一種機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明專利提供一種機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具，主要由上接頭、花鍵筒、花鍵軸、傳動軸、外筒、活塞環(huán)、過渡環(huán)、鎖緊銷、大彈簧、活塞、定向鍵、小彈簧、限位警示環(huán)、下接頭、柱塞、推板和液壓端殼體組成。在定向鉆進(jìn)中，如果上提鉆具，關(guān)閉泥漿通道，活塞解鎖，機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具轉(zhuǎn)換成穩(wěn)斜鉆進(jìn)模式，實施擺工具面或穩(wěn)斜鉆進(jìn)；如果下放鉆具，打開泥漿通道，活塞鎖緊，機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具轉(zhuǎn)換成定向鉆進(jìn)模式，實施定向鉆進(jìn)。因此，使用機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具，可有效解決定向井、水平井鉆井過程中的工具面不穩(wěn)和托壓問題，同時，縮短測斜儀器到井底距離。
【專利說明】
一種機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明專利屬于石油鉆井機械領(lǐng)域，具體涉及一種機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具，主要應(yīng)用于石油天然氣領(lǐng)域定向井、水平井鉆井作業(yè)。
【背景技術(shù)】
[0002]鉆井是把地下油氣資源開采到地面的重要手段。目前，為提高油氣田開發(fā)綜合效益，定向井、水平井已經(jīng)發(fā)展成為一種普遍鉆井方式，而且，高難度水平井、三維水平井的數(shù)量越來越多。
[0003]在定向井、水平井鉆井過程中，絕大多數(shù)井使用螺桿鉆具和MWD/LWD儀器進(jìn)行井眼軌跡控制和地質(zhì)導(dǎo)向作業(yè)，雖然定向中存在工具面不穩(wěn)、托壓等各種困難，但是，操作簡單，性價比高，使其成為定向井、水平井施工的首選方案。國外油服公司擁有先進(jìn)的全自動旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)，主要有貝克休斯的AutoTrak系列、斯倫貝謝的Power-Drive系列等，但是，由于其租賃服務(wù)費用昂貴，所以，海洋鉆井和陸地極少數(shù)高難度水平井才有可能使用全自動旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)。近幾年，國內(nèi)多家科技院校和油田鉆井院相繼投入研制全自動旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)，公開報道的有中海油研究院，但是，距商業(yè)化應(yīng)用還有很長一段路要走。
[0004]國外其他油服企業(yè)曾介紹過機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具，例如國民油井，但是，國外的機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具止步于現(xiàn)場試驗階段，沒有檢索到商業(yè)化推廣應(yīng)用的相關(guān)文獻(xiàn)。
[0005]根據(jù)多年鉆井現(xiàn)場經(jīng)驗，提出了一種結(jié)構(gòu)簡單、操作性強的機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具，配合MWD/LWD儀器進(jìn)行定向和地質(zhì)導(dǎo)向作業(yè)，不僅可以克服螺桿鉆具定向鉆進(jìn)時工具面不穩(wěn)和托壓問題，而且，還可以最大限度地縮短MWD/LWD儀器到井底的距離，具有極大的推廣應(yīng)用價值。
[0006]發(fā)明專利內(nèi)容
[0007]本發(fā)明專利的目的是提供一種機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具，用于解決定向井、水平井鉆井過程中的工具面不穩(wěn)、托壓等問題。
