專利名稱：一種垂直鉆井工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種油田鉆井作業(yè)工具，特別是控制井斜的一種垂直鉆 井工具。
背景技術(shù)：
井斜在石油鉆井過程中經(jīng)常發(fā)生，具有很大的危害，輕者影響鉆井速度，
增加成本；重者使井身報廢，造成巨大的經(jīng)濟損失。垂直鉆井工具可以有 效控制井斜，并向地面?zhèn)鬏斁睌?shù)據(jù)。通常垂直鉆井工具是通過控制柱塞 的伸出或收縮來產(chǎn)生或消除從井眼高邊指向井眼低邊的側(cè)向力?？刂浦?主要是通過由液壓泵提供的液壓力。由于受工具尺寸和液壓泵數(shù)量的限制， 選用液壓泵一般是由幾個小泵組合而成，每個小泵控制 一組電磁閥及柱塞 組，排量較小，提供的側(cè)向力有限，常常不能達到很好的降斜效果。另夕卜， 井斜數(shù)據(jù)傳輸時，需要數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后再上傳到地面。常用的轉(zhuǎn)換器為滑環(huán)， 滑環(huán)的兩個部件為接觸式的，易磨損或摩擦產(chǎn)生火花而腐蝕，造成接觸不 良；液壓油若釆用絕緣油，也容易在滑環(huán)上形成油膜而使信號不連通。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種垂直鉆井工具， 解決直井防斜的問題。一種垂直鉆井工具，主要由脈沖發(fā)生器、密封套、接線柱、信號耦合 器、發(fā)電機、電機盒、本體、測控儀器、電磁閥、柱塞、整體液壓泵、護 板、中心管等組成。密封套與電機盒為絲扣連接，電機盒下端被銷釘固定 在本體上，中心管與本體上下端以軸承連接，中心管與本體間的空隙中充 滿了液壓油。本體周向上均布有若干個凹槽組，每個凹槽組分別由軸向從 上到下4個獨立的凹槽組成，凹槽中安裝有測控儀器、電磁閥、限位塊、 柱塞及柱塞套。測控儀器通過本體及電機盒上的通孔分別與發(fā)電機及信號 耦合器相連。電磁閥與測控儀器通過本體上的軸向通孔相連通，電磁閥所 在的凹槽底部開有小孔連通本體與中心管間的空隙，另有一孔道連通到各 個柱塞底部及整體液壓泵。測控儀器與電磁閥分別被密封蓋和螺栓密封， 護板覆蓋在限位塊與柱塞之上，其下端卡在本體的臺階面上。整體液壓泵 置于柱塞之下，本體與中心管所圍成的環(huán)空中。整體液壓泵通過本體與中 心管間的空隙與發(fā)電機連通。發(fā)電機置于電機盒與上部中心管之間的環(huán)空 內(nèi)，發(fā)電機之上的環(huán)空內(nèi)安裝有軸承。本實用新型的發(fā)電機為一體式，整 體液壓泵為中空一體簡式，分別套裝在中心管上。信號耦合器置于密封套 與電機盒之間，信號耦合器由原線圈和次線圈組成，耦合信號時，原線圈
不動，次線圏轉(zhuǎn)動。接線柱置于密封套及中心管上的徑向小孔、通孔中；
接線柱從中心管上的通孔延伸到流道接頭的小孔通道中，最后與脈沖發(fā)生
器相連；接線柱的另一端通過密封套和連接套之間的環(huán)空與信號耦合器連 通。
本實用新型的主要優(yōu)點在于本實用新型具備數(shù)據(jù)釆集傳輸和井斜控 制的雙重功能，有利于現(xiàn)場井斜控制和分析。釆用整體液壓泵，具有排量大，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便的優(yōu)點。本實用新型的發(fā)電機也采用整體式，便 于拆卸和更換。本實用新型的信號耦合器釆用線圈耦合，原線圈與次線圈 互不接觸，磨耗腐蝕較小，信號穩(wěn)定可靠。


圖1、本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明。
