[发明专利]导向管

说明书

本发明公开一种导向管，包括管体、芯轴、上接头及下接头，管体位于上接头与下接头之间，管体上端与上接头之间设有套设在芯轴上的测控短节，测控短节与芯轴之间设有测控仪器，管体下部设有至少三个导向块，导向块由液压系统推动沿管体径向伸出，液压系统包括动力总成、活塞总成和液压油腔，动力总成包括至少三组动力组件，活塞总成包括至少三组活塞组件，活塞组件位于相互独立的活塞腔内，液压油腔包括至少三个相互独立的子液压油腔，活塞组件由动力组件驱动，子液压油腔下端均通过液压油通道与所述导向块下部所在腔体连通。本发明的导向管，结构相对简单，制造成本和维护成本均相对较低。

技术领域

本发明涉及旋转导向钻井设备技术领域，更具体地说是一种导向管。

背景技术

随着科技的不断进步，钻井行业正迅速的发展。为了进一步提高钻进效率以及降低钻进成本，利用先进手段实现钻进过程的自动化已经成为当今钻探领域的研究重点。目前能实现智能钻进的导向工具主要有滑动导向钻井钻具和旋转导向钻井钻具两种。滑动导向钻井钻具存在井壁与钻柱间的摩擦力大，工具面难以控制等诸多缺点，尤其在水平井、深井和超深井中，缺点将表现的更为明显，已不能满足现代地下资源勘探向深井、 超深井、大位移井和水平井等特殊工艺井发展的需求，而旋转导向钻井钻具则能避免这些问题。

旋转导向钻具包括两种：推靠式旋转导向钻具和指向式旋转导向钻具，两种旋转导向钻具均包括旋转导向结构。其中，推靠式旋转导向钻具是通过其旋转导向结构中的导向块伸缩进行推靠井壁，使钻头获得所期望的偏置导向力。指向式旋转导向钻具是通过其旋转导向结构中的一套偏置机构使钻具转动轴发生偏置，从而为钻头提供一个与井眼轴线不一致的倾角，使得钻头获得所期望的偏置导向力。

然而，现有技术中指向式旋转导向钻具的旋转导向结构的结构异常复杂，这种旋转导向结构的偏置机构由一组相互嵌套的偏心圆环组成，钻具在垂直钻进和定向造斜等工况之间进行转换的过程，实质上就是偏心圆环组合方式不断改变的过程。而偏心圆环的组合方式的改变，则需要通过植入到钻具中大量的电气元件和液压元件组成的自动控制系统实现。因此，指向式旋转导向钻具的旋转导向结构的制造成本和维护成本均较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导向管，也即旋转导向钻具的旋转导向结构，其结构相对简单，制造成本和维护成本均相对较低。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种导向管，包括管体及与所述管体共轴线的芯轴，所述芯轴上端固定连接有上接头、所述芯轴下端一体连接有下接头，所述管体位于所述上接头与所述下接头之间，所述芯轴内部设有轴向贯通的中心通道，所述管体上端与所述上接头之间设有套设在所述芯轴上的测控短节，所述测控短节与所述芯轴之间设有测控仪器，所述管体下部设有至少三个围绕所述芯轴周向均匀布置的导向块，所述导向块由液压系统推动沿所述管体径向伸出。所述液压系统位于所述管体中部与所述芯轴之间，所述液压系统包括从上至下依次布置的动力总成、活塞总成和液压油腔，所述动力总成包括至少三组围绕所述芯轴周向均匀布置的动力组件，所述活塞总成包括至少三组围绕所述芯轴周向均匀布置的活塞组件，所述活塞组件位于相互独立的活塞腔内，所述液压油腔包括至少三个围绕所述芯轴周向均匀布置且相互独立的子液压油腔，所述动力组件、所述活塞组件与所述子液压油腔三者的数量相对应且位置相对应，所述活塞组件由所述动力组件驱动沿平行于所述芯轴的轴线方向移动，所述子液压油腔上端均与所述活塞腔下端连通，所述子液压油腔下端均通过液压油通道与所述导向块下部所在腔体连通，所述液压油通道平行于所述芯轴的轴线。

所述动力组件包括电机和由电机驱动的滚珠丝杠，所述电机位于所述滚珠丝杠的上方，所述滚珠丝杠包括螺杆和螺母，所述螺杆平行于所述芯轴的轴线。

所述电机通过联轴器与所述螺杆上端传动连接。

所述活塞组件包括上活塞、下活塞和固定在所述上活塞、下活塞之间的活塞杆，所述上活塞和下活塞均沿所述管体径向布置，所述活塞杆平行于所述芯轴的轴线。