[發明專利]井下可調彎螺桿鉆井工具

在審

• 申請號: 202310197265.4
• 申請日: 2023-03-03
• 公開（公告）號: CN116065960A
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 查春青;陶文超;汪偉;席巖
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E21B7/06
• 分類號: E21B7/06;E21B12/00;E21B41/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 王兆波

本發明公開了井下可調彎螺桿鉆井工具，包括上、下驅動軸殼體，上、下驅動軸殼體中空部分由萬向接頭連接的上、下驅動軸芯；調彎鉆井工具包括彎曲調節組件部分，彎曲調節組件部分由上至下設置有上、下調彎軸芯、上、下連接殼體、鎖定活塞；彎曲調節組件部分提供兩個偏轉角位置；調彎鉆井工具包括調彎驅動組件部分，調彎驅動組件部分供應于響應鉆井液流量和壓力的變化，通過傳輸扭矩，實現井下可調彎鉆井工具彎曲調節。該井下可調彎螺桿鉆井工具能在井下實現彎曲調節，提高形成斜井井筒的效率。

技術領域

本發明作為石油開發領域中井下鉆井工具，尤其涉及一種井下可調彎螺桿鉆井工具。

背景技術

隨著國際形勢越來越復雜，石油產業作為各個國家的戰略儲備能源，以及國家經濟發展的重要能源產業，石油儲備與開采成為了當代大國之間的有力競爭，因此開發各種功能的鉆井工具具有重要意義。傳統鉆井過程中，通過表面頂驅或者旋轉工作臺驅動鉆桿與鉆頭旋轉，使得鉆桿與鉆頭向地底轉動，按照預定的軌跡鉆出垂直井筒。然而在一些復雜地面環境中，有時需要鉆出定向井、大斜度井、水平井，提高鉆井質量與效率。

螺桿鉆具是目前世界上使用廣泛的一種鉆井工具，其動力源一般采用將高壓鉆井液或者泥漿通過表面高壓泵泵入到鉆桿當中，鉆桿中的定子與轉子將鉆井液或者泥漿的壓力能轉化為機械能，從而驅動鉆頭向地底下鉆進，按照預定的軌跡鉆出井筒。鉆井液還能作為冷卻液給鉆頭降溫，提高鉆頭的使用壽命，同時通過循環可以達到清洗井筒的效果。

目前大部分螺桿鉆具的彎曲角度是固定的，在對于有些復雜地形的鉆進時，固定的角度已經無法完成鉆進任務，故在鉆進時會配置不同彎曲角度的螺桿鉆具以滿足需求。在替換螺桿鉆具的過程中會浪費大量的時間，嚴重影響了鉆進效率。

由此，本發明人員通過長時間的基礎知識的學習以及專業技能的掌握，發明了一種井下可調彎螺桿鉆井工具，克服現有的技術缺陷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種井下可調彎螺桿鉆井工具，提高復雜境況下的大斜度井，定向井等鉆進效率，降低鉆井成本。

本發明的目的是這樣實現的，一種井下可調彎螺桿鉆井工具，該鉆井工具包括上、下驅動軸殼體；所述上、下驅動殼體在其對應于壓力彈簧的位置均設有上下對稱的圓孔通道，用以平衡壓力彈簧所處空間的壓力；上、下驅動軸殼體中空部分由萬向接頭連接的上、下驅動軸芯，由上到下依次為驅動連接器、上驅動軸芯、下驅動軸芯；所述調彎鉆井工具包括彎曲調節組件部分，所述彎曲調節組件部分設置有壓力彈簧、壓力活塞、上、下調彎軸芯、上、下連接殼體、鎖定活塞；所述彎曲調節組件部分提供兩個偏轉角位置，其中，第一個偏轉角位置為上調彎軸芯的縱軸線與上驅動軸殼體縱軸線之間的偏轉角度；其中，第二個偏轉位置為下調彎軸芯的縱軸線與下連接殼體的縱軸線之間的偏轉角度；所述調彎鉆井工具包括調彎驅動組件部分，所述調彎驅動組件部分供應于響應鉆井液流量和壓力的變化，通過傳輸扭轉，實現所述井下可調彎螺桿鉆井工具彎曲調節。

在本發明的一較佳實施方式中，所述壓力彈簧提供作用于壓力活塞上端經向力；所述壓力活塞下端空間充滿潤滑液體，通過上，下調彎軸芯、上下連接殼體之間的流體通信通道，使得鎖定活塞與壓力活塞之間的流體相互連通；所述鎖定活塞受到壓力活塞壓縮液體產生的徑向力；所述經向力推動鎖定活塞到解鎖位置。

在本發明的一較佳實施方式中，所述第一偏轉角大小由下連接殼體偏移接合面(圓柱面)決定，所述偏轉角度一般為2°～5°；所述第二偏轉角大小由上調彎軸芯偏移面決定，所述偏轉角度一般為2°～5°。

在本發明的一較佳實施方式中，所述下調彎軸芯偏移接合(圓柱面)的第一縱軸線與下連接殼體第二縱軸線夾角為第一偏轉角；所述下調彎軸芯包括4長4短凹槽；所述凹槽配合接合鎖定活塞長銷。