如圖l所述的一種垂直鉆井工具，主要由脈沖發(fā)生器l、密封套3、接 線柱4、信號耦合器6、發(fā)電機7、電機盒8、本體IO、測控儀器12、電磁 閥13、柱塞15、整體液壓泵17、護板18、中心管19等組成。密封套3與 電機盒8為絲扣連接，電機盒8下端被銷釘固定在本體10上，中心管19 與本體10上下端以軸承9連接，中心管19與本體IO間的空隙中充滿了液 壓油。本體10周向上均布有若干個凹槽組，每個凹槽組分別由軸向從上到 下4個獨立的凹槽組成，凹槽中安裝有測控儀器12、電磁閥13、限位塊14、 柱塞15及柱塞套16。測控儀器12通過本體10及電機盒8上的通孔分別與 發(fā)電機7及信號耦合器6相連。電磁閥13與測控儀器12通過本體10上的 軸向通孔相連通，電磁閥13所在的凹槽底部開有小孔連通本體10與中心 管19間的空隙，另有一孔道連通到各個柱塞15底部及整體液壓泵17。測 控儀器12與電磁閥13分別被密封蓋11和螺栓密封，護板18覆蓋在限位 塊14與柱塞15之上，其下端卡在本體IO的臺階面上。整體液壓泵17置 于柱塞15之下，本體10與中心管19所圍成的環(huán)空中。整體液壓泵17通過本體10與中心管19間的空隙與發(fā)電機7連通。發(fā)電機7置于電機盒8 與上部中心管19之間的環(huán)空內(nèi)，發(fā)電機7之上的環(huán)空內(nèi)安裝有軸承9。本 實用新型的發(fā)電機7為一體式，整體液壓泵17為中空一體簡式，分別套裝 在中心管19上。信號耦合器6置于密封套3與電機盒8之間，信號耦合器 6由原線圈和次線圈組成，耦合信號時，原線圏不動，次線圏轉(zhuǎn)動。接線柱 4置于密封套3及中心管19上的徑向小孔、通孔中；接線柱3從中心管19 上的通孔延伸到流道接頭2的小孔通道中，最后與脈沖發(fā)生器l相連；接 線柱4的另 一端通過密封套3和連接套5之間的環(huán)空與信號耦合器6連通。
本實用新型主要分為三大部分，分別是數(shù)據(jù)測量傳輸系統(tǒng)、井斜控 制系統(tǒng)、動力系統(tǒng)。本實用新型具有若干個測控儀器12,每一個測控儀器 12控制控制一個電磁閥13，并通過電磁閥13再控制一組柱塞15。
動力系統(tǒng)主要包括整體液壓泵17、本體IO、中心管19。本體10和中 心管19間充滿了液壓油，當(dāng)中心管19轉(zhuǎn)動時本體10和電機盒8不轉(zhuǎn)動。 中心管19轉(zhuǎn)動， 一方面驅(qū)動整體液壓泵17向電磁閥13和柱塞15供油， 另 一方面驅(qū)動發(fā)電機7給測控儀器12供電。
數(shù)據(jù)測量傳輸系統(tǒng)主要包括脈沖發(fā)生器1、接線柱3、信號耦合器6、 測控儀器12等。測控儀器12工作時測量井斜數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)經(jīng)過本體10和電 機盒8上的通道傳遞給信號耦合器6，信號耦合器6接收到靜止的數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn) 換為轉(zhuǎn)動的信號，再經(jīng)接線柱4傳遞到脈沖發(fā)生器1上，經(jīng)由脈沖發(fā)生器l 傳到地面。
井斜控制系統(tǒng)主要包括測控儀器12、電磁閥13、柱塞15、護板18等；某一個測控儀器12測量到井斜后，將指令通過本體10上的通道傳遞
給受其控制的那個電磁閥13，電磁閥13關(guān)閉，整體液壓泵17向柱塞15內(nèi) 憋壓，推動柱塞15連同護板18 —起伸出，抵住井壁使其產(chǎn)生從井眼高邊 指向低邊的鉆頭側(cè)向力，起到降斜的作用。