[0008]本發(fā)明專利采用如下具體技術(shù)方案實現(xiàn):
[0009]機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具由上接頭、花鍵筒、花鍵軸、傳動軸、外筒、活塞環(huán)、過渡環(huán)、鎖緊銷、大彈簧、活塞、定向鍵、小彈簧、限位警示環(huán)、下接頭、柱塞、推板和液壓端殼體組成。
[0010]上接頭和花鍵軸連接成一體，可以傳遞上部鉆具的扭矩、拉力和鉆壓。
[0011]花鍵軸與花鍵筒配套使用，可以傳遞來自上部鉆具的扭矩和拉力。
[0012]花鍵軸與花鍵筒之間的軸向相對移動，是機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具轉(zhuǎn)換定向鉆進(jìn)模式和穩(wěn)斜鉆進(jìn)模式的關(guān)鍵。
[0013]花鍵軸與花鍵筒之間的液動密封，可以確保機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具在泥漿壓力下安全可靠，不刺，不漏。
[0014]花鍵軸與傳動軸之間的軸向相對移動，使其作為傳動軸泥漿通道開關(guān)，可以輔助機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具實現(xiàn)定向鉆進(jìn)模式和穩(wěn)斜鉆進(jìn)模式。
[0015]花鍵軸與傳動軸配套使用，機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具定向鉆進(jìn)模式時可以利用傳動軸頂端面來承受鉆壓。
[0016]花鍵軸與過渡環(huán)、鎖緊銷和活塞配套使用，可以實現(xiàn)機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具定向鉆進(jìn)模式和穩(wěn)斜鉆進(jìn)模式的雙向轉(zhuǎn)換。
[0017]花鍵軸與過渡環(huán)、鎖緊銷和活塞配套使用，機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具穩(wěn)斜鉆進(jìn)模式時可以利用鎖緊銷來承受鉆壓。
[0018]花鍵筒、傳動軸和下接頭連接成一體，可以傳遞上部鉆具的扭矩、拉力和鉆壓。
[0019]花鍵軸、傳動軸、外筒、活塞環(huán)和大彈簧組成液壓油壓力供應(yīng)系統(tǒng)。
[0020]傳動軸和外筒之間的液動密封，活塞環(huán)與傳動軸、外筒之間的液動密封，使傳動軸、外筒和活塞環(huán)之間構(gòu)成一個環(huán)形泥漿腔。
[0021]傳動軸上按照120°均布設(shè)計有三個泥漿通道，用于連通鉆具水眼與環(huán)形泥漿腔。
[0022]當(dāng)傳動軸和花鍵軸相互移動將泥漿通道關(guān)閉時，鉆具水眼內(nèi)的高壓泥漿無法進(jìn)入環(huán)形泥漿腔；當(dāng)傳動軸和花鍵軸相互移動將泥漿通道打開時，鉆具水眼內(nèi)的高壓泥漿通過泥漿通道進(jìn)入環(huán)形泥漿腔，推動活塞環(huán)下行，壓縮大彈簧，將泥漿壓力轉(zhuǎn)換成液壓油壓力。
[0023]花鍵軸、過渡環(huán)、傳動軸、鎖緊銷、活塞和小彈簧組成一套雙向鎖緊裝置，是機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具轉(zhuǎn)換定向鉆進(jìn)模式和穩(wěn)斜鉆進(jìn)模式的執(zhí)行機構(gòu)。
[0024]過渡環(huán)安裝固定在傳動軸上并與傳動軸形成一體。
[0025]當(dāng)花鍵軸在過渡環(huán)與傳動軸之間的環(huán)形空間內(nèi)向上移動并離開鎖緊銷時，鎖緊銷將活塞解鎖，活塞在泥漿壓力作用下可以向下移動，同時，鎖緊銷將花鍵軸鎖緊，使花鍵軸無法向下移動；當(dāng)花鍵軸在過渡環(huán)與傳動軸之間的環(huán)形空間內(nèi)向下移動擋住鎖緊銷時，鎖緊銷將活塞鎖緊，活塞在泥漿壓力作用下無法向下移動，同時，鎖緊銷將花鍵軸解鎖，花鍵軸可以上下自由移動。
[0026]鎖緊銷將花鍵軸鎖緊時，上部鉆具的鉆壓按照花鍵軸、鎖緊銷、過渡環(huán)、傳動軸的順序依次向下傳遞。
