专利名称：一种垂直钻井工具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油田钻井作业工具，特别是控制井斜的一种垂直钻 井工具。
背景技术：
井斜在石油钻井过程中经常发生，具有很大的危害，轻者影响钻井速度，
增加成本；重者使井身报废，造成巨大的经济损失。垂直钻井工具可以有 效控制井斜，并向地面传输井斜数据。通常垂直钻井工具是通过控制柱塞 的伸出或收缩来产生或消除从井眼高边指向井眼低边的侧向力。控制柱塞 主要是通过由液压泵提供的液压力。由于受工具尺寸和液压泵数量的限制， 选用液压泵一般是由几个小泵组合而成，每个小泵控制 一组电磁阀及柱塞 组，排量较小，提供的侧向力有限，常常不能达到很好的降斜效果。另夕卜， 井斜数据传输时，需要数据转换后再上传到地面。常用的转换器为滑环， 滑环的两个部件为接触式的，易磨损或摩擦产生火花而腐蚀，造成接触不 良；液压油若釆用绝缘油，也容易在滑环上形成油膜而使信号不连通。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种垂直钻井工具， 解决直井防斜的问题。一种垂直钻井工具，主要由脉冲发生器、密封套、接线柱、信号耦合 器、发电机、电机盒、本体、测控仪器、电磁阀、柱塞、整体液压泵、护 板、中心管等组成。密封套与电机盒为丝扣连接，电机盒下端被销钉固定 在本体上，中心管与本体上下端以轴承连接，中心管与本体间的空隙中充 满了液压油。本体周向上均布有若干个凹槽组，每个凹槽组分别由轴向从 上到下4个独立的凹槽组成，凹槽中安装有测控仪器、电磁阀、限位块、 柱塞及柱塞套。测控仪器通过本体及电机盒上的通孔分别与发电机及信号 耦合器相连。电磁阀与测控仪器通过本体上的轴向通孔相连通，电磁阀所 在的凹槽底部开有小孔连通本体与中心管间的空隙，另有一孔道连通到各 个柱塞底部及整体液压泵。测控仪器与电磁阀分别被密封盖和螺栓密封， 护板覆盖在限位块与柱塞之上，其下端卡在本体的台阶面上。整体液压泵 置于柱塞之下，本体与中心管所围成的环空中。整体液压泵通过本体与中 心管间的空隙与发电机连通。发电机置于电机盒与上部中心管之间的环空 内，发电机之上的环空内安装有轴承。本实用新型的发电机为一体式，整 体液压泵为中空一体简式，分别套装在中心管上。信号耦合器置于密封套 与电机盒之间，信号耦合器由原线圈和次线圈组成，耦合信号时，原线圈
不动，次线圏转动。接线柱置于密封套及中心管上的径向小孔、通孔中；
接线柱从中心管上的通孔延伸到流道接头的小孔通道中，最后与脉冲发生
器相连；接线柱的另一端通过密封套和连接套之间的环空与信号耦合器连 通。
本实用新型的主要优点在于本实用新型具备数据釆集传输和井斜控 制的双重功能，有利于现场井斜控制和分析。釆用整体液压泵，具有排量大，结构简单，安装方便的优点。本实用新型的发电机也采用整体式，便 于拆卸和更换。本实用新型的信号耦合器釆用线圈耦合，原线圈与次线圈 互不接触，磨耗腐蚀较小，信号稳定可靠。
图1、本实用新型结构示意图具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
如图l所述的一种垂直钻井工具，主要由脉冲发生器l、密封套3、接 线柱4、信号耦合器6、发电机7、电机盒8、本体IO、测控仪器12、电磁 阀13、柱塞15、整体液压泵17、护板18、中心管19等组成。密封套3与 电机盒8为丝扣连接，电机盒8下端被销钉固定在本体10上，中心管19 与本体10上下端以轴承9连接，中心管19与本体IO间的空隙中充满了液 压油。本体10周向上均布有若干个凹槽组，每个凹槽组分别由轴向从上到 下4个独立的凹槽组成，凹槽中安装有测控仪器12、电磁阀13、限位块14、 柱塞15及柱塞套16。测控仪器12通过本体10及电机盒8上的通孔分别与 发电机7及信号耦合器6相连。电磁阀13与测控仪器12通过本体10上的 轴向通孔相连通，电磁阀13所在的凹槽底部开有小孔连通本体10与中心 管19间的空隙，另有一孔道连通到各个柱塞15底部及整体液压泵17。测 控仪器12与电磁阀13分别被密封盖11和螺栓密封，护板18覆盖在限位 块14与柱塞15之上，其下端卡在本体IO的台阶面上。整体液压泵17置 于柱塞15之下，本体10与中心管19所围成的环空中。整体液压泵17通过本体10与中心管19间的空隙与发电机7连通。发电机7置于电机盒8 与上部中心管19之间的环空内，发电机7之上的环空内安装有轴承9。本 实用新型的发电机7为一体式，整体液压泵17为中空一体简式，分别套装 在中心管19上。信号耦合器6置于密封套3与电机盒8之间，信号耦合器 6由原线圈和次线圈组成，耦合信号时，原线圏不动，次线圏转动。接线柱 4置于密封套3及中心管19上的径向小孔、通孔中；接线柱3从中心管19 上的通孔延伸到流道接头2的小孔通道中，最后与脉冲发生器l相连；接 线柱4的另 一端通过密封套3和连接套5之间的环空与信号耦合器6连通。
