專利名稱：隨鉆導(dǎo)向器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種能用鉆機轉(zhuǎn)盤動力控制鉆井鉆具軌跡的井下定向工具，適用于石油定向井鉆井增斜和降斜以及定向糾斜。
現(xiàn)有的定向增斜和降斜工具，一般采用井下動力鉆具加彎接頭來實現(xiàn)，而井下動力鉆具主要有兩種1、螺桿鉆具，它轉(zhuǎn)速低能適應(yīng)鉆井工藝需要，但力矩小，特別是在2000米以下和高比重泥漿的情況下，就不旋轉(zhuǎn)了，以致不能使用。2、渦輪鉆具，它的力矩較螺桿鉆具大，但轉(zhuǎn)速較高，不適應(yīng)鉆頭在井下工作的需要，易造成掉牙輪事故。同時，不適應(yīng)深井鉆井的需要。
本實用新型的目的在于不改變其它鉆井機械設(shè)備及鉆井工藝的情況下提供一種新型的井下定向工具——隨鉆導(dǎo)向器，使其在任何特殊情況下，都能順利地使用轉(zhuǎn)盤作動力來控制井下軌跡的降斜，增斜和定向糾斜。
本實用新型是以如下方式完成的，它由導(dǎo)向接頭1、鍵套2、鍵3、負(fù)荷軸承4、19、21、密封圈5、18、徑向軸承6、10、滑移套7、活塞8、支承(條或支承輪)9、油孔11、油塞12、分水接頭13、分水孔23、鍵14、萬向節(jié)15、彎曲外筒16、聚水接頭17、進水口24、接套20、下接套22、健槽25所構(gòu)成。隨鉆導(dǎo)向器同鉆具一起下入井底后，開泵循環(huán)鉆井液，鉆井液經(jīng)過導(dǎo)向接頭1中心，進入分水接頭13。從分水接頭13出來，流入彎曲外筒16與萬向節(jié)15之間，鉆井液從聚水接頭17流入鉆頭，同時在流入彎曲外筒16與萬向節(jié)15之間的鉆井液有一部分泵壓傳入油塞12，推動油塞12壓擠油腔內(nèi)的油，油經(jīng)滑移套7與分水節(jié)頭13之間的間隙流入壓擠活塞8，活塞8推動支承9支承于井壁上，支承9可以是條狀或輪子。下放鉆壓、鍵14與分水接頭13上的鍵槽25分離，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤，力矩通過導(dǎo)向接頭1傳給與絲扣連結(jié)的分水接頭13、萬向節(jié)15、聚水接頭17、下接頭22至鉆頭，從而實現(xiàn)滑移套7、彎曲外筒16、接套20不旋轉(zhuǎn)，沿井壁下滑而行，保持彎曲外筒16的彎曲方向不變，來達到定向鉆井的目的。


圖1 隨鉆導(dǎo)向器結(jié)構(gòu)示意圖以下將結(jié)合附圖作進一步的描述如
圖1，隨鉆導(dǎo)向器，包括滑鍵機構(gòu)、密封圈、軸承等組成，導(dǎo)向接頭1上端內(nèi)口設(shè)有絲扣，其內(nèi)部裝有鍵套2，鍵套2上裝有鍵3，導(dǎo)向接頭1的下端與分水接頭13連接。萬向節(jié)15一端與分水接頭13下端連接，另一端為外六方體與聚水接頭17的上端的內(nèi)六方體插入過渡連接，聚水接頭17的下端套裝有接套20及連接下接套22。在分水接頭13、萬向節(jié)15和聚水接頭17組成的連接體外套裝有滑移套7和彎曲外筒16組成的連接體，接套20與彎曲外筒16及聚水接頭17連接，從而使兩組連接體成為一體。導(dǎo)向接頭1與滑移套7的端面之間設(shè)有負(fù)荷軸承4，滑移套7與分水接頭13之間設(shè)有密封圈5、徑向軸承6、10和油塞12?；铺?上徑向設(shè)有活塞8和補嘗油孔11，并有由活塞8連接的支承9構(gòu)成的支承機構(gòu)。分水接頭13下部外園上設(shè)有鍵槽25及斜向設(shè)置的分水孔23，彎曲外筒16的上部內(nèi)壁設(shè)有鍵14，其下部與聚水接頭17之間設(shè)有密封圈18，其下端面與聚水接頭17的臺階上面之間設(shè)有負(fù)荷軸承19。聚水接頭17的斜肩上設(shè)有進水口24，其臺階下端面與接套20之間設(shè)有負(fù)荷軸承21。
