[实用新型]一种近钻头全旋转垂钻工具

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油钻井用的井下工具，特别是一种垂直钻井工具。

背景技术

在石油钻井过程中经常发生井眼偏抖，其危害性很大，轻者影响钻井速度，增加成本；重者使井眼报废，造成巨大的经济损失。自动垂直钻井系统则能够有效突破井斜控制的技术瓶颈，直井钻进中实现主动、适时防斜，同时又不影响钻井过程，可获得高的钻速，能够实现优质和高效的统一。

目前，国内的垂直钻井工具均属于近钻头巴掌静止推靠式，其上的巴掌伸出来进行纠斜，这种控制方法形成的井眼非连续，不光滑，非控制井段和控制井段连接处形成小台阶，轨迹平滑程度差，井身质量有待进一步提高；另外，纠斜过程是靠钻头的侧面切削为主，钻头外径磨损快，造成安全隐患，且控制机构离钻头较近，各种振动对工具影响大。

发明内容

本实用新型目的是：提供一种近钻头全旋转垂钻工具，能显著提高提高轨迹平滑程度和井身质量井眼质量，提高井斜控制精度，减少钻头外径磨损，降低安全隐患。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种近钻头全旋转垂钻工具，主要包括中心轴、非旋转套、测控仪器、偏心执行机构、钻柱、稳定器和钻头，非旋转套位于中心轴的上端外部，测控仪器和偏心执行机构位于非旋转套内，其特征是中心轴上端与钻柱连接，其另一端与稳定器连接；稳定器的另一端与钻头直接连接。

所述的偏心执行机构包含能够伸出和收回的推臂。

中心轴上端与钻柱通过螺纹连接，其另一端与稳定器通过螺纹连接；稳定器的另一端与钻头直接通过螺纹连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、提供近钻头全旋转垂直钻井工具，能显著提高提高轨迹平滑程度和井身质量井眼质量。

该工具利用执行机构实现定向偏心后，钻具组合在钻压作用下，加强偏心作用效果，同时结合杠杆原理，执行机构在钻压作用下的偏心力通过钻杆和稳定器传递给钻头。在井下工作时，中心轴、钻柱、稳定器和钻头均处于旋转状态，属于旋转推靠式。而目前的垂直钻具工具属于静止推靠式。

2、改变纠斜方式，以钻头的正面切削为主，减少钻头外径磨损，降低安全隐患。

该垂直钻具工具属于指向式纠斜工具，其纠斜力来自与钻柱重力，当钻柱在垂直钻井工具的执行机构下偏心后，其下部钻杆、稳定器和钻头的组合相当于一个简易杠杆，使钻头指向井壁某个方向，且指向力足以保证。而传统的纠斜力来自于执行机构。

3、降低粘滑振动等钻井工况对测控系统影响，提高井斜控制精度。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的近钻头全旋转垂钻工具结构示意图。

图中：1、中心轴；2、非旋转套；3、测控仪器；4、偏心执行机构；5、稳定器；6、钻头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

一种近钻头全旋转垂钻工具，是主要由中心轴1、非旋转套 2 、测控仪器 3 、偏心执行机构 4 、稳定器 5 和钻头 6 等组成，其特征是中心轴 1 上端与钻柱通过螺纹连接，其另一端与稳定器 5 通过螺纹连接；稳定器 5 的另一端与钻头 6 直接通过螺纹连接等组成。

本实用新型工作原理如下：将钻柱稳定器 5 和钻头 6 组成整体视为一杠杆。当测控仪器 3 测量到井斜达到一定值时，控制偏心执行机构 4 伸出推臂，使中心轴偏离井眼轴心，靠近高边。当钻柱偏心后上部钻柱跟随连续偏心，其钻压作用于偏心执行机构４，形成强大偏心力，此偏心力通过由稳定器 5 和钻头 6 组成的杠杆传递给钻头6，使钻头 6 具有一个指向低边的指向力，从而起到降抖的作用。在钻进过程中，钻头 6 附近的稳定器 5 均处于旋转状态，且钻头 6 与稳定器 5 直接相连，可以显著提高井眼质量和减少钻具振动。显然，本实用新型的纠斜原理属于全旋转指向式自动纠斜。

以上仅是实现本实用新型的一种实施例，基于本实用新型权利要求本原理的其它形式在本实用新型范围之内。