[发明专利]一种井底钻具工具面锚定器及方法

说明书

本发明涉及一种井底钻具工具面锚定器及方法。其技术方案是：包括本体、活页、硬质合金齿、活塞，所述本体为中空的圆柱短节，在本体的中间位置设有三个活页，所述三个活页均匀分布，在活页上镶嵌有硬质合金齿，在三个活页的内侧分别设有活塞孔，在活塞孔内安装有活塞，在本体的上部设有母扣，下端设有公扣。本发明的有益效果是：本发明将原来作用于钻具上的反扭矩转移至井壁上，从而实现了无反扭角或反扭角很小，硬质合金齿贴紧井壁，当钻头接触到井底时，钻头旋转与井底产生反扭矩，反扭矩使螺杆钻具外壳带动本工具反转，活页硬质合金齿切入地层，将反扭矩消失在井壁上，达到了工具面锚定的目的。

技术领域

本发明涉及一种钻井工具，特别涉及一种井底钻具工具面锚定器及方法。

背景技术

在深井、大位移井的定向施工过程中，使用螺杆（或涡轮）滑动导向钻井技术钻进，最后阶段调整轨迹时，经常存在着工具面难以控制的问题。随着钻具长度的增加，钻具的整体柔性也随之增大，因而地面对井底马达工具面的控制难度也大大增加，在井斜大、水平位移大的井眼中，井壁与钻具的摩阻及摩擦扭矩大。这就造成了在实际施工中，会用大量的时间去摆工具面，每将工具面放置一个认为合适的位置时，只要（开泵循环）钻头一接触井底，工具面几乎是无约束地、无规律地向回反转，有时甚至会向回反转数圈，这导致了加压前对反扭角的大小根本无法估计。由于钻具与井壁的摩阻力也不确定，钻头与井底的反扭矩从钻杆上传不到地面来，也根本不用锁转盘来对抗井底传上来的反扭矩。只有偶然的机会工具面放置很合适的位置，而反扭矩也正好跟摩阻力矩相等时才能稳定在需要的位置（装置角合适）。这样毫无规则地，只凭偶然的机会摆正工具面，既浪费了大量的钻进时间，给施工带来了很多困难。

新研制的工具面锚定器则解决了这一生产中的实际问题，使用本工具后，在未开泵加压前工具面放在什么位置，开泵后因工具面锚定器的巴掌就抓在井壁上，加压后钻具产生的反扭矩就全部消耗在井壁上了，这样产生的反扭角很小，经过试验可以在摆放工具面时加上这个角度(甚至可以忽略不计)。由于工具面锚定器的“所见即所得”的效果使得在深井、大位移井中摆工具面变得异常轻松自如了，达到了解决深井、大位移井钻井过程中实际问题的目的，也具有很好的经济效益。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种井底钻具工具面锚定器及方法，将原来作用于钻具上的反扭矩转移至井壁上，从而实现了无反扭角或反扭角很小。

本发明提到的一种井底钻具工具面锚定器，其技术方案是：包括本体（1）、活页（2）、硬质合金齿（3）、活塞（6），所述本体（1）为中空的圆柱形短节，在本体（1）的上部设有母扣（13），下端设有公扣（14），在本体（1）的中部外壁设有均匀分布的三个活页（2），在每个活页（2）的活动端外壁上镶嵌有多个硬质合金齿（3），每个活页（2）与本体的内腔之间分别设有圆筒形的活塞孔（12），且活塞孔（12）与本体（1）内腔之间设有连接孔，在活塞孔（12）内安装有活塞（6），活塞（6）在本体（1）内腔压力的作用下向外移动，移动后的活塞与活页（2）的活动端内壁接触，并使活页（2）绕固定端旋转展开，将活动端外壁上的硬质合金齿（3）与井壁接触实现锚定。

优选的，上述活页（2）的固定端通过卡瓦（4）和螺钉（5）固定在本体（1）上，在活页（2）的活动端的一侧的本体（1）上设有定位螺丝（10），通过定位螺丝（10）限制活页（2）的活动端的最大开启角度。

优选的，上述硬质合金齿（3）在活页（2）上按逆时针的方向倾斜镶嵌。

优选的，上述活塞（6）的外侧设有活塞槽，在活塞槽内嵌入活塞环（11），在活塞（6）的中部开设有O型密封圈安装槽，在O型密封圈安装槽内安装有O型密封圈（7）和O型密封圈挡圈（8），在活塞（6）的内侧开设有Y型密封圈安装槽，在Y型密封圈安装槽内安装有Y型密封圈（9）。

优选的，上述连接孔的内径小于活塞孔（12）的内径。