[实用新型]一种定向钻井装置

说明书

本实用新型公开了一种定向钻井装置，包括钻井工具和地面控制器，钻井工具包括上传动轴总成、上万向轴总成、直外壳、上螺杆马达定转子、随钻测量系统、下螺杆马达定转子、下万向轴总成、弯外壳、下传动轴总成和钻头，上心轴的上部用于和钻柱、顶驱固定连接，上心轴的下部通过上万向轴总成固定连接上转子，下转子的下部通过下万向轴总成连接下心轴的上部，下心轴的下部连接钻头，上传动轴外壳通过直外壳连接上定子的上部，上定子的下部通过随钻测量系统连接下定子的上部，下定子的下部通过弯外壳连接下传动轴外壳的上部，随钻测量系统与地面控制器通讯连接，地面控制器能够控制顶驱的转速。

技术领域

本实用新型涉及石油钻井技术领域，特别是一种定向钻井装置。

背景技术

随着石油钻井工艺的发展，定向井及水平井工艺已成为开采油气藏的主要手段。但在进行定向钻井时，若使用传统的弯螺杆马达则需要保持弯螺杆马达上部的钻柱保持非旋转状态，增加了钻井过程中上部钻柱及下部钻具组合受到的摩擦力，造成“托压”现象，钻井速度受到极大的限制。若使用旋转导向工具，可以通过井下钻具上的微型电液系统实现上部钻柱旋转的同时，保持下部钻具沿着某个特定的方向进行造斜。但旋转导向工具的使用及维护成本极高，大大增加了钻井成本。公开号为CN208040307U的中国专利提供了一种简易版的纯机械式旋转导向工具，该工具在常规弯螺杆马达的上部接一反转的直外壳螺杆马达，在地面控制钻柱转速，使钻柱正转转速与直外壳螺杆马达反转转速相等，此时弯螺杆马达即可在保持上部钻柱旋转的同时，实现定向功能。但由于该方案采用了反转的螺杆马达，上下螺杆马达需要分别采用左、右旋螺杆，需要增加制作定子模芯等工序，大大增加了工具的成本，且利用人工地面控制钻杆转速的方式也降低了产品的使用性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种定向钻井装置，通过将上部螺杆倒装的方式来实现同样的定向钻井功能，大大降低了钻井工具生产成本，且通过地面控制器来保持钻井工具的稳定性，大大提高了钻井工具的定向精度。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种定向钻井装置，包括钻井工具和地面控制器，

所述钻井工具包括上传动轴总成、上万向轴总成、直外壳、上螺杆马达定转子、随钻测量系统、下螺杆马达定转子、下万向轴总成、弯外壳、下传动轴总成和钻头，

所述上传动轴总成包括上心轴和上传动轴外壳，所述上螺杆马达定转子包括上转子和上定子，所述下螺杆马达定转子包括下转子和下定子，所述下传动轴总成包括下心轴和下传动轴外壳，

所述上心轴的上部用于和钻柱、顶驱固定连接，所述上心轴的下部通过所述上万向轴总成固定连接所述上转子，所述下转子的下部通过所述下万向轴总成连接所述下心轴的上部，所述下心轴的下部连接所述钻头，

所述上传动轴外壳通过所述直外壳连接所述上定子的上部，所述上定子的下部通过所述随钻测量系统连接所述下定子的上部，所述下定子的下部通过所述弯外壳连接所述下传动轴外壳的上部，

所述随钻测量系统与所述地面控制器通讯连接，所述地面控制器能够控制所述顶驱的转速。

本实用新型的工作原理为：

顶驱可以通过下部连接的钻柱驱动上心轴转动，泥浆泵泵送的高压泥浆可以驱动上螺杆马达定转子及下螺杆马达定转子转动并输出扭矩，随钻测量系统可利用钻柱中的泥浆脉冲将工具面信息传输到地面控制器，地面控制器将预设的工具面参数及接收到的井下工具面信息进行对比，根据预设的工具面参数及井下工具面信息的差值及差值变化速度等，合理调节顶驱转速和/或泵排量，从而进行工具面的修正。

调节顶驱转速和泵排量的方式均可以实现工具面的修正，其可以同时适用，也可以在实际应用中根据实际情况选用。