專利名稱：孔內(nèi)水壓定向器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于石油、煤炭、地礦、冶金、水電等行業(yè)勘探工程定向鉆進(jìn)孔內(nèi) 造斜器具，具體為一種孔內(nèi)水壓定向器。
背景技術(shù)：
定向鉆進(jìn)技術(shù)已在我國石油、煤炭、地礦、冶金等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。定向鉆進(jìn)導(dǎo) 向的準(zhǔn)確性，主要取決于孔內(nèi)造斜機(jī)具的定向方法與精度。目前我國定向鉆進(jìn)孔內(nèi)造斜機(jī) 具的定向主要借助高精度的測(cè)量?jī)x器通過計(jì)算來完成，其操作繁瑣且往往因儀器方位精度 誤差而造成定位不準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有孔內(nèi)造斜機(jī)具操作繁瑣且定位不準(zhǔn)的不足，本發(fā)明旨在提供一種 孔內(nèi)水壓定向器，它借助重錘原理，可通過壓水機(jī)械定位和水壓變化來準(zhǔn)確對(duì)孔內(nèi)造斜機(jī) 具進(jìn)行定位。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是所述孔內(nèi)水壓定向器包括與一 鉆桿相連的中空的通水接頭和與另一鉆桿相連的中空的公接頭，其特點(diǎn)是，該通水接頭與 公接頭之間由一通水夾套相連，所述通水夾套內(nèi)腔設(shè)有根據(jù)通水接頭中空腔的水壓大小而 使通水接頭的中空腔和公接頭的中空腔連通或通路關(guān)閉的開合裝置。在本發(fā)明中，所述開合裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)選為，所述通水接頭與所述通水夾套結(jié)合處 內(nèi)側(cè)設(shè)有一限位套，該限位套朝向通水夾套一端為細(xì)頸軸，該限位套的細(xì)頸軸上裝有可相 對(duì)該細(xì)頸軸轉(zhuǎn)動(dòng)的偏心重錘，該偏心重錘的偏心端內(nèi)活動(dòng)連接有重錘銷，所述通水夾套內(nèi) 壁上設(shè)有當(dāng)通水接頭內(nèi)水壓大于某壓力值P時(shí)與所述重錘銷相配合連接的限位孔，所述限 位套的細(xì)頸軸端與一通水活塞相連，該通水活塞的活塞桿上裝有彈簧；所述通水夾套內(nèi)側(cè) 開有當(dāng)通水接頭內(nèi)水壓不小于某壓力值P時(shí)通水接頭的中空腔和公接頭的中空腔連通，當(dāng) 通水接頭內(nèi)水壓小于某壓力值P時(shí)通水接頭的中空腔和公接頭的中空腔之間通路關(guān)閉的 通水孑L。進(jìn)一步地，為了便于通水接頭內(nèi)水推動(dòng)限位套移動(dòng)，所述限位套朝向通水接頭的 一端為空腔，所述壓力值P的大小為通水接頭內(nèi)水推動(dòng)限位套右移至重錘銷插入限位孔內(nèi) 時(shí)的水壓力。本發(fā)明的工作原理(1)借助重錘原理，確定定向造斜機(jī)具低邊與孔眼低邊吻合， 定向造斜機(jī)具低邊即造斜機(jī)具彎接頭彎曲的反方向，孔眼低邊即鉆孔眼傾斜后孔底平面的 最低點(diǎn)所在位置。(2)在通水夾套中設(shè)置開、閉兩種水路狀態(tài)，通過帶彈簧反力的通水活塞的移動(dòng)， 由壓水水壓變化情況完成造斜機(jī)具低邊定位。(3)根據(jù)定向鉆孔導(dǎo)向參數(shù)設(shè)計(jì)值，以孔眼低邊為基準(zhǔn)完成導(dǎo)斜機(jī)具的孔內(nèi)定向。(4)在完成造斜機(jī)具低邊定位的同時(shí)，孔內(nèi)水壓定向器重錘銷插入限位孔中，固定帶彈簧反力的通水活塞，打開沖洗液過水通道，保證后續(xù)定向連續(xù)造斜鉆進(jìn)沖洗液暢通，從 而達(dá)到鉆進(jìn)時(shí)冷卻機(jī)具的目的。本發(fā)明借助重錘原理，通過壓水機(jī)械定位和水壓變化情況完成孔內(nèi)造斜機(jī)具低邊 定位，繼而再以孔眼低邊為基準(zhǔn)完成導(dǎo)斜機(jī)具的孔內(nèi)定向。