專(zhuān)利名稱(chēng)：一種傾斜鉆頭式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是石油勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的一種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井井下工具。
傳統(tǒng)導(dǎo)向方式是采用彎外殼或鉸接馬達(dá)等導(dǎo)向鉆井工具以滑動(dòng)方式鉆進(jìn)，它存在以下主要缺點(diǎn)1.井眼軌跡控制精度差；2.由于是采用滑動(dòng)方式鉆進(jìn)，使鉆井極限位移受到限制；3.井眼不圓滑，使磨阻、扭矩增加；4.井身質(zhì)量和井眼狀況不佳，易出現(xiàn)井下復(fù)雜事故；5.增加了起下鉆具次數(shù)，降低了鉆進(jìn)速度，使鉆井成本大大上升。
為解決傳統(tǒng)導(dǎo)向方式存在的井眼軌跡控制精度差，井身質(zhì)量差，鉆井井下事故多，鉆井成本高及鉆進(jìn)極限井深的限制問(wèn)題，以滿足油田開(kāi)發(fā)后期，大量定向井、水平井、大位移井、三維多目標(biāo)井等特殊工藝井的導(dǎo)向鉆井需求，國(guó)外開(kāi)發(fā)了旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)，如貝克休斯公司的旋轉(zhuǎn)閉環(huán)自動(dòng)鉆井系統(tǒng)，斯倫貝謝公司的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)和哈里伯頓公司的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)等。
與傳統(tǒng)導(dǎo)向方式相比，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)
1.井眼軌跡控制精度高于傳統(tǒng)導(dǎo)向方式；2.由于采用旋轉(zhuǎn)方式進(jìn)行導(dǎo)向鉆進(jìn)，使鉆井極限井深大大提高；3.井眼圓滑，磨阻、扭矩遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)導(dǎo)向方式鉆進(jìn)的井眼；4.井身質(zhì)量和井眼狀況優(yōu)于傳統(tǒng)導(dǎo)向方式鉆進(jìn)的井眼，大大降低了井下復(fù)雜事故發(fā)生的幾率；5.減少了起下鉆次數(shù)，提高了鉆進(jìn)速度，使鉆井成本大大降低。
貝克休斯公司的旋轉(zhuǎn)閉環(huán)自動(dòng)鉆井系統(tǒng)，主要由不旋轉(zhuǎn)外殼和旋轉(zhuǎn)心軸組成，不旋轉(zhuǎn)外殼上設(shè)計(jì)有液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)通過(guò)控制三個(gè)冀肋的伸縮給旋轉(zhuǎn)心軸提供側(cè)向力，從而以推靠鉆頭方式進(jìn)行導(dǎo)向鉆井；該系統(tǒng)在導(dǎo)向時(shí)需要給三個(gè)冀肋提供不同的力，需復(fù)雜的液壓系統(tǒng)完成。斯倫貝謝公司的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)主要是通過(guò)盤(pán)閥控制專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的與鉆柱一起旋轉(zhuǎn)的冀肋的周期伸縮給鉆頭提供不同的側(cè)向力，也屬于推靠鉆頭導(dǎo)向方式；該系統(tǒng)在導(dǎo)向過(guò)程中由于冀肋伸縮頻率太高，對(duì)液壓密封要求高。哈里伯頓公司的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)主要由不旋轉(zhuǎn)外殼和內(nèi)部的柔性旋轉(zhuǎn)心軸組成，通過(guò)在柔性旋轉(zhuǎn)心軸中部施加側(cè)向力使心軸發(fā)生彎曲，使鉆頭偏轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向，該導(dǎo)向方式是傾斜鉆頭方式；由于柔性旋轉(zhuǎn)心軸在中間受力產(chǎn)生二次彎曲，其受力條件苛刻，對(duì)其設(shè)計(jì)要求高。與目前世界上的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)相比，本實(shí)用新型可在不同心外筒兩端由不同心偏置環(huán)同時(shí)或在一側(cè)提供導(dǎo)向力，因而導(dǎo)向能力更好，并且驅(qū)動(dòng)心軸只發(fā)生一次彎曲，與哈里伯頓公司的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的柔性旋轉(zhuǎn)心軸相比，受力條件更好，使其結(jié)構(gòu)更加合理，從而提高了其工作可靠性，降低了開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的不同心外筒[6]通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)[9]與其內(nèi)部的不同心偏置環(huán)[4]組合在一起，軸承[3]將不同心偏置環(huán)[4]與驅(qū)動(dòng)心軸[2]連接在一起。驅(qū)動(dòng)心軸[2]上端通過(guò)接頭[1]與鉆柱連接，下端接鉆頭[8]。不同心外筒[6]內(nèi)圓與外圓不同心，在不同心外筒[6]的內(nèi)部裝有測(cè)控裝置[7]，其外部有防旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)[5]。不同心外筒[6]的內(nèi)部設(shè)計(jì)有測(cè)控裝置[7]，并通過(guò)其外部的防旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)[5]與井壁接觸。防旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)[2]可直接加工在不同心外筒上或通過(guò)壓力實(shí)現(xiàn)支出和收縮。
本實(shí)用新型將傾斜鉆頭導(dǎo)向方式和推靠鉆頭工作方式結(jié)合在一起，導(dǎo)向能力更好，并且結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單、合理，從而提高了其工作可靠性，降低了其開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)成本。將其與隨鉆測(cè)量、隨鉆測(cè)井、隨鉆地層評(píng)價(jià)測(cè)井等儀器配合應(yīng)用，即可實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井。
權(quán)利要求1.一種傾斜鉆頭式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具，其特征是不同心外筒[6]通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)[9]與其內(nèi)部的不同心偏置環(huán)[4]組合在一起，軸承[3]將不同心偏置環(huán)[4]與驅(qū)動(dòng)心軸[2]連接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾斜鉆頭式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具，其特征為不同心外筒[6]內(nèi)圓與外圓不同心，在不同心外筒[6]的內(nèi)部裝有測(cè)控裝置[7]，其外部有防旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)[5]。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾斜鉆頭式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具，其特征為不同心偏置環(huán)[4]的內(nèi)圓與外圓不同心。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是應(yīng)用于石油鉆井領(lǐng)域的一種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井井下工具；它主要由不同心外筒、驅(qū)動(dòng)心軸和它們之間的不同心偏置環(huán)組成。不同心外筒不隨鉆柱旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)心軸上接鉆柱，下接鉆頭。不同心外筒和不同心偏置環(huán)的不同組合使驅(qū)動(dòng)心軸產(chǎn)生不同程度的傾斜，從而使鉆頭軸線偏離，產(chǎn)生鉆頭傾角，并給鉆頭提供側(cè)向力。在鉆頭傾角和鉆頭側(cè)向力的共同作用下，所鉆出的井眼將偏離井眼軸線，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理，原理先進(jìn)。
文檔編號(hào)E21B7/04GK2535541SQ0221388
公開(kāi)日2003年2月12日 申請(qǐng)日期2002年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月5日
發(fā)明者孫銘新, 韓來(lái)聚, 馮光通, 劉新華 申請(qǐng)人:勝利石油管理局鉆井工藝研究院