[发明专利]一种机械钻井导向装置

说明书

本发明提供了一种机械钻井导向装置，主要由圆柱面、开关和扇形柱面组成。在液压端旋转过程中，液压端中孔液体开关随液压端同步旋转，扇形圆管外壁扇形柱面随扇形圆管相对井眼不旋转，当液压端中孔液体开关旋转到扇形圆管外壁扇形柱面区域外时，液压端中孔液体开关打开，钻井液腔室内高压钻井液经钻井液通道进入柱塞缸，推动柱塞和推板压迫井壁，井壁反作用力推动矿藏机械导向钻井工具导向钻进，当液压端中孔液体开关旋转到扇形圆管外壁扇形柱面区域内时，液压端中孔液体开关关闭，钻井液腔室内高压钻井液无法进入柱塞缸，井壁挤压推板和柱塞收回，因此，利用机械钻井导向装置，可研制出多个扶正棱矿藏机械导向钻井工具，包括矿藏机械垂直钻井工具和矿藏机械增斜、扭方位或特定装置角导向钻井工具。

技术领域

本发明专利属于矿场钻井机械领域，具体涉及一种机械钻井导向装置，主要用于研制地质、石油和煤炭等领域多个扶正棱矿藏机械导向钻井工具，包括矿藏机械垂直钻井工具和矿藏机械增斜、扭方位或特定装置角导向钻井工具。

背景技术

钻井是发现或开采地下矿藏资源的必然途径。根据设计井眼轨迹不同，矿藏井可划分成直井、定向井(或斜井)和水平井。在定向井(或斜井)和水平井钻井过程中，为确保实钻井眼轨迹沿着设计井眼轨迹钻进，必须按照设计测斜井深或测斜间距测斜，并计算出实钻井眼空间参数。如果实钻井眼轨迹偏离设计井眼轨迹，那么，就要利用特种钻井工具(例如弯螺杆钻具，旋转导向钻井工具等)调整井眼轨迹或改变井眼空间钻进方向，使其回到设计井眼轨迹控制范围内。

以贝克休斯为例，旋转导向钻井工具主要由控制端、测量端和液压端组成。控制端包括涡轮发电系统、地面指令信号接收及反馈装置、工具面数据处理及控制集成电路等；测量端包括井眼参数测量、伽玛测量、电阻测量、井底压力及井温测量装置等；液压端周向均布设计加工三个扶正棱，均加工安装有推板、柱塞、柱塞缸、液压油通道、液压油泵、伺服电机和液压油腔室等部件。为确保旋转导向钻井工具持续高效导向钻进，控制端除通过“地面指令信号接收及反馈装置”给定工具面外，还在“工具面数据处理及控制集成电路”中设置50°-70°工具面变化范围，因此，作用在旋转导向钻井工具上井壁反作用力不是给定工具面瞬间作用力，而是持续一段时间或50°-70°范围连续作用力。

本发明专利提出了一种机械钻井导向装置，工具面变化范围不是人为设置的，而是由导向装置结构所控制的。利用导向装置揭示的工具面范围变化规律及工具面范围大小对导向效率影响，可研制出多个扶正棱矿藏机械导向钻井工具，包括矿藏机械垂直钻井工具和矿藏机械增斜、扭方位或特定装置角导向钻井工具。

发明专利内容

本发明专利属于矿场钻井机械领域，具体涉及一种机械钻井导向装置，主要用于研制地质、石油和煤炭等领域多个扶正棱矿藏机械导向钻井工具，包括矿藏机械垂直钻井工具和矿藏机械增斜、扭方位或特定装置角导向钻井工具。

本发明专利采用如下具体技术方案实现：

机械钻井导向装置主要由圆柱面、开关和扇形柱面组成。