[实用新型]一种高造斜率旋转导向钻井装置

说明书

一种高造斜率旋转导向钻井装置，包括稳定平台、液压分配单元、偏置执行单元和万向节单元；稳定平台由上、下悬挂支撑，上、下涡轮发电机、电子仓和控制轴组成；液压分配单元由上、下盘阀等液压系统组成；偏置执行单元由活塞推块、调节环总成和导向套筒组成；万向节单元由钻压传递装置和扭矩传递装置组成；本实用新型通过采用调节环总成、钻压传递装置和扭矩传递装置，分别将钻压和扭矩传递到钻头上，使钻压和扭矩分开传递，利用杠杆增力原理使钻头轴向发生偏移，给钻头提供一个推靠力，实现了很高的造斜率，最终达到导向的目的；能有效避免恶劣钻井环境的影响，减少了故障率，降低了钻井风险，延长了工具寿命。

技术领域

本实用新型专利涉及油气资源钻探领域的钻井工具，特别涉及一种高造斜率旋转导向钻井装置。

背景技术

旋转导向钻井技术代表了当今世界钻井技术发展的最高水平，主要包括地面监控系统、双向通讯系统、井下测量系统、井下控制系统及井下旋转导向工具等五部分。该技术具有钻井效率高，安全性高，井眼质量好，岩屑不易沉积摩阻小，能适应恶劣环境和复杂地质，位移延伸能力强，以及更加智能化自动化等优点，克服了滑动钻井技术的诸多缺陷。由于非常规油气资源的开发，特别是页岩气的开发，对钻井技术的要求越来越高，常规的旋转导向钻井技术对于超深井、大位移井、丛式水平井等高难度复杂定向井的高效开发具有局限性，存在着造斜能力偏低、作业成本高等问题。

目前市场上的旋转导向钻井工具根据导向方式的不同，可分为推靠式和指向式两种形式。推靠式旋转导向钻井工具的特点是能够在钻头处产生一个的推靠力，推靠力的大小与活塞面积和内外压差有关，所以推靠力大小有限；同时，由于推板伸缩频繁，工具的磨损严重。指向式旋转导向钻井工具利用偏心机构迫使心轴发生弯曲变形，使钻头翘起一定的角度。对于偏心环式的偏心机构，它在使钻头产生一定角度的同时，对心轴的偏心力大小是一定的，因此钻头处的侧向力大小也一定。并且，工具工作时，心轴处于挠曲状态，整个心轴承受较大的交变载荷，容易发生疲劳损坏，影响工具寿命。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本实用新型专利提供了一种高造斜率旋转导向钻井装置，该工具除具有常规旋转导向钻井工具的起下钻次数少、机械钻速高、钻井作业效率高、井眼轨迹控制精确等优势外，还具有造斜能力强、造斜率可控范围宽、造斜点可以较深的明显特征。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种高造斜率旋转导向钻井装置包括稳定平台单元、液压分配单元、偏置执行单元和万向节单元；

所述稳定平台单元包括控制轴7，控制轴7上依次安装有上涡轮发电机3、电子仓4和下涡轮发电机5，控制轴7安装在上悬挂主支撑22和下悬挂主支撑21上，上悬挂主支撑22和下悬挂主支撑21 固接于钻铤1上。

所述液压分配单元包括控制轴7上安装的上盘阀8和下盘阀9，上盘阀8上开有弧形状的高压孔；下盘阀9与万向轴10连接，所述万向轴10通过B螺栓19固接于钻铤1上，下盘阀9上设置有3个夹角为120度的低压孔，低压孔与活塞推块12的液压腔相通。

所述偏置执行单元包括安装在钻铤1上的调节环总成11，以及相互成120度角均布于万向轴10上的活塞推块12，所述调节环总成 11包括保护套11-1、调节环11-2、A深沟球轴承11-3、A套筒11-4、 A推力球轴承11-5，调节环11-2通过A深沟球轴承11-3和A推力球轴承11-5安装在钻铤1上，调节环11-2凹面呈球面状，调节环11-2 凹面内滑动设置有导向套筒13，所述导向套筒13内置万向节单元，导向套筒13外接钻头17。