旋转导向钻井工具.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(10)申请公布号CNCN103527083103527083A(43)申请公布日2014.01.22(21)申请号201310519412.1(22)申请日2013.10.29(71)申请人中国石油化工集团公司地址100728北京市朝阳区朝阳门外北大街22号申请人中石化中原石油工程有限公司钻井二公司(72)发明人黄小仪(74)专利代理机构郑州睿信知识产权代理有限公司41119代理人韩天宝(51)Int.Cl.E21B7/04(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图1页附图1页(54)发明名称旋转导向钻井工具(57)摘要本发明涉及一种井下导向钻井工具，属石油工程地层钻探井下工具技术领域。本发明由不旋转外套、旋转心轴、定向控制机构组成。不旋转外套外表面安装有固定扶正器和导向滚轮，内腔安装有定向控制机构，通过钻具的旋转和上下活动，可控制导向滚轮的伸出和收缩。导向滚轮伸出时对钻头施加一个侧向推力，使井眼轨迹沿某一方向前进。滚轮伸出时支撑在井壁上，防止不旋转外套转动，但送钻时可向下移动，从而实现钻具在旋转状态下定向钻进的目的。导向滚轮收缩时，无导向功能，按常规钻具特点钻进。CN103527083ACN1035278ACN103527083A权利要求书1/1页1.一种旋转导向钻井工具，由不旋转外套（3）、旋转心轴、导向器、定向控制机构组成，不旋转外套（3）为空心管状体，上、下两端为缩径段，在不旋转外套（3）下部的外管壁上由上至下安装有导向器和固定扶正器（20）；其特征是：导向器为滚轮导向器，由导向滚轮（14）、滚轮轴承（15）、滚轮支架（16）、支架缸套（13）、导向推块（24）组成，滚轮支架（16）通过支架缸套（13）安装在不旋转外套（3）下部的外管壁上，导向滚轮（14）通过滚轮轴承（15）安装在滚轮支架（16）上，导向推块（24）焊接在滚轮支架（16）的内侧，滚轮支架（16）与支架缸套（13）之间安装有拉簧（18）。2.根据权利要求1所述的旋转导向钻井工具，其特征是：旋转心轴由上旋转心轴（26）和下旋转心轴（31）组成，上旋转心轴（26）与不旋转外套（3）缩径段之间设有密封圈（1）及滚珠（2），上旋转心轴（26）下部开有内卡槽（29），其外部通过滚珠（9）套装有环状推体（23），环状推体（23）下部为锥形推块（12），上部为挡块（10），锥形推块（12）通过弹簧（11）悬挂在挡块（10）下部；下旋转心轴（31）的中部为与上旋转心轴（26）下部内卡槽（29）相对应的插杆（30），并插接在上旋转心轴（26）下部内卡槽（29）内，下旋转心轴（31）的下部通过滚珠（32）与不旋转外套（3）相连。3.根据权利要求1或2所述的旋转导向钻井工具，其特征是：固定扶正器（20）设有环形储油腔（22），并开有与不旋转外套（3）内腔相连通的油孔（19），储油腔（22）内安装有气囊（21）；不旋转外套（3）与旋转心轴之间的环形内腔（25）及储油腔（22）充满润滑油。4.根据权利要求1或2所述的旋转导向钻井工具，其特征是：定向控制机构由承托环（4）、定位键（5）、定位挡块（6）、挡销（8）组成，承托环（4）和挡销（8）焊接在不旋转外套（3）内管壁上，定位键（5）安装在承托环（4）下部；承托盘（7）焊接在承托环（4）和挡销（8）之间对应的上旋转心轴（26）上，承托盘（7）上端面上安装有定位挡块（6）；定位键（5）、挡销（8）、导向推块（24）位于同一轴线方向上。5.根据权利要求1或2所述的旋转导向钻井工具，其特征是：下旋转心轴（31）上部为圆形管（27），插在上旋转心轴（26）内管壁中，圆形管（27）与上旋转心轴（26）内管壁之间安装有密封圈（28）；下旋转心轴（31）下部与不旋转外套（3）下部缩径段之间通过密封圈（33）密封。2CN103527083A说明书1/3页旋转导向钻井工具[0001]技术领域：本发明涉及一种井下定向钻井工具，属石油工程地层钻探井下工具技术领域。背景技术[0002]在油气井钻探中，由于受地面客观条件限制或油层分布等诸多因素的影响，需要对钻井井眼轨迹进行控制，使之沿一定方向前进，顺利钻达油气层，实现产油产气的目的，如常规定向井、水平井、分支井、多底井、三维绕障井等都需要用到定向钻井技术。[0003]滑动定向钻井技术发展到20世纪80年代末期已趋于成熟，目前，该技术在定向钻井施工中得到普遍应用。滑动定向钻井技术采用井下动力钻具螺杆或涡轮实施定向钻井，在软到中硬地层，主要采用螺杆钻具配合有线随钻测斜仪或无线随钻测斜仪实施定向作业，在硬到极硬地层，主要采用涡轮钻具配合无线随钻测斜仪实施定向作业。从现场应用情况来看，滑动定向钻井技术工艺成熟，