接抵靠井壁，通過所述驅(qū)動活塞的伸縮驅(qū)動所述鉆頭按預(yù)設(shè)方向偏轉(zhuǎn)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柔性導(dǎo)向鉆井工具，其特征在于，還包括驅(qū)動控制短節(jié)，所述驅(qū)動控制短節(jié)設(shè)置于所述驅(qū)動短節(jié)上方，其設(shè)有驅(qū)動控制電路，所述驅(qū)動控制電路通過跨接線路與所述電驅(qū)動執(zhí)行器電連接。