一种水力推靠钻头指向式导向钻井工具.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109083593A(43)申请公布日2018.12.25(21)申请号201810909993.2(22)申请日2018.08.10(71)申请人西安石油大学地址710065陕西省西安市电子二路东段18号(72)发明人汪跃龙霍爱清程为彬(74)专利代理机构西安智大知识产权代理事务所61215代理人何会侠(51)Int.Cl.E21B7/04(2006.01)E21B7/06(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种水力推靠钻头指向式导向钻井工具(57)摘要一种水力推靠钻头指向式导向工具，包括钻铤，钻铤内设置有涡轮致稳测控短节和指向式工具短节；使用时，驱动涡轮电机改变作用力矩，使得稳定平台控制主轴连接的上盘阀稳定或运动，当过流水眼与上盘阀的导流孔联通时，钻井液流入过流水眼通道，而后冲击水力推靠杯筒，形成射流冲击力，使得偏心控制轴产生偏转，从而形成导向力；本发明具有能够实现高造斜率旋转导向的优点。CN109083593ACN109083593A权利要求书1/1页1.一种水力推靠钻头指向式导向工具，包括钻铤(13)，其特征在于，钻铤(13)内设置有涡轮致稳测控短节和指向式工具短节；所述的涡轮致稳测控短节包括测控电子舱(1)，测控电子舱(1)通过上支撑轴承(17)和下支撑轴承(18)固定在钻铤(13)内，测控电子舱(1)通过控制主轴连接涡轮电机(3)和平台主轴(4)，涡轮电机(3)的输出轴通过平台主轴(4)连接上盘阀(5)，上盘阀(5)上设置有导流孔，上盘阀(5)一侧设置有配套的钻井液节流分配器(6)，钻井液节流分配器(6)上设置有多个均匀分布的导流孔；钻井液节流分配器(6)一侧的中间连接水力推靠杯筒(7)；所述的指向式工具短节包括偏心控制轴(9)，水力推靠杯筒(7)连通偏心控制轴(9)，偏心控制轴(9)上设置有侧向过流孔(8)，偏心控制轴(9)通过万向节(10)固定在钻铤(13)内，偏心控制轴(9)端部连接钻头(12)。2.根据权利要求1所述的一种水力推靠钻头指向式导向工具，其特征在于，所述的测控电子舱(1)通过控制主轴连接力矩涡轮(2)。3.根据权利要求1所述的一种水力推靠钻头指向式导向工具，其特征在于，所述的上盘阀(5)上的导流孔为月牙状。4.根据权利要求1所述的一种水力推靠钻头指向式导向工具，其特征在于，所述的水力推靠杯筒(7)呈圆杯形筒状。5.根据权利要求1所述的一种水力推靠钻头指向式导向工具，其特征在于，所述的偏心控制轴(9)穿过柔性变径接头(11)，偏心控制轴(9)通过内螺纹(14)连接柔性变径接头(11)，柔性变径接头(11)通过外螺纹(15)连接钻铤(13)内层，偏心控制轴(9)通过螺纹(16)连接钻头(12)。6.根据权利要求1所述的一种水力推靠钻头指向式导向工具，其特征在于，所述的钻铤(13)的上端设置有扶正器。2CN109083593A说明书1/3页一种水力推靠钻头指向式导向钻井工具技术领域[0001]本发明属于石油钻井工程领域，具体涉及一种水力推靠钻头指向式导向工具。背景技术[0002]为了满足油气资源勘探开发特别是海洋油气资源开发，以及油田后期的复杂油气藏中钻超深井、高难定向井、丛式井、水平井、大位移井、分支井及三维复杂结构井等特殊工艺井的开发要求，同时也满足闭环自动钻井发展的需要，迫切需要一种高造斜率的旋转导向钻井工具。[0003]旋转导向钻井技术不仅可以解决钻井过程中大位移井等类复杂结构井面临的钻井技术方面的难题，降低开发成本，还可以实现增大石油产量的目的。旋转导向钻井技术是展现一个国家或集团的钻井工程自动化技术水平高低的重要依据之一。[0004]旋转导向钻井工具是旋转导向钻井系统的核心，按其工作方式划分主要有四种：静态推靠式、静态指向式、动态推靠式与动态指向式四类。推靠式旋转导向钻井工具钻头的侧向力大，造斜率高，但旋转导向钻出的井眼狗腿大，轨迹波动大，不平滑。指向式旋转导向井下工具钻头的侧向力较小，造斜率较低，但旋转导向钻出的井眼狗腿小，轨迹平缓。从应用情况来看，指向式是旋转导向钻井系统的发展趋势。目前而言，国外较为成熟的旋转导向钻井工具主要以BakerHughes的AutoTrack系列、Schlumberger公司的PowerDrive系列、Halliburton公司的Geo-Pilot系列最具代表性。贝克休斯公司的AutoTrack是典型的推靠式工具，其“驱动轴-不旋转套”结构通过控制不旋转外套上推力块作用于井壁的合力大小及方向进行导向作业(参照专利文献W02008101020A、US2013256034A等)。而典型的钻头指向式旋转导向工具如哈里伯顿公司的Geo-Pilot(参照专利文献