實施例導(dǎo)向接頭1上端的絲扣與鉆柱相接，導(dǎo)向接頭1內(nèi)有鍵套2，鍵套2上鑲裝有鍵3，用于與測斜儀器的配合，測量工角、方位角，以便調(diào)整方位。導(dǎo)向接頭1與分水接頭13采用絲扣連接，導(dǎo)向接頭1與滑移套7的端面之間裝有負(fù)荷軸承4，滑移套7與分水接頭13之間裝有密封圈5、徑向軸承6、10用于密封和對分水接頭13的徑向扶正?；铺?的下部設(shè)有油塞12，用于活塞8液壓油的補償，滑移套7上裝有支承9、活塞8組成的支承機構(gòu)及補償油孔11，其中活塞8沿徑向穿過滑移套7并與支承9連接。分水接頭13下端斜向設(shè)置分水孔23。分水接頭13與萬向節(jié)15采用絲扣連接，萬向節(jié)15與聚水接頭17之間采用內(nèi)外六方套結(jié)構(gòu)過渡，兩者之間可軸向相對滑動同時可傳遞扭矩?；铺?與彎曲外筒16之間采用絲扣連接。彎曲外筒16內(nèi)上部鑲有鍵14，分水接頭13的外圓設(shè)有鍵槽25，構(gòu)成滑鍵脫掛機構(gòu)，用于控制彎曲外筒16的轉(zhuǎn)動。當(dāng)鍵14與分水接頭13上的鍵槽25配合時，分水接頭13轉(zhuǎn)動，彎曲外筒16也轉(zhuǎn)動，當(dāng)兩者相逆滑動分離時，分水接頭13轉(zhuǎn)動，彎曲外筒16不轉(zhuǎn)動。彎曲外筒16內(nèi)上裝有密封圈18，彎曲外筒16下端連接的接套20其與聚水接頭17的臺階之間裝有負(fù)荷軸承19，聚水接頭17的臺階下端面與接套20之間裝有負(fù)荷軸承21。聚水接頭17的斜肩部設(shè)有進水孔24，下端用絲扣連接用于連接鉆頭的下接頭22。
當(dāng)隨鉆導(dǎo)向器入井時，下接頭22與鉆頭相接。導(dǎo)向接頭1上端絲扣與鉆柱相接。入井后，鍵14與分水接頭13的鍵槽25配合，分水接頭13和彎曲外筒16，滑移套7接套20可同時旋轉(zhuǎn)。隨鉆導(dǎo)向器下到井底后，開泵，鉆井液通過導(dǎo)向接頭1，分水接頭13中心，從分水接頭13上的分水孔23出來，從彎曲外筒16與萬向節(jié)15之間流動，然后從聚水接頭17上的進水口24進入聚水接頭17中心并出下接頭22，同時在彎曲外筒16與萬向節(jié)15之間的鉆井液，通過滑移套7與分水接頭13之間的間隙傳遞給油塞12一部分壓力、擠壓油塞12壓擠油液，使油液沿分水接頭13與滑移套7之間的間隙上行，直到推動活塞8向外運動推動支承9支承于井壁上，密封圈5密封油壓，密封圈18密封鉆井液。接套20用于防止聚水接頭17和下接頭22落井，同時承托兩付軸承，負(fù)荷軸承19、21。泵壓正常后，下放鉆柱施加鉆壓，導(dǎo)向接頭1下壓分水接頭13，萬向節(jié)15下端外六方體深入聚水接頭17內(nèi)六方體內(nèi)，分水接頭13上的鍵槽25與彎曲外局16上的鍵14構(gòu)成滑鍵脫掛機構(gòu)，該機構(gòu)產(chǎn)生相逆滑動時，鍵14與分水接頭13上的鍵槽25脫離，鉆壓從導(dǎo)向接頭1傳給負(fù)荷軸承4，滑移套7彎曲外筒16，負(fù)荷軸承19，聚水接頭17，下接頭22至鉆頭。啟動轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)鉆柱，導(dǎo)向接頭1帶動分水接頭13、萬向節(jié)15旋轉(zhuǎn)并通過內(nèi)外六方套將扭矩傳遞給聚水接頭17、下接頭22至鉆頭。徑向軸承6、10可保證對彎曲外筒16、滑移套7扶正而使其不旋轉(zhuǎn)。隨著井深的增加鉆壓迫使滑移套7上的支承9，沿井壁下滑而行。達到定向增斜、降斜的目的。