垂直鉆井系統(tǒng)導向塊的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種垂直鉆井系統(tǒng)導向塊，其具有一縱向較長的本體，該本體的背面為圓弧面，且下部圓弧面直徑大于上端圓弧面直徑，下端大圓弧面的直徑與鉆井眼直徑相當；該本體的兩個側面為平面，且本體兩側向前延伸形成兩個側耳；在所述側耳上，由上至下間隔開有多個腰形孔且多個腰形孔在基板平面之上等高排列，在兩側耳下端橫向安裝有擋板；所述本體正面、兩側耳之間形成基板，基板為一平面且在其上由上至下依次安裝有導向銷、碟片銷和支撐片。本實用新型結構獨特、安全可靠、工作壽命長，并能減少鉆井作業(yè)中的阻卡現(xiàn)象。
【專利說明】
垂直鉆井系統(tǒng)導向塊
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及石油工程領域，特別涉及一種垂直鉆井系統(tǒng)導向塊。
【背景技術】
[0002]垂直鉆井系統(tǒng)是針對高陡構造和逆掩推覆體地層鉆井的一種防斜打直工具，它帶有井下閉環(huán)控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)井下主動糾斜，保持井壁垂直。
[0003]垂直鉆井系統(tǒng)的控制過程為:當井眼發(fā)生偏斜時，井下微處理器經過分析判斷，然后向液壓控制系統(tǒng)發(fā)出指令，使靠近井眼高邊方向的導向塊伸出并支撐在井壁上，井壁對鉆頭產生一個反作用力，即鉆頭的降斜力，從而使井眼回到垂直軌道上來。當井眼回到垂直軌道后，導向塊收回，使近鉆頭橫向力消失，鉆頭保持垂直鉆進。由于導向塊在鉆井過程中頻繁動作，反復伸縮，引起導向塊與閉環(huán)控制系統(tǒng)連接作用的導向銷受力惡劣，易發(fā)生焊口開裂，脫落掉井事故，造成油井井下復雜。另外，原有導向塊結構為全尺寸整體接觸井壁，摩擦阻力大，在鉆進及起下鉆過程中易發(fā)生“托壓”阻卡現(xiàn)象，甚至造成卡鉆。
【發(fā)明內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種垂直鉆井系統(tǒng)導向塊，該導向塊能提高導向銷連接強度、減少與井壁的摩擦阻力，從而保證工具在井下長期、可靠工作。
[0005]為此，本實用新型的技術方案如下:
[0006]一種垂直鉆井系統(tǒng)導向塊，其具有一縱向較長的本體，該本體的背面為圓弧面，且下部圓弧面直徑大于上端圓弧面直徑，下端大圓弧面的直徑與鉆井眼直徑相當；該本體的兩個側面為平面，且本體兩側向前延伸形成兩個側耳；在所述側耳上，由上至下間隔開有多個腰形孔且多個腰形孔在基板平面之上等高排列，用于過流鉆井液，在兩側耳下端橫向安裝有擋板。所述本體正面、兩側耳之間形成基板，基板為一平面且在其上由上至下依次安裝有導向銷、碟片銷和支撐片。
[0007]所述導向銷上形成有橫向貫通的腰形孔，導向銷的一端形成有錐孔，錐孔與腰形孔通過一小孔貫通，導向銷的另一端與基板螺紋連接并與本體焊接成一體；所述碟片銷固裝在基板上，在碟片銷上套有一用于將導向塊支撐在井壁上的彈簧片；所述支撐片為薄圓片狀，固裝在基板上，且其端面高出基板平面。
[0008]所述支撐片為I?2個，其放置在基板上形成的凹孔內并與基板焊接，支撐片的端面高出基板平面0.3?0.5mm。
[0009]所述碟片銷安裝在基板上形成的定位孔內，周圍與基板焊接。
[0010]所述導向塊本體的背面上下兩端均形成的坡角，以減小遇阻、便于起鉆；在導向塊本體背面上鍍有鉻層，以提高導向塊的耐磨能力。
[0011]本實用新型的有益效果如下:
[0012]本實用新型的垂直鉆井系統(tǒng)導向塊安裝在垂直鉆井井下閉環(huán)控制系統(tǒng)的殼體上，支撐于井壁，可提供足夠的糾斜力，保證井眼垂直。導向塊背面的圓弧面采用上小下大的階梯形狀，僅近鉆頭處與井眼尺寸相同，從而減少了與井壁的接觸面積，防止了工具卡鉆；導向銷與本體采用螺紋緊固連接，輔以焊接，提高了承載強度，可保證工具在井下長期、可靠工作；導向銷處的導流孔使導向銷槽處不會感到泥餅。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的垂直鉆井系統(tǒng)導向塊的結構示意圖；
