可調(diào)偏旋轉(zhuǎn)鉆井裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種鉆井工程裝置，特別涉及一種可調(diào)偏旋轉(zhuǎn)鉆井裝置，其技術方案是：包括旋轉(zhuǎn)鉆柱、鉆頭、活塞缸、導向棱塊、控制器、旋轉(zhuǎn)換向閥，旋轉(zhuǎn)鉆桿的兩端為旋轉(zhuǎn)連接頭，旋轉(zhuǎn)鉆柱的末端連接鉆頭，旋轉(zhuǎn)鉆桿的直徑小于旋轉(zhuǎn)連接頭的直徑，控制器、旋轉(zhuǎn)換向閥置于旋轉(zhuǎn)鉆柱的中間，旋轉(zhuǎn)鉆桿的外部設有活塞缸，所述的活塞缸上設有凹槽，凹槽內(nèi)部設有導向棱塊，旋轉(zhuǎn)鉆桿的中間設有靜止導向控制閥；本實用新型的有益效果是：該裝置造成井下鉆具的橫向沖擊與振動，擴大了穩(wěn)定器的徑向調(diào)整范圍，直徑在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)可任意調(diào)節(jié)，從而加強了井斜的控制能力，降低了對調(diào)整穩(wěn)定器所需的壓力要求，從而不影響鉆井參數(shù)的優(yōu)選。
【專利說明】可調(diào)偏旋轉(zhuǎn)鉆井裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種鉆井工程裝置，特別涉及一種可調(diào)偏旋轉(zhuǎn)鉆井裝置。
【背景技術】
[0002]定向鉆井技術經(jīng)歷了三個改造過程:①利用造斜器(斜向器)定向鉆井利用井下馬達配合彎接頭定向鉆井(造斜率是彎接頭彎角、井下馬達剛度和地層巖石硬度的函數(shù))；③利用導向馬達(彎殼體井下馬達)定向鉆井(彎角點離鉆頭的距離近得多，因此產(chǎn)生的造斜率大)。目前這三種定向鉆井工具在世界各地被廣泛使用，并促進了定向鉆井技術的快速發(fā)展，使得今天人們能夠應用斜井、叢式井、水平井技術開發(fā)油田。隨著石油工業(yè)的發(fā)展，為了獲得更好的經(jīng)濟效益，需要開發(fā)深井、超深井、大位移井和長距離水平井，而且常常要在更復雜的地層，如高陡構造帶鉆井。這些都對定向鉆井工具提出了更高的要求。目前以井下馬達為主的定向鉆井工具已不能滿足現(xiàn)代鉆井技術的要求，主要存在以下缺點和不足。
(I)利用井下馬達導向時是滑動鉆進，鉆柱彎曲比旋轉(zhuǎn)鉆進時嚴重，井壁與鉆柱間的軸向摩擦力大，使鉆壓很難加在鉆頭上。在大延伸井和水平井中這一情況更嚴重，在極端情況下會造成鉆柱屈服，因此它限制了水平井和大斜度井的深度。(2)在地面對井下馬達進行扭方位操作時，旋轉(zhuǎn)摩擦、鉆頭扭矩、鉆桿的扭轉(zhuǎn)彈性變形等都妨礙了工具面的控制，從而影響井下馬達在大斜度井和水平井中的使用。(3)在導向鉆進時，鉆柱的扭轉(zhuǎn)彈性變形會引起工具面角不穩(wěn)定，從而導致井眼軌跡扭曲，進一步加大鉆柱受到的摩擦力，同樣限制了鉆井深度。(4)與旋 轉(zhuǎn)鉆進相比，滑動鉆井時巖屑排出困難，限制了鉆速和可鉆深度。(5)與旋轉(zhuǎn)鉆進相比，滑動鉆進鉆速較低。井下馬達轉(zhuǎn)速較高，降低了鉆頭和井下馬達的使用壽命，也增加了起下鉆的次數(shù)。(6)使用井下馬達鉆井容易引起卡鉆。(7)滑動鉆進與旋轉(zhuǎn)鉆進頻繁轉(zhuǎn)換會引起較大的井眼狗腿度，且隨井斜曲率的增加而增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的就是針對現(xiàn)有技術存在的上述缺陷，提供一種可調(diào)偏旋轉(zhuǎn)鉆井
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[0004]其技術方案是:包括旋轉(zhuǎn)鉆柱、鉆頭、活塞缸、導向棱塊、控制器、旋轉(zhuǎn)換向閥，旋轉(zhuǎn)鉆桿的兩端為旋轉(zhuǎn)連接頭，旋轉(zhuǎn)鉆柱的末端連接鉆頭，旋轉(zhuǎn)鉆桿的直徑小于旋轉(zhuǎn)連接頭的直徑，控制器、旋轉(zhuǎn)換向閥置于旋轉(zhuǎn)鉆柱的中間，旋轉(zhuǎn)鉆桿的外部設有活塞缸，所述的活塞缸上設有凹槽，凹槽內(nèi)部設有導向棱塊，旋轉(zhuǎn)鉆桿的中間設有靜止導向控制閥。
[0005]上述的鉆頭包括本體，本體的底部安裝有切削齒，所述的鉆頭為多個凸出的螺旋式結(jié)構，在每個凸出的螺旋式結(jié)構上安裝有至少一排滾珠。