當(dāng)需要測斜時，測斜儀器下到導(dǎo)向接頭1內(nèi)并與鍵套2內(nèi)的鍵3相配合，測出裝置角、方位角、井斜角。如果需要調(diào)整裝置角時，只需停泵上提鉆柱，無鉆壓后，隨鉆導(dǎo)向器的導(dǎo)向接頭1上行，帶動分水接頭13、萬向節(jié)15上行，而滑移套7、彎曲外筒16在下部自重的作用下，保持不動，與分水接頭13成相逆滑行，彎曲外筒16上的鍵14與分水接頭13上的鍵槽25相配合，即可轉(zhuǎn)動鉆柱，扭轉(zhuǎn)整個隨鉆導(dǎo)向器，扭轉(zhuǎn)裝置角，直到符合要求為止。然后重復(fù)上述動作進行定向鉆進。上述支承機構(gòu)、滑鍵機構(gòu)、分水口23進水口24、滑鍵3各為兩個(套)以上均布設(shè)置。當(dāng)泵壓解除時，油壓消失，支承機構(gòu)徑向收縮，解除支承，隨鉆導(dǎo)向器可隨鉆具任意上下提放。
權(quán)利要求1.一種隨鉆導(dǎo)向器，包括滑鍵、支承機構(gòu)、密封圈、軸承組成，其特征在于導(dǎo)向接頭1上端內(nèi)口設(shè)有絲扣，其內(nèi)部裝有鍵套2，鍵套2上裝有鍵3，導(dǎo)向接頭1的下端與分水接頭13連接，萬向節(jié)15一端與分水接頭13下端連接另一端為外六方體與聚水接頭17的上端內(nèi)六方體插入過渡連接，外六方體在內(nèi)六方體內(nèi)沿軸向滑動同時傳遞扭矩，聚水接頭17的下端套裝有接套20及連接下接套22，在分水接頭13、萬向節(jié)15和聚水接頭17連接體外套裝有滑移套7和彎曲外筒16組成的連接體，接套20與彎曲外筒16連接，從而使兩連接體成為一整體，導(dǎo)向接頭1與滑移套7的端面之間設(shè)有負(fù)荷軸承4，滑移套7與分水接頭13之間設(shè)有密封圈5、徑向軸承6、10和油塞12，滑移套7上徑向設(shè)有活塞8和補償油孔11，并有由與活塞8連接的支承9構(gòu)成的支承機構(gòu)，分水接頭13下部外圓上設(shè)有健槽25及斜向設(shè)置的分水孔23，彎曲外筒16的上部內(nèi)壁設(shè)有鍵14，其下部與聚水接頭17之間設(shè)有密封圈18，其下端面與聚水接頭17的臺階上面之間設(shè)有負(fù)荷軸承19，聚水接頭17的斜肩上設(shè)有進水口24，其臺階下端面與接套20之間設(shè)有負(fù)荷軸承21。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆導(dǎo)向器，其特征在于分水接頭13與滑移套7之間設(shè)有鍵14與鍵槽25構(gòu)成的滑鍵連接的脫掛機構(gòu)在兩個以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆導(dǎo)向器，其特征在于滑移套7上設(shè)置的支承機構(gòu)為均布，至少在2個以上，支承9為條狀或輪子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆導(dǎo)向器，其特征在于分水口23、進水口24為均布，各在2個以上。
專利摘要本實用新型涉及一種能用鉆機轉(zhuǎn)盤動力控制鉆井鉆具軌跡的井下定向工具，適用于石油定向井鉆井的增斜和降斜以及定向糾斜，其主要由導(dǎo)向接頭，套裝有內(nèi)、外兩組連接體、下接套、支承機構(gòu)、滑鍵脫掛機構(gòu)等組成，可整體隨鉆轉(zhuǎn)動，也可由支承機構(gòu)支承井壁。脫開滑鍵機構(gòu)使內(nèi)連接體及鉆頭隨鉆轉(zhuǎn)動，從而控制井下鉆井軌跡。
文檔編號E21B7/10GK2066886SQ9020993
公開日1990年12月5日 申請日期1990年7月12日 優(yōu)先權(quán)日1990年7月12日
發(fā)明者張書明, 任俊 申請人:中原石油勘探局鉆井四公司