[0027]傳動軸、外筒、活塞環(huán)、大彈簧、柱塞和液壓端殼體共同構(gòu)成密閉液壓油腔室和液壓油通道。當(dāng)活塞環(huán)在環(huán)形泥漿腔內(nèi)高壓泥漿作用下下行時，壓縮大彈簧，給液壓油施加壓力并使其流動，繼而推動柱塞伸出。在沒有高壓泥漿作用時，活塞環(huán)利用彈簧彈性復(fù)位，柱塞被收回。
[0028]活塞、小彈簧、傳動軸、定向鍵和液壓端殼體組成定向(鎖緊)機構(gòu)。當(dāng)活塞在泥漿壓力作用下下行時，壓縮小彈簧，定向鍵嵌入液壓端殼體把傳動軸和液壓端殼體鎖緊在一起，傳動軸和液壓端殼體之間無法相對轉(zhuǎn)動，通過傳動軸即可定向擺工具面，或者說穩(wěn)斜鉆進(jìn)，機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具執(zhí)行穩(wěn)斜鉆進(jìn)模式；當(dāng)活塞未下行時，傳動軸和液壓端殼體之間可自由轉(zhuǎn)動，機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具執(zhí)行定向鉆進(jìn)模式。
[0029]柱塞、推板和液壓端殼體組成液壓端總成。在液壓端殼體上，按照120°均布設(shè)計有三個扶正棱，其中兩個扶正棱內(nèi)安裝柱塞和推板，一個扶正棱內(nèi)安裝定向機構(gòu)。在液壓油壓力作用下，柱塞伸出并推動推板支撐在井壁上，井壁反作用力反過來推動機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具定向鉆進(jìn)。由于兩個井壁反作用力的大小相等，方向均通過井眼中心且成120°夾角，因此，兩個井壁反作用力的矢量和方向通過井眼中心且指向定向機構(gòu)，或者說，按照120°均布設(shè)計兩個推板和一個定向機構(gòu)時，定向機構(gòu)所在方向就是機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的工具面方向。
[0030]限位警示環(huán)通過立管壓力變化可以間接反映機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具工作模式。當(dāng)定向擺工具面或者穩(wěn)斜鉆進(jìn)模式時，活塞下行接觸到限位警示環(huán)，栗壓升高；當(dāng)定向鉆進(jìn)模式時，活塞無法下行接觸限位警示環(huán)，栗壓不變。
[0031]限位警示環(huán)還兼顧作為小彈簧臺肩和活塞下行限位裝置。
[0032]本發(fā)明專利的有益效果是:如果穩(wěn)斜鉆進(jìn)，接單根后上提鉆具，花鍵軸上行并處在花鍵筒上位，關(guān)閉傳動軸三個泥漿通道，雙向鎖緊裝置將活塞解鎖，開栗，鉆具水眼內(nèi)的高壓泥漿無法進(jìn)入環(huán)形泥漿腔推動活塞環(huán)下行，繼而推板無法伸出支撐在井壁上，機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具可自由旋轉(zhuǎn)，同時，活塞在泥漿壓力作用下向下運動，壓縮小彈簧，并推動定向鍵嵌入液壓端殼體把傳動軸和液壓端殼體鎖緊在一起，傳動軸和液壓端殼體之間無法相對轉(zhuǎn)動，觀察立管壓力判斷機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具轉(zhuǎn)換成穩(wěn)斜鉆進(jìn)模式后，下放鉆具加壓穩(wěn)斜鉆進(jìn)。
[0033]如果定向鉆進(jìn)，接單根后先上提鉆具，開栗，觀察立管壓力判斷機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具轉(zhuǎn)換成穩(wěn)斜鉆進(jìn)模式時，轉(zhuǎn)動鉆具擺工具面，然后停栗，下放鉆具，花鍵軸下行并處在花鍵筒下位，打開傳動軸三個泥漿通道，雙向鎖緊裝置將活塞鎖緊，開栗，鉆具水眼內(nèi)的高壓泥漿進(jìn)入環(huán)形泥漿腔推動活塞環(huán)下行，繼而推板伸出支撐在井壁上，同時，活塞在泥漿壓力作用下無法向下運動，液壓端殼體和傳動軸之間可自由轉(zhuǎn)動，觀察立管壓力判斷機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具轉(zhuǎn)換成定向鉆進(jìn)模式后，下放鉆具加壓定向鉆進(jìn)。
【附圖說明】