[0014]圖2是圖1中A-A方向的剖面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和實施例對本實用新型的結構進行詳細說明。
[0016]如圖1所示，本實用新型的垂直鉆井系統(tǒng)導向塊為一長條塊狀體，其橫截面呈“凹”形，內側為一平面基板4，沿平面基板4縱向依次安裝導向銷1、碟片銷2、支撐片5。左右兩側耳3垂直于基板4，側耳3上由上至下間隔開有多個腰形孔8，兩側耳3下端橫向安裝擋板6。導向塊背面7為圓弧面，且下部圓弧面直徑大于上端圓弧面直徑，下端大圓弧面的直徑與鉆井眼直徑相當，在上下兩段的交界處形成過渡段，在導向塊背面7的上、下兩端均形成有坡角9，背面7表面均鍍鉻處理。
[0017]垂直鉆井系統(tǒng)導向塊的背面7的大端圓弧面的直徑與所鉆井眼直徑相等，根據(jù)井眼直徑的大小可以更換配套的導向塊。導向塊僅近鉆頭端與井壁接觸，從而減少了工具的摩擦阻力，避免發(fā)生“托壓”以及卡鉆事故。
[0018]如圖2所示，導向銷I上形成有橫向貫通的腰形孔12，導向銷I的一端形成有錐孔10，錐孔10與腰形孔12通過一小孔11貫通。導向銷I的另一端與基板4螺紋連接，按規(guī)定力矩端面背緊，然后與本體焊接成一體。這種結構提高了導向銷I的承載強度，可保證導向塊在井下長期工作。
[0019]碟片銷2為大小不同的兩個圓柱體組成，小圓柱體遠離大圓柱體一端有10?20°的倒角，大圓柱端放置在基板4的定位孔內，周圍焊接。彈簧片(圖中未示)套在碟片銷2上，依靠彈性將導向塊支撐在井壁上。
[0020]兩側耳3沿縱向等間距開有多個腰形孔8，多個腰形孔8在基板4平面之上等高排列。設置的腰形孔可將鉆井液或雜物及時排出，保證導向塊伸縮自如。
[0021]支撐片5可以設置I?2個，在圖2的實施例中設置有2個。支撐片5為薄圓片狀，放置在基板4上形成的凹孔內后，與基板4焊接。支撐片5的端面高出基板4平面0.3?0.5mm。井下糾斜時，活塞伸出，頂在支撐片5上，繼而推動導向塊伸出，頂在井壁上。使用時，導向塊通過導向銷I與垂直鉆井系統(tǒng)的殼體連接，一般4塊為一組，沿殼體圓周成90°分布，下端通過擋板6掛在垂直鉆井系統(tǒng)殼體的下凸沿上。
【權利要求】
1.一種垂直鉆井系統(tǒng)導向塊，其特征在于:該導向塊具有一縱向較長的本體，該本體的背面(7)為圓弧面，且下部圓弧面直徑大于上端圓弧面直徑，下端大圓弧面的直徑與鉆井眼直徑相當；該本體的兩個側面為平面，且本體兩側向前延伸形成兩個側耳(3);在所述側耳上，由上至下間隔開有多個腰形孔(8)且多個腰形孔(8)在基板平面之上等高排列，在兩側耳下端橫向安裝有擋板(6);所述本體正面、兩側耳之間形成基板(4)，基板(4)為一平面且在其上由上至下依次安裝有導向銷、碟片銷和支撐片；所述導向銷(I)上形成有橫向貫通的腰形孔(12)，導向銷⑴的一端形成有錐孔(10)，錐孔(10)與腰形孔(12)通過一小孔(11)貫通，導向銷(I)的另一端與基板(4)螺紋連接并與本體焊接成一體；所述碟片銷(2)固裝在基板(4)上，在碟片銷(2)上套有一用于將導向塊支撐在井壁上的彈簧片；所述支撐片(5)為薄圓片狀，固裝在基板(4)上，且其端面高出基板(4)的平面。
2.根據(jù)權利要求1所述的垂直鉆井系統(tǒng)導向塊，其特征在于:所述支撐片(5)為I?2個，其放置在基板(4)上形成的凹孔內并與基板(4)焊接，支撐片(5)的端面高出基板(4)平面0.3?0.5mm。
3.根據(jù)權利要求1所述的垂直鉆井系統(tǒng)導向塊，其特征在于:所述碟片銷(2)安裝在基板(4)上形成的定位孔內，周圍與基板(4)焊接。
4.根據(jù)權利要求1所述的垂直鉆井系統(tǒng)導向塊，其特征在于:所述導向塊本體的背面(7)上下兩端均形成的坡角(9)，在背面(7)上鍍有鉻層。
【文檔編號】E21B7/10GK204126555SQ201420561908
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權日:2014年9月28日
【發(fā)明者】汝大軍, 何選蓬, 喬金中, 黃峰, 張景良, 馬哲, 楊春 申請人:中國石油集團渤海鉆探工程有限公司