一种水力推块控斜装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种在进行石油与天然气行业中的钻井作业时，一种水力推块控斜装置。
【背景技术】
[0002]随着钻井技术的发展，单纯的直井已经难以满足现在的要求，定向井、水平井将成为钻井的主流。而定向井、水平井钻井对井斜的控制具有一定的要求。目前使用的控斜装置如造斜台面、弯外壳马达、弯外壳等，其特征是仅能在下入钻具前进行调整，钻进时按照之前设置的参数进行钻进而无法在钻进时对造斜率等参数进行修改；如钟摆钻具组合、满眼钻具组合、垂直钻井系统等，仅能稳斜和降斜，不具备造斜的能力。而导向钻井的控斜方法则通常是在近钻头位置加装一个可控弯曲角度的螺杆钻具，在钻进时随时控制其弯曲角度，从而控制井斜。
【发明内容】
[0003]本实用新型提供一种水力推块控斜装置，该装置提供了一种不同于导向钻井加装可调弯螺杆钻具的控斜方法，并将造斜、降斜和稳斜功能集成一体。
[0004]其技术方案是:本实用新型由推块控斜筒I以及扶正器3构成，并通过钻铤2连接。利用钟摆原理，通过水力推块产生推靠力，配合扶正器使钻头获得侧向力进行造斜与降斜。
[0005]所述的推块控斜筒I由水力控斜外筒4，水力控斜内筒5，滚柱6，叶轮7，轴8，流道控制轮9，水力推块10，单片机、传感器11，刹车12构成。叶轮7与水力控斜内筒5焊接固定，流道控制轮9与叶轮7通过轴8固定连接。水力推块10与流道控制轮9相连，水力控斜内筒4与刹车12相连，刹车12与单片机11相连，单片机、传感器11和电池相连。
[0006]所述的水力推块10由子推块13和母推块14两部分嵌套组成，内有流道，流体将推动子推块从母推块中伸出。
[0007]本实用新型的有益效果是，有别于常规旋转导向装置，使用水力推块使钻杆柱偏心，从而使钻头产生侧向力进行造斜、降斜或稳斜功，装置简单、成本较低。
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型的构造图
[0009]图2是推块控斜筒半剖面构造图
[0010]图3是本实用新型的原理图
[0011]图4是本实用新型第一个实施例的示意图
[0012]图5是本实用新型第二个实施例的示意图
[0013]图6是本实用新型第三个实施例的示意图
[0014]图1中，1-推块控斜筒，2-钻铤，3-扶正器。
[0015]图2中，4-水力控斜外筒，5-水力控斜内筒，6-滚柱，7-叶轮，8-轴，9-流道控制轮，10-水力推块，11-单片机、传感器，12-刹车，13-子推块，14-母推块。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。
[0017]实施例1
[0018]一种水力推块控斜装置，如图1所示，该装置由推块控斜筒I通过钻铤2与扶正器3连接组成。
[0019]如图2所示，所述推块控斜筒I由水力控斜外筒4，水力控斜内筒5，滚柱6，叶轮7，轴8，流道控制轮9，水力推块10，单片机、传感器11，刹车12构成。叶轮7与水力控斜内筒5焊接固定，流道控制轮9与叶轮7通过轴8固定连接，三者转动的动力由水力提供，并由刹车装置11控制其转动速度。水力推块10与流道控制轮9相连，水力控斜内筒4与刹车12相连，刹车12与单片机11相连，单片机、传感器11和电池相连。在需要造斜或控斜时，传感器测得水力控斜外筒(钻具组合)的转动角速度传送给单片机11，单片机11计算得维持某一方向持续推靠所需的水力控斜内筒4转速，通过控制刹车11抱死程度以控制内筒转速。水力推块10由子推块13和母推块14两部分嵌套组成，内有流道，流体将推动子推块从母推块中伸出。
[0020]如图3所示，本实用新型利用钟摆原理，扶正器在上部使钻杆柱居中，配合扶正器通过水力推块产生推靠力，在下部使钻柱偏向井壁某侧，从而使钻头获得侧向力进行造斜或降斜
[0021]如图4所示，钻具内的钻井液推动叶轮转动，由于叶轮和水力控斜内筒焊接，叶轮与流道控制轮亦通过轴连接，从而叶轮带动水力控斜内筒、流道控制轮一同转动。当流道控制轮与某一水力推块推块的流体入口重合时，钻井液完全通过该水力推块内流道，该水力推块完全伸出，产生的推靠力最强，钻柱偏心程度最大。配合扶正器形成钟摆的钟摆力最大，按最大设计的造斜率造斜。
[0022]如图5所示，由于水力控斜外筒(钻具组合)和水力控斜内筒的自转角速度差异，当流道控制轮与水力推块流体入口部分重合，则只有一部分流体通过推块通道，推块部分伸出，推靠力较小，钻柱偏心程度较小。根据流道控制轮所处的不同的位置，本实用新型形成不同大小的钟摆力，可按造斜率要求进行造斜。
[0023]如图6所示，流道控制轮不与任一水力推块的流体入口重合，钻井液不经过水力推块，无推靠力，水力推块缩回。本实用新型此时起到扶正器的作用，可以稳斜钻进。
【主权项】
1.一种水力推块控斜装置，其基本特征在于，由推块控斜筒(I)通过钻铤(2)与扶正器(3)连接组成； 所述的推块控斜筒(I)由水力控斜外筒(4)，水力控斜内筒(5)，滚柱(6)，叶轮(7)，轴(8)，流道控制轮(9)，水力推块(10)，单片机、传感器(11)，刹车(12)构成； 所述的推块控斜筒，其中，叶轮⑵与水力控斜内筒(5)焊接固定，流道控制轮(9)与叶轮(7)通过轴(8)固定连接，水力推块(10)与流道控制轮(9)相连，水力控斜内筒(4)与刹车(12)相连，刹车(12)与单片机(11)相连，单片机、传感器(11)和电池相连。
2.根据权利要求1所述的水力推块控斜装置，其基本特征在于，所述的推块控斜筒，其中，水力推块(10)由子推块(13)和母推块(14)两部分嵌套组成，内有流道，流体将推动子推块从母推块中伸出。
【专利摘要】本实用新型设计了一种水力推块控斜装置。本装置由推块控斜筒以及扶正器构成。利用钟摆原理，通过水力作用使水力推块伸出，产生推靠力使推块控斜筒下游的钻杆柱偏心，配合扶正器使上游钻杆柱居中，从而使钻头获得侧向力进行造斜与降斜。当水力推块缩回时，本实用新型起到扶正器的作用，可以稳斜钻进。
【IPC分类】E21B7-08
【公开号】CN204476266
【申请号】CN201420766116
【发明人】黄哲, 温晓松, 翟文宝, 左明德, 苗健, 杨尧焜, 李牧, 杨帅, 李军
【申请人】中国石油大学(北京)
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2014年12月9日