[发明专利]一种高稳定性短半径造斜钻井工具

说明书

本发明公开了一种高稳定性短半径造斜钻井工具，其包括钻头、导向短节以及自复位柔性钻杆，其中，所述自复位柔性钻杆的尾端设置有驱动接口，并通过驱动接口驱动于旋转驱动动力装置，以获取短半径旋转定向钻井的旋转钻井动力，所述自复位柔性钻杆的前端与所述导向短节的后端固定连接，且所述自复位柔性钻杆能够向所述导向短节可转向的传递钻压和扭矩，所述导向短节的前端固定设置有钻头。本发明装置可以实现钻压扭矩的刚性传递，同时可轻易实现高柔性的弯曲，可使导向工具以极低的导向力实现导向，以提高短半径定向钻井技术对薄层的开发、剩余油挖潜、多层油气合采、煤层气开发以及其他种类矿物的开发的工程可行性和实用价值。

技术领域

本发明涉及钻井及钻孔领域，具体是一种高稳定性短半径造斜钻井工具。

背景技术

短半径定向钻井技术对多层的油气田开发、薄层的开发、剩余油挖潜、煤层气开发以及其他种类矿物的开发具有工程可行性和实用价值。

部分学者认为，应将曲率半径在30°～90°/30m的定向井定义为中短半径定向井，将曲率半径在90°～300°/30m的定向井定义为短半径定向井，将曲率半径大于300°/30m以上的定向井定义为超短半径定向井。

目前，在钻井过程中，经常发生井眼曲率太小，导致造斜段太长，处于转弯状态的井段会产生大量的无效进尺，经济效益差且增加了施工井段的作业难度。

发明内容

为此，本发明提出一种高稳定性短半径造斜钻井工具以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种高稳定性短半径造斜钻井工具，其包括导向短节、钻头以及自复位柔性钻杆、至少一个扶正器，其中，所述自复位柔性钻杆的后端设置有驱动接口，并通过驱动接口驱动于旋转驱动动力装置或任意钻柱驱动，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包含若干铰接传动短节，所述自复位柔性钻杆的前端与所述导向短节的后端固定连接，且所述自复位柔性钻杆能够向所述导向短节可转向的传递钻压和扭矩，所述导向短节的前端固定设置有钻头，所述扶正器设置于所述导向短节外侧和/或所述自复位柔性钻杆外侧，所述扶正器设置位置距离钻头前端距离小于3米。

进一步，作为优选，所述自复位柔性钻杆包括由至少一组弹性回复机构以及多个铰接传动短节，每个所述铰接传动短节内均固定有至少一个钻压扭矩偏转传递机构，且所述钻压扭矩偏转传递机构具有输入端和输出端，一所述铰接传动短节上的输出端与相邻的铰接传动短节上的输入端相连接。所述铰接传动短节内部设置有贯通结构，用于形成供钻井循环介质流动的流道或用于穿设供钻井循环介质流动的流道。

进一步，作为优选，当所述弹性回复机构为贯通弹性管或贯通弹性杆时，所述每个铰接传动短节与所述弹性回复机构之间设置有支点结构，所述弹性回复机构能够对所述铰接传动短节进行独立支撑；

或，当所述弹性回复机构为弹性杆、弹性板或弹簧等弹性构件时，所述自复位柔性钻杆包括若干组弹性回复机构以及若干个铰接传动短节，每相邻两个所述铰接传动短节的偏转区间内均设有一组弹性回复机构，所述弹性回复机构一端与相邻两个所述铰接传动短节之一固定连接或同轴连接，所述弹性回复机构的另一端与相邻两个所述铰接传动短节中的另外一个径向限位连接，能够使所述相临的两个所述铰接传动短节在发生偏转时能产生恢复同轴状态的回复力；

所述钻压扭矩偏转传递机构可以是万向节。需要说明的是，在任意所述铰接传动短节中连接钻头方向的一端为输出端，另一端为输入端，所述输入端和输出端仅指示旋转钻井动力的传递方向，不特只具体结构。本发明所述的万向节的优选为刚性万向节，即可在不产生弯矩条件下实现变角度传递旋转动力的万向节。

位于左侧第一个所述铰接传动短节的输出端与所述导向短节的输入端同轴固定连接。用于充分利用所述弹性回复机构保持导向短节与邻近的若干铰接传动短节之间的同轴关系。