本實用新型實施方式為本實用新型隨鉆具下入井內(nèi)，鉆進時轉(zhuǎn)盤帶 動中心管19轉(zhuǎn)動，驅(qū)動整體液壓泵17向電磁閥13和柱塞15供油，發(fā)電 機7向測控儀器12供電。測控儀器12開始測量井斜數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過 信號耦合器6、接線柱4、脈沖發(fā)生器l傳遞到地面。另一方面，井斜高邊 的測控儀器12發(fā)送指令到受其控制的電磁閥13,電磁閥13關(guān)閉，整體液 壓泵17向柱塞15內(nèi)憋壓，推動柱塞15及護板18向外伸出，抵住井眼高 邊，使鉆頭上產(chǎn)生一個從井眼高邊指向井眼低邊的側(cè)斜力，起到降斜的作 用。降斜結(jié)束后，測控儀器12發(fā)出指令，電磁閥13打開，柱塞15及護板 18收縮到本體IO凹槽內(nèi)，側(cè)斜力消失，即可正常鉆進。
權(quán)利要求1. 一種垂直鉆井工具，主要由脈沖發(fā)生器(1)、密封套(3)、接線柱(4)、信號耦合器(6)、發(fā)電機(7)、電機盒(8)、本體(10)、測控儀器(12)、電磁閥(13)、柱塞(15)、整體液壓泵(17)、護板(18)、中心管(19)等組成；密封套(3)與電機盒(8)為絲扣連接，電機盒(8)下端被銷釘固定在本體(10)上，中心管(19)與本體(10)上下端以軸承(9)連接，中心管(19)與本體(10)間的空隙中充滿了液壓油；測控儀器(12)、電磁閥(13)、限位塊(14)、柱塞(15)及柱塞套(16)置于本體(10)上的凹槽中；測控儀器(12)與電磁閥(13)通過本體(10)上的通孔連通；柱塞(15)之下，本體(10)與中心管(19)之間的環(huán)空內(nèi)為整體液壓泵(17)；發(fā)電機(7)置于電機盒(8)與中心管(19)之間，信號耦合器(6)置于電機盒(8)與密封套(3)之間；其特征在于接線柱(4)置于密封套(3)及中心管(19)上的徑向小孔、通孔中；接線柱(4)從中心管(19)上的通孔延伸到流道接頭(2)的小孔通道中，最后與脈沖發(fā)生器(1)相連；接線柱(4)的另一端通過密封套(3)和連接套(5)之間的環(huán)空與信號耦合器(6)連通；信號耦合器(6)采用雙層線圈式，信號耦合器(6)與測控儀器(12)通過貫通本體(10)、電機盒(8)之間的通孔相連通；本體(10)與中心管(19)之間的液壓油通道通過小孔與電磁閥(13)連通；電磁閥(13)與柱塞(15)底部由本體(10)上的孔道連接且該孔道延伸到整體液壓泵(17)；整體液壓泵(17)為中空一體筒式，套在中心筒(19)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種垂直鉆井工具，其特征在于本體(10)周 向上均布有3個凹槽組，每個凹槽組分別由軸向從上到下4個獨立的凹槽 組成，凹槽中安裝有測控儀器(12)、電磁閥(13)、限位塊(14)、柱塞(15) 及柱塞套(16)。
專利摘要本實用新型涉及一種油田鉆井工具，特別是一種垂直鉆井工具。本實用新型的接線柱(4)與信號耦合器(6)及測控儀器(12)連通，可將井斜數(shù)據(jù)通過脈沖發(fā)生器(1)傳到地面。信號耦合器(6)采用線圈式。整體液壓泵(17)置于本體(10)與中心管(19)之間下部較大的環(huán)空內(nèi)，具有較大的排量。本實用新型主要分為三大部分，分別是數(shù)據(jù)測量傳輸系統(tǒng)、井斜控制系統(tǒng)、動力系統(tǒng)。本實用新型具有若干個測控儀器(12)，每一個測控儀器(12)控制一個電磁閥(13)，并通過電磁閥(13)再控制一組柱塞(15)。
文檔編號E21B7/04GK201241621SQ20082011907
公開日2009年5月20日 申請日期2008年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月19日
發(fā)明者艾才云 申請人:西部鉆探克拉瑪依鉆井工藝研究院