[发明专利]歪头旋转导向工具

说明书

本发明涉及石油、天然气等钻探领域的钻井工具，是一种歪头旋转导向工具。技术问题：现有旋转导向钻井工具结构复杂，内部空腔多，不紧凑。技术方案：旋转导向工具靠近钻头的一端偏离钻柱轴线，使钻头偏向一侧井壁。技术特征：包括，芯轴，万向节，外筒，基座；基座固定连接钻柱；基座连接万向节，万向节连接芯轴，芯轴固定连接钻头；外筒后端可旋转的套接基座，外筒前端可旋转的套接芯轴；所述歪头旋转导向工具的前端向一侧倾斜。有益效果：前端向一侧倾斜，外筒与井壁横向静止，可导致钻头也向一侧井壁倾斜，从而加大了钻头的单边切削，实现造斜效果；本方案结构紧凑、内部空腔少，有益于降低材料要求，提高工作寿命。

技术领域

本发明涉及石油、天然气等钻探领域的钻井工具，是一种歪头旋转导向工具。

背景技术

现有技术中，旋转导向钻井工具主要有推靠式和指向式两种。其中，推靠式旋转导向钻井工具是在工具外周均匀设置三个可伸缩翼肋,三个翼肋可选择的推靠设定方向的井壁，导致钻头偏移，从而加大了钻头的单边切削，实现对钻头钻进方向的控制，达到导向的目的；然而，导向钻井工具的体积尤其是半径大小是受限的，设置三个可伸缩翼肋使其构造复杂，而且内部空腔大，对材料要求高。

指向式旋转导向钻井工具通过一个内置的偏置机构可为钻头提供一个与井眼轴线不一致的倾角，进而产生导向作用。然而，该工具结构复杂，活动部件多，内部空腔大，结构不够紧凑。

发明一种结构简单，内部空腔少，结构紧凑的旋转导向钻井工具，是时之所需。

发明内容

本发明针对的技术问题是：现有旋转导向钻井工具结构复杂，内部空腔多，不紧凑。

本发明采用的技术方案是：使旋转导向工具靠近钻头的一端偏离钻柱轴线，可设定的使钻头偏向一侧井壁，从而加大钻头的单边切削，以实现导向目的。

本发明包括的技术特征有：歪头旋转导向工具，包括，芯轴，万向节，外筒，基座。

基座后端固定连接钻柱，用于将所述歪头旋转导向工具连接在钻柱上；基座前端连接万向节，万向节连接芯轴，芯轴前端固定连接钻头，用于将钻柱旋转产生的扭矩传递到钻头，实现对岩层的切削。万向节在基座与芯轴之间的位置改变了传动轴线方向，实现了基座与芯轴之间的变角度动力传递。

外筒后端可旋转的套接在基座上，外筒前端可旋转的套接在芯轴上；用于包裹所述歪头旋转导向工具内部组件，外筒可通过摩擦以相对井壁横向静止（相对井壁不转动），为芯轴转动提供支承。

其特征在于：所述歪头旋转导向工具的前端向一侧倾斜；导致钻头也向一侧井壁倾斜，从而加大了钻头的单边切削，实现造斜效果。

本申请中，所述前端是指靠近钻头的一端；所述后端，与前端对应，是指靠近钻柱的一端。本申请中，设定一词是指事先设置、确定。

进一步，所述歪头旋转导向工具还包括驱动机构；驱动机构设置于外筒与基座之间，可受控驱动外筒与基座相对转动。在定向钻进过程中，歪头旋转导向工具可能偏离设定的偏置方向，通过驱动外筒与基座相对转动，可维持歪头旋转导向工具始终指向设定的偏置方向。

进一步，所述歪头旋转导向工具还包括锁紧机构，锁紧机构设置于外筒与基座之间，可把基座与外筒锁紧在一起，用于稳斜钻进。

进一步，锁紧机构可以是摩擦型锁紧机构； 摩擦型锁紧机构包括腔体、推力机构、摩擦块、摩擦面；推力机构可在腔体内来回移动，推动摩擦块挤压或脱离摩擦面，用于实现锁紧或解锁状态。

进一步，锁紧机构也可以是卡合型锁紧机构，卡合型锁紧机构包括腔体、推力机构、活动卡舌、卡槽；推力机构可在腔体内来回移动，推动活动卡舌插入或拔出卡槽，用于实现锁紧或解锁状态。

进一步，所述歪头旋转导向工具倾斜的起始位置在外筒内，万向节穿过歪头旋转导向工具倾斜的起始位置，用于为万向节、芯轴的转动提供适当的内部空间。