可调偏旋转钻井装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种钻井工程装置，特别涉及一种可调偏旋转钻井装置，其技术方案是：包括旋转钻柱、钻头、活塞缸、导向棱块、控制器、旋转换向阀，旋转钻杆的两端为旋转连接头，旋转钻柱的末端连接钻头，旋转钻杆的直径小于旋转连接头的直径，控制器、旋转换向阀置于旋转钻柱的中间，旋转钻杆的外部设有活塞缸，所述的活塞缸上设有凹槽，凹槽内部设有导向棱块，旋转钻杆的中间设有静止导向控制阀；本实用新型的有益效果是：该装置造成井下钻具的横向冲击与振动，扩大了稳定器的径向调整范围，直径在调节范围内可任意调节，从而加强了井斜的控制能力，降低了对调整稳定器所需的压力要求，从而不影响钻井参数的优选。
【专利说明】可调偏旋转钻井装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种钻井工程装置，特别涉及一种可调偏旋转钻井装置。
【背景技术】
[0002]定向钻井技术经历了三个改造过程:①利用造斜器(斜向器)定向钻井利用井下马达配合弯接头定向钻井(造斜率是弯接头弯角、井下马达刚度和地层岩石硬度的函数)；③利用导向马达(弯壳体井下马达)定向钻井(弯角点离钻头的距离近得多，因此产生的造斜率大)。目前这三种定向钻井工具在世界各地被广泛使用，并促进了定向钻井技术的快速发展，使得今天人们能够应用斜井、丛式井、水平井技术开发油田。随着石油工业的发展，为了获得更好的经济效益，需要开发深井、超深井、大位移井和长距离水平井，而且常常要在更复杂的地层，如高陡构造带钻井。这些都对定向钻井工具提出了更高的要求。目前以井下马达为主的定向钻井工具已不能满足现代钻井技术的要求，主要存在以下缺点和不足。
(I)利用井下马达导向时是滑动钻进，钻柱弯曲比旋转钻进时严重，井壁与钻柱间的轴向摩擦力大，使钻压很难加在钻头上。在大延伸井和水平井中这一情况更严重，在极端情况下会造成钻柱屈服，因此它限制了水平井和大斜度井的深度。(2)在地面对井下马达进行扭方位操作时，旋转摩擦、钻头扭矩、钻杆的扭转弹性变形等都妨碍了工具面的控制，从而影响井下马达在大斜度井和水平井中的使用。(3)在导向钻进时，钻柱的扭转弹性变形会引起工具面角不稳定，从而导致井眼轨迹扭曲，进一步加大钻柱受到的摩擦力，同样限制了钻井深度。(4)与旋 转钻进相比，滑动钻井时岩屑排出困难，限制了钻速和可钻深度。(5)与旋转钻进相比，滑动钻进钻速较低。井下马达转速较高，降低了钻头和井下马达的使用寿命，也增加了起下钻的次数。(6)使用井下马达钻井容易引起卡钻。(7)滑动钻进与旋转钻进频繁转换会引起较大的井眼狗腿度，且随井斜曲率的增加而增加。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种可调偏旋转钻井
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[0004]其技术方案是:包括旋转钻柱、钻头、活塞缸、导向棱块、控制器、旋转换向阀，旋转钻杆的两端为旋转连接头，旋转钻柱的末端连接钻头，旋转钻杆的直径小于旋转连接头的直径，控制器、旋转换向阀置于旋转钻柱的中间，旋转钻杆的外部设有活塞缸，所述的活塞缸上设有凹槽，凹槽内部设有导向棱块，旋转钻杆的中间设有静止导向控制阀。
[0005]上述的钻头包括本体，本体的底部安装有切削齿，所述的钻头为多个凸出的螺旋式结构，在每个凸出的螺旋式结构上安装有至少一排滚珠。
[0006]本实用新型的有益效果是:该装置造成井下钻具的横向冲击与振动，扩大了稳定器的径向调整范围，直径在调节范围内可任意调节，从而加强了井斜的控制能力，降低了对调整稳定器所需的压力要求，从而不影响钻井参数的优选。【专利附图】
【附图说明】
[0007]附图1是本实用新型的结构示意图；
[0008]附图2是旋转钻杆的横剖面结构示意图；
[0009]附图3是钻头的结构示意图；
[0010]上图中:旋转钻柱1、钻头2、活塞缸3、导向棱块4、控制器5、旋转换向阀6、旋转钻杆1.1、旋转连接头1.2、螺旋式结构2.2、滚珠2.3、本体2.1、切削齿2.4。
【具体实施方式】
[0011]结合附图1-3，对本实用新型作进一步的描述:
[0012]本实用新型包括旋转钻柱1、钻头2、活塞缸3、导向棱块4、控制器5、旋转换向阀6，旋转钻杆1.1的两端为旋转连接头1.2，旋转钻柱I的末端连接钻头2，旋转钻杆1.1的直径小于旋转连接头1.2的直径，控制器5、旋转换向阀6置于旋转钻柱I的中间，旋转钻杆1.1的外部设有活塞缸3，所述的活塞缸3上设有凹槽，凹槽内部设有导向棱块4，旋转钻杆1.1的中间设有静止导向控制阀7。
[0013]其中的钻头2包括本体2.1，本体2.1的底部安装有切削齿2.4，所述的钻头2为多个凸出的螺旋式结构2.2，在每个凸出的螺旋式结构2.2上安装有至少一排滚珠2.3。
[0014]工作时，3个导向棱块随钻柱一起旋转，当需要在某个方向导向时，每转I周每个导向棱块都要在该方向上伸出I次，顶向井壁产生导向力，转离该方向后，棱块自动缩回，它的控制器、旋转换向阀都置于钻柱中间，可以保持相对静止，旋转换向阀可以旋转到任意方向再保持静止，从而使导向棱块只有在旋转到某一方向时，钻井液才驱动导向棱块伸出达到控制井眼轨迹方向的目的，在钻直井时，旋转控制阀会随钻柱一起旋转，故导向棱块产生的导向力是不断变化的，实现斜井的钻进。该装置造成井下钻具的横向冲击与振动，扩大了稳定器的径向调整范围，直径在调节范围内可任意调节，从而加强了井斜的控制能力，降低了对调整稳定器所需的压力要求，从而不影响钻井参数的优选。
[0015]可调偏旋转钻井装置具有在旋转钻进时连续导向的能力，可以提高井眼的清洁度和机械钻速，减少压差卡钻；导向时也可选用PDC钻头；还具有井眼轨迹自动控制的能力，从而提高井眼轨迹的光滑度，降低扭矩和摩阻，也就相应地增加了水平井的延伸长度。
【权利要求】
1.一种可调偏旋转钻井装置，其特征是:包括旋转钻柱、钻头、活塞缸、导向棱块、控制器、旋转换向阀，旋转钻杆的两端为旋转连接头，旋转钻柱的末端连接钻头，旋转钻杆的直径小于旋转连接头的直径，控制器、旋转换向阀置于旋转钻柱的中间，旋转钻杆的外部设有活塞缸，所述的活塞缸上设有凹槽，凹槽内部设有导向棱块，旋转钻杆的中间设有静止导向控制阀。
2.根据权利要求1所述的可调偏旋转钻井装置，其特征是:所述的钻头包括本体，本体的底部安装有切削齿，所述的钻头为多个凸出的螺旋式结构，在每个凸出的螺旋式结构上安装有至少一排滚珠。
【文档编号】E21B10/43GK203822156SQ201420244178
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月14日 优先权日:2014年5月14日
【发明者】冯胜华, 赵芳, 赵龙 申请人:冯胜华