定向鉆進(jìn)造斜機(jī)具下入孔內(nèi)安 裝到位后，孔內(nèi)水壓定向器偏心重錘在重力作用下平衡鉛直下垂；經(jīng)鉆桿向孔內(nèi)水壓定向 器壓水，水壓由小到大變化并推動(dòng)帶彈簧反力的通水活塞位移至限制位；通過鉆桿按每5 度小角度轉(zhuǎn)動(dòng)孔內(nèi)造斜機(jī)具，當(dāng)造斜機(jī)具低邊轉(zhuǎn)到孔眼低邊時(shí)，孔內(nèi)水壓定向器重錘銷插 入限位孔中，通水活塞限位并打開過水通道，再次壓水時(shí)水壓基本恒定(穩(wěn)定流量)，以此通 過轉(zhuǎn)動(dòng)孔內(nèi)造斜機(jī)具并配合壓水時(shí)水壓變化情況來完成孔內(nèi)造斜機(jī)具低邊與孔眼低邊吻 合定位，繼而以孔眼低邊為基準(zhǔn)按設(shè)計(jì)定向參數(shù)完成導(dǎo)斜機(jī)具的孔內(nèi)定向。所述孔內(nèi)水壓 定向器，在完成孔內(nèi)定向的同時(shí)，孔內(nèi)水壓定向器重錘銷插入限位孔中，固定帶彈簧反力的 通水活塞，打開沖洗液過水通道，保證后續(xù)定向連續(xù)造斜鉆進(jìn)沖洗液暢通。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是借助重錘原理，通過壓水機(jī)械定位和水壓 變化來準(zhǔn)確對(duì)孔內(nèi)造斜機(jī)具進(jìn)行定位，其操作簡(jiǎn)單，定位準(zhǔn)確。可廣泛用于石油、煤炭、地 礦、冶金、水電等行業(yè)勘探工程定向鉆進(jìn)孔內(nèi)造斜器具的定向。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖； 圖2是本發(fā)明的工作狀態(tài)圖。在圖中1-通水接頭；2-公接頭；3-限位套；4-偏心重錘；5-重錘銷；6-通水活塵7-彈簧；9-通水孔；10-限位孔11-通水夾套。
具體實(shí)施例方式
一種孔內(nèi)水壓定向器，如圖1所示，包括與一鉆桿相連的中空的通水接頭1和與另 一鉆桿相連的中空的公接頭2，該通水接頭1與公接頭2之間由一通水夾套11相連，所述通 水夾套11內(nèi)腔設(shè)有根據(jù)通水接頭1中空腔的水壓大小而使通水接頭1的中空腔和公接頭 2的中空腔連通或通路關(guān)閉的開合裝置；該開合裝置的結(jié)構(gòu)為，所述通水接頭1與所述通水 夾套11結(jié)合處內(nèi)側(cè)設(shè)有一限位套3，該限位套3朝向通水接頭1的一端為空腔，且限位套3 朝向通水夾套11 一端為細(xì)頸軸，該限位套3的細(xì)頸軸上裝有可相對(duì)該細(xì)頸軸轉(zhuǎn)動(dòng)的偏心 重錘4，該偏心重錘4的偏心端內(nèi)活動(dòng)連接有重錘銷5，所述通水夾套11內(nèi)壁上設(shè)有當(dāng)通水 接頭1內(nèi)水壓大于某壓力值P時(shí)與所述重錘銷5相配合連接的限位孔10，所述限位套3的 細(xì)頸軸端與一通水活塞6相連，該通水活塞6的活塞桿上裝有彈簧7 ；所述通水夾套11內(nèi) 側(cè)開有當(dāng)通水接頭1內(nèi)水壓不小于某壓力值P時(shí)通水接頭1的中空腔和公接頭2的中空腔 連通，如圖2所示，當(dāng)通水接頭1內(nèi)水壓小于某壓力值P時(shí)通水接頭1的中空腔和公接頭2 的中空腔之間通路關(guān)閉的通水孔9。
具體工作過程(1)按照定向鉆孔設(shè)計(jì)軌跡要求，根據(jù)鉆孔測(cè)斜資料計(jì)算確定定 向?qū)眳?shù)。(2)孔內(nèi)水壓定向器地表水壓定向試驗(yàn)，并根據(jù)鉆孔水位計(jì)算確定孔內(nèi)水壓定向 器工作水壓參數(shù)，即開通水壓臨界值P、閉合水壓變化值和開通水壓穩(wěn)定值。(3)組裝并下入定向鉆進(jìn)造斜鉆具組，測(cè)量與計(jì)算確認(rèn)安裝到位。定向鉆進(jìn)造斜機(jī)具下入孔內(nèi)安裝到位后，孔內(nèi)水壓定向器的偏心重錘4在重力作 用下平衡鉛直下垂；經(jīng)鉆桿向孔內(nèi)水壓定向器壓水，水壓由小到大變化并推動(dòng)帶彈簧7反 力的通水活塞6位移至限制位。(4)經(jīng)鉆桿向孔內(nèi)水壓定向器內(nèi)壓水，按每5度小角度轉(zhuǎn)動(dòng)一次孔內(nèi)水壓定向器， 并配合壓水-停壓水-壓水循環(huán)觀測(cè)水壓變化情況，完成孔內(nèi)造斜機(jī)具低邊定位。當(dāng)造斜 機(jī)具低邊轉(zhuǎn)到孔眼低邊時(shí)，重錘銷5插入限位孔10中，通水活塞6限位并打開過水通道，再 次壓水時(shí)水壓基本恒定，流量穩(wěn)定。