[0034]附圖1是本發(fā)明專利機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的正向剖面圖。
[0035]附圖標(biāo)記說明:1-上接頭、2-花鍵筒、3-花鍵軸、4-傳動軸、5-外筒、6_活塞環(huán)、7_過渡環(huán)、8-鎖緊銷、9-大彈簧、10-活塞、11-定向鍵、12-小彈簧、13-限位警示環(huán)、14-下接頭、15-柱塞、16-推板、17-液壓端殼體。
【具體實施方式】
[0036]機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具如圖1所示，主要由上接頭(I)、花鍵筒(2)、花鍵軸(3)、傳動軸(4)、外筒(5)、活塞環(huán)(6)、過渡環(huán)(7)、鎖緊銷(8)、大彈簧(9)、活塞(10)、定向鍵(11)、小彈簧(12)、限位警示環(huán)(13)、下接頭(14)、柱塞(15)、推板(16)、液壓端殼體(17)組成。
[0037]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明專利機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具作進(jìn)一步說明。
[0038]上接頭(I)和花鍵軸(3)連接成一體，可以傳遞上部鉆具的扭矩、拉力和鉆壓。
[0039]花鍵軸(3)與花鍵筒(2)配套使用，可以傳遞來自上部鉆具的扭矩和拉力。
[0040]花鍵軸(3)與花鍵筒(2)之間的軸向相對移動，是機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具轉(zhuǎn)換定向鉆進(jìn)模式和穩(wěn)斜鉆進(jìn)模式的關(guān)鍵。
[0041]花鍵軸(3)與花鍵筒(2)之間的液動密封，可以確保機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具在泥漿壓力下安全可靠，不刺，不漏。
[0042]花鍵軸(3)與傳動軸(4)之間的軸向相對移動，使其作為傳動軸(4)泥漿通道開關(guān)，可以輔助機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具實現(xiàn)定向鉆進(jìn)模式和穩(wěn)斜鉆進(jìn)模式。
[0043]花鍵軸(3)與傳動軸(4)配套使用，機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具定向鉆進(jìn)模式時可以利用傳動軸(4)頂端面來承受鉆壓。
[0044]花鍵軸(3)與過渡環(huán)(7)、鎖緊銷(8)和活塞(10)配套使用，可以實現(xiàn)機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具定向鉆進(jìn)模式和穩(wěn)斜鉆進(jìn)模式的雙向轉(zhuǎn)換。
[0045]花鍵軸(3)與過渡環(huán)(7)、鎖緊銷(8)和活塞(10)配套使用，機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具穩(wěn)斜鉆進(jìn)模式時可以利用鎖緊銷(8)來承受鉆壓。
[0046]花鍵筒(2)、傳動軸(4)和下接頭(14)連接成一體，可以傳遞上部鉆具的扭矩、拉力和鉆壓。
[0047]花鍵軸(3)、傳動軸(4)、外筒(5)、活塞環(huán)(6)和大彈簧(9)組成液壓油壓力供應(yīng)系統(tǒng)。
[0048]傳動軸(4)和外筒(5)之間的液動密封，活塞環(huán)(6)與傳動軸(4)、外筒(5)之間的液動密封，使傳動軸(4)、外筒(5)和活塞環(huán)(6)之間構(gòu)成一個環(huán)形泥漿腔。
[0049]傳動軸(4)上按照120°均布設(shè)計有三個泥漿通道，用于連通鉆具水眼與環(huán)形泥漿腔。
[0050]當(dāng)傳動軸(4)和花鍵軸(3)相互移動將泥漿通道關(guān)閉時，鉆具水眼內(nèi)的高壓泥漿無法進(jìn)入環(huán)形泥漿腔；當(dāng)傳動軸(4)和花鍵軸(3)相互移動將泥漿通道打開時，鉆具水眼內(nèi)的高壓泥漿通過泥漿通道進(jìn)入環(huán)形泥漿腔，推動活塞環(huán)(6)下行，壓縮大彈簧(9)，將泥漿壓力轉(zhuǎn)換成液壓油壓力。
