[发明专利]一种可在井下调整定向钻具工具面角的钻具

说明书

一种可在井下调整定向钻具工具面角的钻具，包括外管、液压部分、传扭部分和钻头部分；所述液压部分设置在外管内壁上端，且传扭部分设置在外管内壁下端；所述钻头部分与传扭部分下端连接；所述液压部分包括扇叶件、复位机构和传动机构；所述传动机构设置在外管内部上端，且传动机构外壁上设置有扇叶件和复位机构；所述复位机构和扇叶件连接；所述扇叶件设置在传动机构上，且复位机构固接外管内壁上；所述传动机构包括连接杆、限位杆、传动丝杠和上传扭轴；所述连接杆、限位杆、传动丝杠和上传扭轴依次首尾相连。本发明提高了角度调节精度和操作灵活性。

技术领域

本发明涉及一种钻具，特别是一种可在地下钻进的过程中实时调整钻进角度的钻具，属于地质勘探技术领域。

随着钻探技术的飞速发展，以及石油与天然气、地热能等地下能源资源的勘探开发需要，定向井技术逐渐发展成为油气、地质钻探中极为重要的一种技术；定向钻探相比其他常规的钻探方法具有诸多优点，其能够根据现场的施工情况及时调整钻头的钻进角度；目前国内外定向作业主要采用井下动力钻具配合弯接头，或使用弯外壳井下动力钻具；动力钻具上侧连接无磁钻具，无磁钻具内固定放置MWD等随钻测井工具实时测量并传输井斜、方位、井温、工具面角等参数；定向钻进时，一般通过调整弯接头或弯外壳动力钻具的工具面角，来实现降斜、增斜、降方位、增方位等动作，确保井眼轨迹尽量与设计方案吻合；而目前主要是通过地表的转盘或顶驱等动力设备旋转带动下部钻具旋转，再结合MWD实时反馈的工面角数据来进行井下动力钻具的工具面角调整；对于井深较浅且井斜较小的井眼，通过现有的转动全井钻具方式来调整工具面角的方式效果较好、可操作性也较强但对于深井、井斜稍大的井眼，由于钻具较长、摩阻较高且反扭力较大，通过旋转全井钻具的方式调整工具面角的方式可操作性极差，调整工具面角花费时间较长；特别是当钻井设备频繁故障需要将钻头提离井底或进尺较快接单根频繁时，需要频繁进行工具面角调整，工作量较大；同时由于钻具反扭导致调整好的工具面角在加压钻进时扭力释放工具面角发生变化，导致角度调整误差大；故需要一种结构简单，能以较高精度在井下调整定向钻具工具面角的钻具。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可在井下调整定向钻具工具面角的钻具，它可操作性强，能够更容易调整钻进角度，且调整的钻进角度精度高。

本发明所述问题是通过以下技术方案解决的：

一种可在井下调整定向钻具工具面角的钻具，包括外管、液压部分、传扭部分和钻头部分；所述液压部分设置在外管内壁上端，且传扭部分设置在外管内壁下端；所述钻头部分与传扭部分下端连接；所述液压部分包括扇叶件、复位机构和传动机构；所述传动机构设置在外管内部上端，且传动机构外壁上设置有扇叶件和复位机构；所述复位机构和扇叶件连接；所述扇叶件设置在传动机构上，且复位机构固接外管内壁上；所述传动机构包括连接杆、限位杆、传动丝杠和上传扭轴；所述连接杆、限位杆、传动丝杠和上传扭轴依次首尾相连；所述扇叶件包括叶环和叶片；所述叶环固定套接在连接杆的外壁上，且叶片周向对称设置在叶环外壁上；所述复位机构包括复位弹簧和限位丝杠螺母；所述限位丝杠螺母的外壁固接在外管内壁上；所述限位丝杠螺母和叶环之间设有复位弹簧，且复位弹簧套设在传动机构上；所述限位丝杠螺母内壁上的内螺纹与传动丝杠外壁上的外螺纹相互啮合；所述限位丝杠螺母的外沿部分在轴向方向上设置有多个通孔；所述传动丝杠外壁上设置有多个指向轴心的贯穿性通孔。

上述可在井下调整定向钻具工具面角的钻具，所述传扭部分包括导液管、下传扭轴、连接轴、轴承件、防反转机构和限位接头；所述导液管设置在下传扭轴内部的通孔内；所述轴承件的外壁与外管的内壁下端过盈配合，轴承件的内壁与下传扭轴的外壁过盈配合；所述限位接头外壁与外管内壁底端螺纹连接，且限位接头的上端面和连接轴外壁上端的台阶孔卡接配合，连接轴穿过限位接头内部的通孔；所述防反转机构的上端面连接下传扭轴的下端面，防反转机构的下端面与连接轴的上端面连接。