[其他]可变角度弯接头

说明书

发明名称：可变角度弯接头，YBW85，本发明属于钻井工程中钻定向斜井的一种造斜工具。

钻井工程分为钻直井和定向斜井两类，在现有技术中钻定向斜井的造斜工具为固定角度弯接头，当需要改变井眼的井斜角时，必须从井眼内将钻具起出地面，按照需要的井斜角更换固定角度弯接头，再重新将钻具放入井眼。这样就增加了钻井作业的辅助时间，提高了钻井成本。

本发明经查世界专利文献1963～1985年的资料，均无可变角度弯接头。

本发明可按井眼设计的需要随时调整弯接头的弯曲角度和弯曲方位角度，提高井眼轨迹的准确性，以达到井眼设计的要求。同时容易控制钻井作业，节约了从井眼内起出和放入钻具的时间，提高钻井生产效率，降低钻井生产成本，减轻工人劳动强度。

此外本发明如与随钻测斜装置配合使用，将为定向斜井工程开辟广阔的前景。

可变角度弯接头的结构，以图为例，予以说明：

图中：1.固定上接头        2.旋转下接头        3.活塞凸轮轴        4.支撑管        5.油囊        6.润滑油路        7.上端花键        8.轴承        9.凸轮        10.驱动销        11.下端花键        12.钢球        13.球座销        14.复位弹簧        15.球栏

活塞凸轮轴〔3〕的轴线分别与固定上接头〔1〕和旋转下接头〔2〕的轴线的夹角均为α。可变角度弯接头在钻进时，由于活塞凸轮轴的两端花键〔7；11〕分别与固定上接头〔1〕和旋转下接头〔2〕的花键相连接，所以固定上接头〔1〕和旋转下接头〔2〕之间不能转动，保持可变角度弯接头的弯曲角度和弯曲方位角度固定不变。

当需要改变弯曲角度时，在井口往钻具内投入一个钢球〔12〕循环泥浆液流使钢球落到球座销〔13〕上。此时由于泥浆液流的流通面积减小，泥浆压力突然增大，推动活塞凸轮轴向下移动，当下端花键〔11〕脱开后，驱动销〔10〕使旋转下接头〔2〕转动36°之后，球座销〔13〕自动开启，钢球落入球栏〔15〕里。泥浆压力下降，复位弹簧〔14〕推回活塞凸轮轴〔3〕，旋转下接头〔2〕又被固定在新的角度位置上。重复上述过程就可以得到所需要的任意弯曲角度（在其变化的范围内）。

本发明的应用：可变角度弯接头的弯曲角度和弯曲方位角度的大小根据下述方法确定：

可变角度弯接头的弯曲角度（φ）和弯曲方位角度（β）都同时随着旋转下接头〔2〕的旋转角度（θ）的改变而变化。

可变角度弯接头的弯曲角度（φ）的计算公式为：

φ＝2arcSin（SinαSin (θ)/2 ）

式中：α＝1°或α＝1.25°。θ：为旋转下接头〔2〕的旋转角度。（θ°＜θ＜360°）

可变角度弯接头的弯曲方位角度（β）的计算公式为：

可变角度弯接头的最大弯曲角度（φmax）的弯曲方位角度为（βo），可用测斜仪直接测出。最大弯曲角度（φmax）的弯曲方向和其他任意弯曲角度的弯曲方向之间的夹角为（φ）。

夹角（φ）的计算公式为：

φ＝90°－ (θ)/2 （0°＜θ＜360°）

任意弯曲角度的弯曲方位角度（β），等于最大弯曲角度的弯曲方位角度（β₀）和该弯曲角度的弯曲方向与最大弯曲角度的弯曲方向之间的夹角（φ）的代数和。

即：β＝β₀＋φ

可变角度弯接头的旋转下接头〔2〕有十个旋转角度位置（θ），与此相对应的可变角度弯接头有六个不同的弯曲角度（φ）。弯曲角度变化范围为：当α＝1°，φ为0°至2°；当α＝1.25°时，φ为0°至2.5°。