[0051]活塞(10)、過渡環(huán)(7)、花鍵軸(3)、傳動軸(4)、鎖緊銷(8)、和小彈簧(12)組成一套雙向鎖緊裝置，是機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具定向鉆進(jìn)模式和穩(wěn)斜鉆進(jìn)模式轉(zhuǎn)換的執(zhí)行機構(gòu)。
[0052]過渡環(huán)(7)安裝固定在傳動軸(4)上并與傳動軸(4)形成一體。
[0053]當(dāng)花鍵軸(3)在過渡環(huán)(7)與傳動軸(4)之間的環(huán)形空間內(nèi)向上移動并離開鎖緊銷
(8)時，活塞(10)解鎖，活塞(10)在泥漿壓力作用下可以向下移動，同時，花鍵軸(3)鎖緊，花鍵軸(3)無法向下移動；當(dāng)花鍵軸(3)在過渡環(huán)(7)與傳動軸(4)之間的環(huán)形空間內(nèi)向下移動并擋住鎖緊銷(8)時，活塞(10)鎖緊，活塞(10)在泥漿壓力作用下無法向下移動，同時，花鍵軸(3)解鎖，花鍵軸(3)可上下自由移動。
[0054]鎖緊銷(8)將花鍵軸(3)鎖緊時，上部鉆具的鉆壓按照花鍵軸(3)、鎖緊銷(8)、過渡環(huán)(7)、傳動軸(4)的順序依次向下傳遞。
[0055]傳動軸(4)、外筒(5)、活塞環(huán)(6)、大彈簧(9)、柱塞(15)和液壓端殼體(17)共同構(gòu)成密閉液壓油腔室和液壓油通道。當(dāng)活塞環(huán)(6)在環(huán)形泥漿腔內(nèi)高壓泥漿作用下下行時，壓縮大彈簧(9)，給液壓油施加壓力并使其流動，繼而推動柱塞(15)伸出。在沒有高壓泥漿作用時，活塞環(huán)(6)利用彈簧彈性復(fù)位，柱塞(15)被收回。
[0056]活塞(10)、小彈簧(12)、傳動軸(4)、定向鍵(11)和液壓端殼體(17)組成定向(鎖緊)機構(gòu)。當(dāng)活塞(10)在泥漿壓力作用下下行時，壓縮小彈簧(12)，定向鍵(11)嵌入液壓端殼體(17)把傳動軸(4)和液壓端殼體(17)鎖緊在一起，傳動軸(4)和液壓端殼體(17)之間無法相對轉(zhuǎn)動，通過傳動軸(4)即可定向擺工具面，或者說穩(wěn)斜鉆進(jìn)，機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具執(zhí)行穩(wěn)斜鉆進(jìn)模式；當(dāng)活塞(10)未下行時，傳動軸(4)和液壓端殼體(17)之間可自由轉(zhuǎn)動，機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具執(zhí)行定向鉆進(jìn)模式。
[0057]柱塞(15)、推板(16)和液壓端殼體(17)組成液壓端總成。在液壓端殼體(17)上，按照120°均布設(shè)計有三個扶正棱，其中兩個扶正棱內(nèi)安裝柱塞(15)和推板(16)，一個扶正棱內(nèi)安裝定向機構(gòu)。在液壓油壓力作用下，柱塞(15)伸出并推動推板(16)支撐在井壁上，井壁反作用力反過來推動機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具定向鉆進(jìn)。由于兩個井壁反作用力的大小相等，方向均通過井眼中心且成120°夾角，因此，兩個井壁反作用力的矢量和方向通過井眼中心且指向定向機構(gòu)，或者說，按照120°均布設(shè)計兩個推板(16)和一個定向機構(gòu)時，定向機構(gòu)所在方向就是機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的工具面方向。
[0058]限位警示環(huán)(13)通過立管壓力變化可以間接反映機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具工作模式。當(dāng)定向擺工具面或者穩(wěn)斜鉆進(jìn)模式時，活塞(10)下行接觸到限位警示環(huán)(13)，栗壓升高；當(dāng)定向鉆進(jìn)模式時，活塞(10)無法下行接觸限位警示環(huán)(13)，栗壓不變。
[0059]限位警示環(huán)(13)還兼顧作為小彈簧(12)臺肩和活塞(10)下行限位裝置。
[0060]實施例1