本实用新型主要分为三大部分，分别是数据测量传输系统、井斜控 制系统、动力系统。本实用新型具有若干个测控仪器12,每一个测控仪器 12控制控制一个电磁阀13，并通过电磁阀13再控制一组柱塞15。
动力系统主要包括整体液压泵17、本体IO、中心管19。本体10和中 心管19间充满了液压油，当中心管19转动时本体10和电机盒8不转动。 中心管19转动， 一方面驱动整体液压泵17向电磁阀13和柱塞15供油， 另 一方面驱动发电机7给测控仪器12供电。
数据测量传输系统主要包括脉冲发生器1、接线柱3、信号耦合器6、 测控仪器12等。测控仪器12工作时测量井斜数据，数据经过本体10和电 机盒8上的通道传递给信号耦合器6，信号耦合器6接收到静止的数据后转 换为转动的信号，再经接线柱4传递到脉冲发生器1上，经由脉冲发生器l 传到地面。
井斜控制系统主要包括测控仪器12、电磁阀13、柱塞15、护板18等；某一个测控仪器12测量到井斜后，将指令通过本体10上的通道传递
给受其控制的那个电磁阀13，电磁阀13关闭，整体液压泵17向柱塞15内 憋压，推动柱塞15连同护板18 —起伸出，抵住井壁使其产生从井眼高边 指向低边的钻头侧向力，起到降斜的作用。
本实用新型实施方式为本实用新型随钻具下入井内，钻进时转盘带 动中心管19转动，驱动整体液压泵17向电磁阀13和柱塞15供油，发电 机7向测控仪器12供电。测控仪器12开始测量井斜数据，并将数据通过 信号耦合器6、接线柱4、脉冲发生器l传递到地面。另一方面，井斜高边 的测控仪器12发送指令到受其控制的电磁阀13,电磁阀13关闭，整体液 压泵17向柱塞15内憋压，推动柱塞15及护板18向外伸出，抵住井眼高 边，使钻头上产生一个从井眼高边指向井眼低边的侧斜力，起到降斜的作 用。降斜结束后，测控仪器12发出指令，电磁阀13打开，柱塞15及护板 18收缩到本体IO凹槽内，侧斜力消失，即可正常钻进。
权利要求1. 一种垂直钻井工具，主要由脉冲发生器(1)、密封套(3)、接线柱(4)、信号耦合器(6)、发电机(7)、电机盒(8)、本体(10)、测控仪器(12)、电磁阀(13)、柱塞(15)、整体液压泵(17)、护板(18)、中心管(19)等组成；密封套(3)与电机盒(8)为丝扣连接，电机盒(8)下端被销钉固定在本体(10)上，中心管(19)与本体(10)上下端以轴承(9)连接，中心管(19)与本体(10)间的空隙中充满了液压油；测控仪器(12)、电磁阀(13)、限位块(14)、柱塞(15)及柱塞套(16)置于本体(10)上的凹槽中；测控仪器(12)与电磁阀(13)通过本体(10)上的通孔连通；柱塞(15)之下，本体(10)与中心管(19)之间的环空内为整体液压泵(17)；发电机(7)置于电机盒(8)与中心管(19)之间，信号耦合器(6)置于电机盒(8)与密封套(3)之间；其特征在于接线柱(4)置于密封套(3)及中心管(19)上的径向小孔、通孔中；接线柱(4)从中心管(19)上的通孔延伸到流道接头(2)的小孔通道中，最后与脉冲发生器(1)相连；接线柱(4)的另一端通过密封套(3)和连接套(5)之间的环空与信号耦合器(6)连通；信号耦合器(6)采用双层线圈式，信号耦合器(6)与测控仪器(12)通过贯通本体(10)、电机盒(8)之间的通孔相连通；本体(10)与中心管(19)之间的液压油通道通过小孔与电磁阀(13)连通；电磁阀(13)与柱塞(15)底部由本体(10)上的孔道连接且该孔道延伸到整体液压泵(17)；整体液压泵(17)为中空一体筒式，套在中心筒(19)上。
2.根据权利要求1所述的一种垂直钻井工具，其特征在于本体(10)周 向上均布有3个凹槽组，每个凹槽组分别由轴向从上到下4个独立的凹槽 组成，凹槽中安装有测控仪器(12)、电磁阀(13)、限位块(14)、柱塞(15) 及柱塞套(16)。
专利摘要本实用新型涉及一种油田钻井工具，特别是一种垂直钻井工具。本实用新型的接线柱(4)与信号耦合器(6)及测控仪器(12)连通，可将井斜数据通过脉冲发生器(1)传到地面。信号耦合器(6)采用线圈式。整体液压泵(17)置于本体(10)与中心管(19)之间下部较大的环空内，具有较大的排量。本实用新型主要分为三大部分，分别是数据测量传输系统、井斜控制系统、动力系统。本实用新型具有若干个测控仪器(12)，每一个测控仪器(12)控制一个电磁阀(13)，并通过电磁阀(13)再控制一组柱塞(15)。
文档编号E21B7/04GK201241621SQ20082011907
公开日2009年5月20日 申请日期2008年6月19日 优先权日2008年6月19日
发明者艾才云 申请人:西部钻探克拉玛依钻井工艺研究院