[发明专利]一种高稳定性短半径造斜钻井工具

权利要求书

1.一种高稳定性短半径造斜钻井工具，其包括导向短节(1)、钻头(3)、自复位柔性钻杆以及扶正器(9)，其中，所述自复位柔性钻杆的后端设置有驱动接口(6)，并通过驱动接口(6)驱动于旋转驱动动力装置或钻柱，以获取旋转钻井所需的旋转钻井动力，其特征在于：所述自复位柔性钻杆的前端与所述导向短节(1)的后端固定连接，且所述自复位柔性钻杆能够向所述导向短节(1)可转向的传递钻压和扭矩，所述导向短节(1)的前端固定设置有钻头(3)；所述扶正器(9)设置于所述导向短节(1)外侧，和/或，所述扶正器(9)设置于所述自复位柔性钻杆外侧且与钻头(3)的前端之间的距离值小于3米；所述自复位柔性钻杆包括若干组弹性回复机构(7)以及若干个铰接传动短节(2)，每个所述铰接传动短节(2)内均固定有至少一个钻压扭矩偏转传递机构(22)，所述弹性回复机构(7)设于所述铰接传动短节(2)内，用于使两个相邻的所述铰接传动短节(2)恢复同轴状态；所述导向短节(1)内设置有导向执行机构(13)；所述导向执行机构至少包括液压活塞，液压活塞可以直接沿导向短节的径向推靠井壁，或，液压活塞通过抵推翼肋沿导向短节的径向向井壁施加推力。

2.根据权利要求1所述的一种高稳定性短半径造斜钻井工具，其特征在于：每两个相邻所述铰接传动短节(2)的偏转区间内均设有一组弹性回复机构(7)，或所述弹性回复机构贯穿多个所述铰接传动短节(2)并与各个所述铰接传动短节(2)间设置有支点结构(4)，使所述弹性回复机构(7)回复直线状态的回复力可以通过支点结构(4)传递到所述铰接传动短节(2)，能够使两个相邻的所述铰接传动短节(2)恢复同轴状态。

3.根据权利要求2所述的一种高稳定性短半径造斜钻井工具，其特征在于：所述铰接传动短节(2)的长度小于1 .5米；每两个相邻的所述铰接传动短节(2)之间的极限偏转角度小于8°。

4.根据权利要求2所述的一种高稳定性短半径造斜钻井工具，其特征在于：所述铰接传动短节(2)沿其轴线方向延伸有贯通结构(23)，所述贯通结构(23)内设有供钻井循环介质流通的流道(28)用于流通钻井循环介质；和/或，所述弹性回复机构(7)为弹性管 (71)用于供钻井循环介质流通，所述弹性管(71)贯穿若干个所述铰接传动短节(2)内部的所述贯通结构(23)，所述弹性管(71)与所述铰接传动短节(2)之间设置有支点结构(4)，所述弹性管(71)能够通过支点结构(4)对每个所述铰接传动短节(2)进行独立支撑，使所述弹性管(71)能够使两个相邻的所述铰接传动短节(2)恢复同轴状态。

5.根据权利要求4所述的一种高稳定性短半径造斜钻井工具，其特征在于：所述铰接传动短节(2)上设置有限位机构，所述限位机构能够限制相邻的所述铰接传动短节(2)之间的偏转角度在0°～5°。

6.根据权利要求4所述的一种高稳定性短半径造斜钻井工具，其特征在于：所述支点结构(4)设置有两个以上，其中第一支点结构(41)和第二支点结构(42)之间的区段设置为支撑段，所述支撑段的轴向长度大于15mm。

7.根据权利要求4所述的一种高稳定性短半径造斜钻井工具，其特征在于：所述弹性回复机构(7)在钻压扭矩偏转传递机构(22)偏转任意角度时，驱使钻压扭矩偏转传递机构(22)的输入端(24)和钻压扭矩偏转传递机构(22)的输出端(25)恢复同轴状态的回复力可以克服该角度下额定最大钻压下产生的径向分力。

8.根据权利要求1所述的一种高稳定性短半径造斜钻井工具，其特征在于：所述导向短节(1)内设置有测控电路(15)和电气执行器(27)。

9.根据权利要求8所述的一种高稳定性短半径造斜钻井工具，其特征在于：所述自复位柔性钻杆还包括过偏转传递机构电气线路(8)，所述过偏转传递机构电气线路(8)固定设置在所述自复位柔性钻杆的内壁上，并且所述过偏转传递机构电气线路(8)与铰接传动短节(2)同步运动，所述过偏转传递机构电气线路电连接测控电路(15)和电气执行器(27)。

10.根据权利要求7所述的一种高稳定性短半径造斜钻井工具，其特征在于：所述自复位柔性钻杆中任意两个钻压扭矩偏转传递机构(22)偏转中心之间的最小距离低于钻头(3)直径的8倍。