[0061]如果穩(wěn)斜鉆進(jìn)，接單根后上提鉆具，花鍵軸(3)上行并處在花鍵筒(2)上位，關(guān)閉傳動軸(4)三個泥漿通道，雙向鎖緊裝置將活塞(10)解鎖，開栗，鉆具水眼內(nèi)的高壓泥漿無法進(jìn)入環(huán)形泥漿腔推動活塞環(huán)(6)下行，繼而推板(16)無法伸出支撐在井壁上，機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具可自由旋轉(zhuǎn)，同時，活塞(10)在泥漿壓力作用下向下運動，壓縮小彈簧(12)，并推動定向鍵(I I)嵌入液壓端殼體(17)把傳動軸(4)和液壓端殼體(17)鎖緊在一起，傳動軸(4)和液壓端殼體(17)之間無法相對轉(zhuǎn)動，觀察立管壓力判斷機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具轉(zhuǎn)換成穩(wěn)斜鉆進(jìn)模式后，下放鉆具加壓穩(wěn)斜鉆進(jìn)。
[0062]實施例2
[0063]如果定向鉆進(jìn)，接單根后先上提鉆具，開栗，觀察立管壓力判斷機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具轉(zhuǎn)換成穩(wěn)斜鉆進(jìn)模式時，轉(zhuǎn)動鉆具擺工具面，然后停栗，下放鉆具，花鍵軸(3)下行并處在花鍵筒(2)下位，打開傳動軸(4)三個泥漿通道，雙向鎖緊裝置將活塞(10)鎖緊，開栗，鉆具水眼內(nèi)的高壓泥漿進(jìn)入環(huán)形泥漿腔推動活塞環(huán)(6)下行，繼而推板(16)伸出支撐在井壁上，同時，活塞(10)在泥漿壓力作用下無法向下運動，液壓端殼體(17)和傳動軸(4)之間可自由轉(zhuǎn)動，觀察立管壓力判斷機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具轉(zhuǎn)換成定向鉆進(jìn)模式后，下放鉆具加壓定向鉆進(jìn)。
[0064]以上對本發(fā)明專利的說明僅是優(yōu)選范例，并不能被理解為對本發(fā)明專利技術(shù)方案內(nèi)容的限制。以上內(nèi)容在具體應(yīng)用中，技術(shù)人員有可能需要根據(jù)具體情況作個別調(diào)整和改變，所述調(diào)整和改變均應(yīng)落入本發(fā)明專利所附權(quán)利要求的保護范圍之中。
【主權(quán)項】
1.一種機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具，其特征在于:機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具主要由上接頭(I)、花鍵筒(2)、花鍵軸(3)、傳動軸(4)、外筒(5)、活塞環(huán)(6)、過渡環(huán)(7)、鎖緊銷(8)、大彈簧(9)、活塞(10)、定向鍵(11)、小彈簧(12)、限位警示環(huán)(13)、下接頭(14)、柱塞(15)、推板(16)、液壓端殼體(17)組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具，其特征在于:花鍵軸(3)與花鍵筒(2)配套使用可以傳遞來自上部鉆具的扭矩，而且，花鍵軸(3)與花鍵筒(2)的軸向相對移動是機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具實現(xiàn)定向鉆進(jìn)模式和穩(wěn)斜鉆進(jìn)模式轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具，其特征在于:花鍵軸(3)與傳動軸(4)的軸向相對移動，使花鍵軸(3)作為傳動軸(4)上三個120°均布泥漿通道的開關(guān)，可以輔助機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具轉(zhuǎn)換定向鉆進(jìn)模式和穩(wěn)斜鉆進(jìn)模式。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具，其特征在于:花鍵軸(3)、傳動軸(4)、外筒(5)、活塞環(huán)(6)和大彈簧(9)組成液壓油壓力供應(yīng)系統(tǒng);傳動軸(4)和外筒(5)之間的液動密封，活塞環(huán)(6)與傳動軸(4)、外筒(5)之間的液動密封，使傳動軸(4)、外筒(5)和活塞環(huán)(6)之間構(gòu)成一個環(huán)形泥漿腔;傳動軸(4)上按照120°均布設(shè)計有三個泥漿通道，用于連通鉆具水眼與環(huán)形泥漿腔。