[发明专利]短半径可控轨迹钻井工具

权利要求书

1.一种短半径可控轨迹钻井工具，其特征在于，所述短半径可控轨迹钻井工具包括：

钻头；

可控柔性钻压扭矩传递管柱，其包括偏置杠杆、电器执行器和多个承载短节，所述偏置杠杆的下端与所述钻头固定连接，相邻两所述承载短节之间通过钻压扭矩偏转传递机构相铰接，位于最下方的所述承载短节为承载本体，所述承载本体上设有偏转导向机构，所述偏置杠杆的下部通过可控钻压扭矩偏转传递机构与所述承载本体的下部相铰接，且所述偏置杠杆与所述承载本体之间形成有活动间隙，所述偏转导向机构设于所述活动间隙内并位于所述可控钻压扭矩偏转传递机构的上方，所述偏转导向机构能驱动所述偏置杠杆以所述可控钻压扭矩偏转传递机构为中心摆动和/或绕所述承载本体的轴线转动。

2.根据权利要求1所述的短半径可控轨迹钻井工具，其特征在于，

所述可控柔性钻压扭矩传递管柱还包含第一扶正结构和第二扶正结构，所述第一扶正结构设置于所述偏转导向机构和所述钻头之间并位于所述承载本体的外侧，或者，所述第一扶正结构设置于所述偏转导向机构和所述钻头之间并位于所述偏置杠杆的外侧；所述第二扶正结构设置于所述承载本体的上方的首个所述钻压扭矩偏转传递机构的附近。

3.根据权利要求1所述的短半径可控轨迹钻井工具，其特征在于，

所述偏置杠杆的上力臂长度大于所述可控钻压扭矩偏转传递机构至其上方邻近的所述钻压扭矩偏转传递机构之间间距的30％；

所述偏置杠杆的下力臂长度小于所述可控钻压扭矩偏转传递机构至其上方邻近的所述钻压扭矩偏转传递机构之间间距的50％。

4.根据权利要求3所述的短半径可控轨迹钻井工具，其特征在于，

所述偏转导向机构与所述钻头的下端之间的距离大于所述钻头的下端至所述偏转导向机构的上方邻近的所述钻压扭矩偏转传递机构之间的距离的50％。

5.根据权利要求1所述的短半径可控轨迹钻井工具，其特征在于，

所述偏置杠杆插设于所述承载本体的内部，所述偏转导向机构为偏心环，所述承载本体上设有驱动电机，所述驱动电机环套于所述偏置杠杆的外侧，所述偏心环设置于所述驱动电机的上方并与所述驱动电机的转子输出端连接，所述驱动电机能驱动所述偏心环转动，所述偏心环与所述偏置杠杆间设置有轴承，所述偏心环的转动能驱动所述偏置杠杆以所述可控钻压扭矩偏转传递机构为中心摆动和/或绕所述承载本体的轴线转动。

6.根据权利要求1所述的短半径可控轨迹钻井工具，其特征在于，

所述偏置杠杆插设于所述承载本体的内部，所述承载本体上设有包括电磁阀，所述偏转导向机构包括至少三组沿所述承载本体的径向间隔设置的驱动液压缸，所述驱动液压缸包括连接于所述承载本体的侧壁上的缸筒和设置于所述缸筒内的驱动活塞，所述电磁阀能周期性的驱动所述驱动活塞沿所述承载本体的径向移动，所述驱动活塞的移动能驱动所述偏置杠杆以所述可控钻压扭矩偏转传递机构为中心转动。

7.根据权利要求1所述的短半径可控轨迹钻井工具，其特征在于，

所述偏置杠杆为铰接套筒，所述偏转导向机构连接于所述承载本体的侧壁上，所述偏转导向机构包括至少三组沿所述承载本体的径向间隔设置的驱动液压缸，所述驱动液压缸包括连接于所述承载本体的侧壁上的缸筒和设置于所述缸筒内的驱动活塞，所述驱动活塞能与所述铰接套筒的内壁相互抵接，所述承载本体内部设有流道，所述承载本体上还设有电器执行器，所述电器执行器包括转阀驱动电机和转阀，所述转阀包括转阀阀盘和转阀阀座，所述转阀阀座与所述驱动液压缸相连通，所述转阀驱动电机能驱动所述转阀将所述流道与所述驱动液压缸周期性连通。

8.根据权利要求1、5或7所述的短半径可控轨迹钻井工具，其特征在于，

所述短半径可控轨迹钻井工具中还包括用于测量重力工具面角或磁工具面角的姿态测量传感器。

9.根据权利要求1所述的短半径可控轨迹钻井工具，其特征在于，

所述可控钻压扭矩偏转传递机构的偏转角度为0°～15°。