[0006]本實用新型的有益效果是:該裝置造成井下鉆具的橫向沖擊與振動，擴大了穩(wěn)定器的徑向調(diào)整范圍，直徑在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)可任意調(diào)節(jié)，從而加強了井斜的控制能力，降低了對調(diào)整穩(wěn)定器所需的壓力要求，從而不影響鉆井參數(shù)的優(yōu)選?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0007]附圖1是本實用新型的結(jié)構示意圖；
[0008]附圖2是旋轉(zhuǎn)鉆桿的橫剖面結(jié)構示意圖；
[0009]附圖3是鉆頭的結(jié)構示意圖；
[0010]上圖中:旋轉(zhuǎn)鉆柱1、鉆頭2、活塞缸3、導向棱塊4、控制器5、旋轉(zhuǎn)換向閥6、旋轉(zhuǎn)鉆桿1.1、旋轉(zhuǎn)連接頭1.2、螺旋式結(jié)構2.2、滾珠2.3、本體2.1、切削齒2.4。
【具體實施方式】
[0011]結(jié)合附圖1-3，對本實用新型作進一步的描述:
[0012]本實用新型包括旋轉(zhuǎn)鉆柱1、鉆頭2、活塞缸3、導向棱塊4、控制器5、旋轉(zhuǎn)換向閥6，旋轉(zhuǎn)鉆桿1.1的兩端為旋轉(zhuǎn)連接頭1.2，旋轉(zhuǎn)鉆柱I的末端連接鉆頭2，旋轉(zhuǎn)鉆桿1.1的直徑小于旋轉(zhuǎn)連接頭1.2的直徑，控制器5、旋轉(zhuǎn)換向閥6置于旋轉(zhuǎn)鉆柱I的中間，旋轉(zhuǎn)鉆桿1.1的外部設有活塞缸3，所述的活塞缸3上設有凹槽，凹槽內(nèi)部設有導向棱塊4，旋轉(zhuǎn)鉆桿1.1的中間設有靜止導向控制閥7。
[0013]其中的鉆頭2包括本體2.1，本體2.1的底部安裝有切削齒2.4，所述的鉆頭2為多個凸出的螺旋式結(jié)構2.2，在每個凸出的螺旋式結(jié)構2.2上安裝有至少一排滾珠2.3。
[0014]工作時，3個導向棱塊隨鉆柱一起旋轉(zhuǎn)，當需要在某個方向?qū)驎r，每轉(zhuǎn)I周每個導向棱塊都要在該方向上伸出I次，頂向井壁產(chǎn)生導向力，轉(zhuǎn)離該方向后，棱塊自動縮回，它的控制器、旋轉(zhuǎn)換向閥都置于鉆柱中間，可以保持相對靜止，旋轉(zhuǎn)換向閥可以旋轉(zhuǎn)到任意方向再保持靜止，從而使導向棱塊只有在旋轉(zhuǎn)到某一方向時，鉆井液才驅(qū)動導向棱塊伸出達到控制井眼軌跡方向的目的，在鉆直井時，旋轉(zhuǎn)控制閥會隨鉆柱一起旋轉(zhuǎn)，故導向棱塊產(chǎn)生的導向力是不斷變化的，實現(xiàn)斜井的鉆進。該裝置造成井下鉆具的橫向沖擊與振動，擴大了穩(wěn)定器的徑向調(diào)整范圍，直徑在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)可任意調(diào)節(jié)，從而加強了井斜的控制能力，降低了對調(diào)整穩(wěn)定器所需的壓力要求，從而不影響鉆井參數(shù)的優(yōu)選。
[0015]可調(diào)偏旋轉(zhuǎn)鉆井裝置具有在旋轉(zhuǎn)鉆進時連續(xù)導向的能力，可以提高井眼的清潔度和機械鉆速，減少壓差卡鉆；導向時也可選用PDC鉆頭；還具有井眼軌跡自動控制的能力，從而提高井眼軌跡的光滑度，降低扭矩和摩阻，也就相應地增加了水平井的延伸長度。
【權利要求】
1.一種可調(diào)偏旋轉(zhuǎn)鉆井裝置，其特征是:包括旋轉(zhuǎn)鉆柱、鉆頭、活塞缸、導向棱塊、控制器、旋轉(zhuǎn)換向閥，旋轉(zhuǎn)鉆桿的兩端為旋轉(zhuǎn)連接頭，旋轉(zhuǎn)鉆柱的末端連接鉆頭，旋轉(zhuǎn)鉆桿的直徑小于旋轉(zhuǎn)連接頭的直徑，控制器、旋轉(zhuǎn)換向閥置于旋轉(zhuǎn)鉆柱的中間，旋轉(zhuǎn)鉆桿的外部設有活塞缸，所述的活塞缸上設有凹槽，凹槽內(nèi)部設有導向棱塊，旋轉(zhuǎn)鉆桿的中間設有靜止導向控制閥。
2.根據(jù)權利要求1所述的可調(diào)偏旋轉(zhuǎn)鉆井裝置，其特征是:所述的鉆頭包括本體，本體的底部安裝有切削齒，所述的鉆頭為多個凸出的螺旋式結(jié)構，在每個凸出的螺旋式結(jié)構上安裝有至少一排滾珠。
【文檔編號】E21B10/43GK203822156SQ201420244178
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月14日 優(yōu)先權日:2014年5月14日
【發(fā)明者】馮勝華, 趙芳, 趙龍 申請人:馮勝華