[发明专利]一种推靠式旋转导向工具

说明书

本发明公开了一种推靠式旋转导向工具，其技术方案是：上部接钻柱，下部接钻头，工作时，上提钻柱，芯轴向上运动，芯轴上外花键进入内花键，带动内花键一起转动，钻井液进入控制筒上端，推动控制筒向下端运动，压缩碟簧，同时定位销在导向槽内运动，控制筒与芯轴上流通口相通，钻井液进入巴掌轴下端，推动巴掌轴带动巴掌向外运动，巴掌顶住井筒内壁，工具连同钻头向反方向倾斜，实现导向。导向结束时，钻柱下放，碟簧复位，定位销在导向槽内运动，控制筒不与芯轴上流通口相通，钻井液从单向阀排出工具，弹簧复位，巴掌轴带动巴掌回到巴掌座内。本发明可提高井眼质量、降低开发成本，有效提高定向井钻进准确性以及钻井效率。

技术领域

本发明属于技术领域，具体涉及一种用于石油天然气钻探工程领域的旋转导向工具的设计。

背景技术

随着世界各油田相继进入开发后期，油藏开发难度逐渐增加，钻遇地层日益复杂，新时期面临的挑战推动着油气田开发由常规开发技术向着水平井、大位移定向井、多分支井、小井眼井等开发技术方向发展，同时新开发技术对钻井技术提出了更高的要求。传统的导向钻井技术以滑动导向技术为主，而滑动导向技术存在轴向摩阻大、钻进过程不易排屑、钻井效率低、井眼不光滑等问题。自20世纪90年代，国外各大石油公司相继推出了旋转导向钻井工具，其中以Baker-Hughes的Auto Trak系列、Schlumberger的Power Driver系列、Halliburton的Geo-Pilot系列为代表，且国外石油公司在高造斜率、井下数据监测、数据传输等方面不断改进和完善。国内对旋转导向的研发相对较晚，目前主要以推靠式旋转导向为主，工作原理是，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。因此，急需发明一种结构简单、紧凑的旋转导向钻井工具。

发明内容

本发明的目的是为了解决水平井、大位移定向井、多分支井、小井眼井钻井质量差、钻进效率低，生产成本高，井眼不光滑，轴向摩阻大的问题，提出了一种推靠式旋转导向工具。

本发明的技术方案为：一种推靠式旋转导向工具，包括上接头、O型密封圈a、端盖、筒座、轴承、套筒、内花键、筒钟、O型密封圈b、O型密封圈c、定位销、碟簧、控制筒、O型密封圈d、芯轴、螺钉、巴掌、巴掌轴、弹簧、巴掌座、单向阀盖、单向阀芯、O型密封圈e、外筒、O型密封圈f、下接头，其特征在于：由后端至前端依次为外筒、控制筒、筒钟、筒座、端盖，芯轴位于推靠式旋转导向工具内部，贯穿于整个工具，两端分别与上、下接头通过螺纹相连接；将内花键从芯轴后端装入，从芯轴前端装入轴承和套筒，再从芯轴前端装入筒座，从芯轴后端装入筒钟，筒座和筒钟通过螺纹连接，将端盖从芯轴前端装入，与筒座通过螺纹连接，将O型密封圈a装入端盖对应凹槽内，再将上接头与芯轴前端通过螺纹连接，碟簧位于控制筒与外筒之间，先将O型密封圈c、O型密封圈d、O型密封圈e装入控制筒内对应位置，再将碟簧从控制筒后端装入，将外筒从控制筒后端装入，将定位销放入外筒上对应圆孔，边旋紧边调整控制筒位置，使定位销下端陷入控制筒外壁导向槽中，将O型密封圈b装入筒钟，O型密封圈f装入外筒，将外筒、控制筒、定位销和碟簧组装而成的整体从芯轴后端装入，外筒与筒钟通过螺纹连接，弹簧位于巴掌轴与巴掌座之间，将弹簧从巴掌轴上端装入，将巴掌轴从巴掌座下端装入，再将巴掌与巴掌轴通过螺纹连接在一起，最后将巴掌沉入巴掌座上部对应方形沉孔，将弹簧、巴掌轴、巴掌和巴掌座组装而成的整体装入外筒上对应位置，并将巴掌座两翼用螺钉固定，将单向阀芯装入外筒上对应位置，再将单向阀盖装入并旋紧，最后将下接头与芯轴后端通过螺纹连接。

本发明的有益效果是：(1)控制筒外壁设计成周期性的导向槽，定位销在导向槽内运动一个周期，就实现一次轴向运动、导向以及排液，可提高钻井效率；(2)芯轴上外花键与内花键配合，工作时，芯轴带动内花键一起转动，端盖、筒座、筒钟、控制筒与外筒保持静止。

附图说明