(5)根據(jù)定向鉆孔導(dǎo)向參數(shù)設(shè)計(jì)值，以此通過轉(zhuǎn)動(dòng)造斜機(jī)具并配合水壓變化情況 來完成孔內(nèi)造斜機(jī)具低邊與孔眼低邊吻合定位，繼而以孔眼低邊為基準(zhǔn)按設(shè)計(jì)定向參數(shù)完 成導(dǎo)斜機(jī)具的孔內(nèi)定向。與此同時(shí)孔內(nèi)水壓定向器的重錘銷5插入限位孔10中，固定帶彈 簧7反力的通水活塞6，打開沖洗液過水通道，保證后續(xù)定向連續(xù)造斜鉆進(jìn)沖洗液暢通，可 實(shí)施通水(沖洗液)、回轉(zhuǎn)、給壓進(jìn)行定向連續(xù)造斜鉆進(jìn)。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于造斜段頂角大于45度的定向鉆進(jìn)孔內(nèi)造斜機(jī)具定向。
權(quán)利要求
1.一種孔內(nèi)水壓定向器，包括與一鉆桿相連的中空的通水接頭(1)和與另一鉆桿相連 的中空的公接頭(2)，其特征是，該通水接頭(1)與公接頭(2)之間由一通水夾套(11)相連， 所述通水夾套(11)內(nèi)腔設(shè)有根據(jù)通水接頭(1)中空腔的水壓大小而使通水接頭(1)的中空 腔和公接頭(2)的中空腔連通或通路關(guān)閉的開合裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的孔內(nèi)水壓定向器，其特征是，所述開合裝置的結(jié)構(gòu)為，所述通 水接頭(1)與所述通水夾套(11)結(jié)合處內(nèi)側(cè)設(shè)有一限位套(3)，該限位套(3)朝向通水夾套 (11) 一端為細(xì)頸軸，該限位套(3)的細(xì)頸軸上裝有可相對(duì)該細(xì)頸軸轉(zhuǎn)動(dòng)的偏心重錘(4)， 該偏心重錘(4)的偏心端內(nèi)活動(dòng)連接有重錘銷(5)，所述通水夾套(11)內(nèi)壁上設(shè)有當(dāng)通水 接頭(1)內(nèi)水壓大于某壓力值P時(shí)與所述重錘銷(5)相配合連接的限位孔(10)，所述限位 套(3)的細(xì)頸軸端與一通水活塞(6)相連，該通水活塞(6)的活塞桿上裝有彈簧(7)；所述 通水夾套(11)內(nèi)側(cè)開有當(dāng)通水接頭(1)內(nèi)水壓不小于某壓力值P時(shí)通水接頭(1)的中空腔 和公接頭(2)的中空腔連通，當(dāng)通水接頭(1)內(nèi)水壓小于某壓力值P時(shí)通水接頭(1)的中空 腔和公接頭(2 )的中空腔之間通路關(guān)閉的通水孔(9 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的孔內(nèi)水壓定向器，其特征是，所述限位套(3)朝向通水接頭 (1)的一端為空腔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種孔內(nèi)水壓定向器，針對(duì)定向鉆進(jìn)孔內(nèi)造斜機(jī)具定向技術(shù)難題，創(chuàng)新提出了采用重錘原理，通過壓水機(jī)械定位和水壓變化值來準(zhǔn)確對(duì)孔內(nèi)造斜機(jī)具進(jìn)行定位，該孔內(nèi)水壓定向器包括與一鉆桿相連的中空的通水接頭和與另一鉆桿相連的中空的公接頭，該通水接頭與公接頭之間由一通水夾套相連，所述通水夾套內(nèi)腔設(shè)有根據(jù)通水接頭中空腔的水壓大小而使通水接頭的中空腔和公接頭的中空腔連通或通路關(guān)閉的開合裝置。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，定位準(zhǔn)確，可廣泛應(yīng)用于造斜段頂角大于45度的定向鉆進(jìn)孔內(nèi)造斜機(jī)具定向。
文檔編號(hào)E21B34/08GK102052057SQ201110025388
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2011年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月24日
發(fā)明者陳安重 申請(qǐng)人:中國水電顧問集團(tuán)中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院