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具，其特征在于:活塞(10)、過渡環(huán)(7)、花鍵軸(3)、傳動軸(4)、鎖緊銷(8)、和小彈簧(12)組成一套雙向鎖緊裝置，是機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具轉(zhuǎn)換定向鉆進(jìn)模式和穩(wěn)斜鉆進(jìn)模式的執(zhí)行機構(gòu)；當(dāng)花鍵軸(3)在過渡環(huán)(7)與傳動軸(4)之間的環(huán)形空間內(nèi)向上移動并離開鎖緊銷(8)時，活塞(10)解鎖，活塞(10)在泥漿壓力作用下可以向下移動，同時，花鍵軸(3)鎖緊，花鍵軸(3)無法向下移動;相反，當(dāng)花鍵軸(3)在過渡環(huán)(7)與傳動軸(4)之間的環(huán)形空間內(nèi)向下移動擋住鎖緊銷(8)時，活塞(10)鎖緊，活塞(10)在泥漿壓力作用下無法向下移動，但是，花鍵軸(3)解鎖，花鍵軸(3)可上下自由移動。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具，其特征在于:傳動軸(4)、外筒(5)、活塞環(huán)(6)、大彈簧(9)、柱塞(15)和液壓端殼體(17)共同構(gòu)成密閉液壓油腔室和液壓油通道。當(dāng)活塞環(huán)(6)在環(huán)形泥漿腔內(nèi)高壓泥漿作用下下行時，壓縮大彈簧(9)，給液壓油施加壓力并使其流動，繼而推動柱塞(15)伸出；在沒有高壓泥漿作用時，活塞環(huán)(6)利用彈簧彈性復(fù)位，柱塞(15)被收回。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具，其特征在于:活塞(10)、小彈簧(12)、傳動軸(4)、定向鍵(11)和液壓端殼體(I 7)組成定向(鎖緊)機構(gòu)；當(dāng)活塞(I O)在泥漿壓力作用下下行時，壓縮小彈簧(12)，定向鍵(11)嵌入液壓端殼體(17)把傳動軸(4)和液壓端殼體(17)鎖緊在一起，傳動軸(4)和液壓端殼體(I 7)之間無法相對轉(zhuǎn)動，通過傳動軸(4)即可定向擺工具面，或者說穩(wěn)斜鉆進(jìn)，機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具執(zhí)行穩(wěn)斜鉆進(jìn)模式；當(dāng)活塞(10)未下行時，傳動軸(4)和液壓端殼體(17)之間可自由轉(zhuǎn)動，機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具執(zhí)行定向鉆進(jìn)模式。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具，其特征在于:柱塞(15)、推板(16)和液壓端殼體(17)組成液壓端總成。在液壓端殼體(17)上，按照120°均布設(shè)計有三個扶正棱，其中兩個扶正棱內(nèi)安裝柱塞(15)和推板(16)，一個扶正棱內(nèi)安裝定向(鎖緊)機構(gòu)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具，其特征在于:限位警示環(huán)(13)通過立管壓力變化可以間接反映機械旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具工作模式；當(dāng)定向擺工具面或者穩(wěn)斜鉆進(jìn)模式時，活塞(10)下行接觸到限位警示環(huán)(13)，栗壓升高；當(dāng)定向鉆進(jìn)模式時，活塞(10)無法下行接觸限位警示環(huán)(13)，栗壓不變。
【文檔編號】E21B7/04GK106050144SQ201610671373
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月8日 公開號201610671373.0, CN 106050144 A, CN 106050144A, CN 201610671373, CN-A-106050144, CN106050144 A, CN106050144A, CN201610671373, CN201610671373.0
【發(fā)明人】裴緒建
【申請人】裴緒建