一种垂直钻井自动调整装置的调整方法与流程

一种垂直钻井自动调整装置的调整方法本申请是申请号为2014104822490，申请日为2014年9月19日，发明名称为一种垂直钻井自动调整装置及调整方法，申请人为合肥工业大学的分案申请。技术领域本发明涉及钻井技术领域的垂直钻井调整装置及调整方法。

背景技术：
垂直钻井具有可减少套管层次和套管尺寸、提高机械钻速，减少钻柱事故的优势。钻井过程中影响井斜的因素很多，井斜会给钻井、完井等作业带来一系列的危害。目前，国内应用最广泛的一种降斜工具是钟摆钻具，由于其降斜机理是“钟摆效应”，因此它在大井斜下使用比在小井斜下使用效果更好。但存在的缺陷是：其工作钻压范围小，只能轻压吊打，同时，高抖构造条件下很大的地层造斜力足以抵消降斜力而保持增斜。满眼钻具组合是当前常规防斜技术的典型组合，一般由几个外径与钻头直径相近的稳定器及一些外径较大的钻铤组成。其在直井和钻遇倾斜地层中，根据自身特点能有力地控制井斜变化率。但是，由于满眼使用大的近钻头稳定器，使扭矩阻力增大，不可避免地使发生压差卡钻和钻具失效的风险增加。国内陡倾构造地区井斜问题非常普遍，能有效地应用于大型深井条件下垂直钻井的自动调整装置及检测方法迄今未见相关报导。

技术实现要素：
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种钻压调节范围大、工作可靠性强、能实现重载和高速条件下垂直钻井的垂直钻井自动调整装置及调整方法。本发明为解决技术问题采用如下技术方案：本发明垂直钻井自动调整装置的结构特点是：在井架上分别设置处在顶层的天台和套接于井架中部的二层台，导向台坐落于井口上，且位于井架的中心线上，在所述导向台和井下钻头之间的高度位置上设置一六自由度并联调整平台；在所述天台上固定设置由柴油机驱动的减速器，所述减速器的输出端设置为滚筒，在所述滚筒上缠绕有钢丝绳；井上旋转驱动机构吊装在钢丝绳上，并能在减速器的驱动下实现升降；所述井上旋转驱动机构的输出端通过螺纹连接的同轴连接器连接于钻杆的接头上，以驱动钻杆的旋转。本发明垂直钻井自动调整装置的结构特点也在于：所述六自由度并联调整平台的结构形式为，设置一具有中心通孔的动平台，在所述中心通孔中设置有滚动轴承，钻杆贯穿所述中心通孔，由所述滚动轴承支承在所述中心通孔中，并可在中心通孔中轴向移动；在所述动平台的底部、沿外圆周间隔设置有六只球铰孔；设置六只定平台，所述定平台的外侧为平板面，以所述平板面抵压于井壁实现在井壁上的支撑；设置六只冗余液压杆，各冗余液压杆在一端设置为球铰链，并以所述球铰链通过动平台底部的球铰孔与动平台铰接，所述冗余液压杆在另一端通过虎克铰链铰接在所述定平台的内侧面中心位置处；在所述动平台上固定设置为液压杆提供压力油的液压泵站。本发明垂直钻井自动调整装置的结构特点也在于：所述液压冗余杆设置为左右对称的四杆机构，所述球铰链位于所述四杆机构的一端，所述虎克铰链位于所述四杆机构的另一端，两个相同结构的液压作动器分别在两端通过销钉与球铰链和虎克铰链相连接，所述两个相同结构的液压作动器在腰部通过连杆相连接。本发明垂直钻井自动调整装置的结构特点还在于：所述液压作动器是由缸筒和与缸筒配合设置的活塞杆构成的液压杆，在所述活塞杆的杆端设置第一吊耳，以所述第一吊耳通过销钉与所述球铰链相连接；在所述缸筒的底端设置第二吊耳，以所述第二吊耳与所述虎克铰链相连接；在所述第一吊耳与缸筒之间连接有可伸缩的密封橡胶，以所述密封橡胶实现对所述活塞杆的封闭。本发明垂直钻井自动调整方法的特点是按如下步骤进行：步骤一：钻井设备工作前，首先启动液压泵站，微调冗余并联液压作动器的活塞杆的伸出量，将钻杆调节到垂直于钻井的位置；使安装在钻杆内部的倾角传感器测得钻杆的轴线与水平面成90°；步骤二：启动柴油机及...