一种井下驱动小直径钻柱的制作方法

本发明涉及钻井，具体是一种井下驱动小直径钻柱。

背景技术：

1、在定向井钻井施工中，钻头的旋转动力主要依靠涡轮钻具和螺杆钻具提供。其中，钻柱为滑动钻进，钻头为旋转钻进，其整体钻进效率一般。

2、因此，有必要提供一种井下驱动小直径钻柱，以解决上述背景技术中提出的问题。

技术实现思路

1、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种井下驱动小直径钻柱，包括侧钻管柱、导引结构和驱动管柱；所述侧钻管柱为能够实现定向钻井的柔性钻柱，其为至少包括柔性钻杆、钻头在内的一套完整钻井管柱，所述导引结构连接于所述驱动管柱下方且一同入井，侧钻管柱由导引结构和驱动管柱内部进入地层；

2、所述驱动管柱底部设置有动力装置，动力装置与所述侧钻管柱之间设置有传动装置，所述动力装置能通过所述传动装置为所述侧钻管柱提供旋转动力。

3、进一步，作为优选，所述导引结构内部设有导引通道，所述驱动管柱内部设有贯通通道，所述导引通道和贯通通道相互贯通，所述侧钻管柱整体外径与所述贯通通道及导引通道相匹配，使其能够顺利通过导引结构和驱动管柱，沿主井眼侧钻延伸钻进。

4、进一步，作为优选，所述导引结构为斜向器，所述导引结构在作业过程中随驱动管柱一同入井，用于引导侧钻管柱实现侧钻作业。

5、进一步，作为优选，所述驱动管柱的动力来源为液压能或电能中任何一种，所述驱动管柱至少包括动力端和输出端，所述输出端为刚性传动装置或结构，或是由螺纹连接的若干刚性短节组合，或由铰接连接的若干刚性短节组合，其能够通过扭矩传递机构将旋转动力传递给所述侧钻管柱。

6、进一步，作为优选，当所述动力装置采用液压能驱动时，所述动力装置为井下马达，所述驱动管柱还包括驱动流道，液压流体通过所述驱动流道可驱动动力端旋转，并由输出端通过扭矩传递机构输出扭矩带动侧钻管柱旋转做功。

7、进一步，作为优选，所述井下马达为涡轮马达所述驱动管柱还包括径向流道，所述径向流道可设置于动力端和输出端之间，或者设置于输出端下方，用于连通所述驱动流道与主井眼环空，当流体经过动力端完成驱动做功之后，可沿所述径向流道进入主井眼环空返回地面，构成驱动循环。

8、进一步，作为优选，所述侧钻管柱设有内部循环通道，侧钻管柱钻井介质由地面直接进入侧钻管柱的内部循环通道直至钻头水眼，再由侧钻井眼进入主井眼返回地面完成循环。

9、进一步，作为优选，所述驱动管柱和所述侧钻管柱之间至少设有一组扭矩传递机构，所述扭矩传递机构包括驱动端扭矩传递机构和钻柱端扭矩传递机构；其中，所述驱动端扭矩传递机构贯穿于输出端，所述钻柱端扭矩传递机构设置位置与钻头之间的距离大于分支井眼的设计深度且小于输出端的整体长度。

10、进一步，作为优选，侧钻管柱破岩方式为机械破岩为主水力破岩为辅的方式或者是水力破岩为主机械破岩为辅的方式，其送钻方式为水力自驱动方式、机械加压、水力加压中的一种或多种。

11、进一步，作为优选，所述柔性钻杆为高弹性金属钻杆、铰接式钻杆，或是由多个扭矩传递短节串接而成的钻杆。

12、与现有技术相比，本发明提供了一种井下驱动小直径钻柱，具备以下有益效果：

13、本发明实施例中，利用驱动管柱和导引结构能够引导侧钻管柱顺利进入地层，并且，驱动管柱可为所述侧钻管柱提供旋转动力，其中，通过扭矩传递机构能够很好的传递扭矩，进而使得驱动管柱可为所述侧钻管柱提供机械能量进行破岩，同时辅以水力能量进行破岩或者施加钻压，提高整体的钻进效率。

技术特征：

1.一种井下驱动小直径钻柱，其特征在于：包括侧钻管柱(1)、导引结构(2)和驱动管柱(3)；所述侧钻管柱(1)为能够实现侧钻的柔性钻柱，其为至少包括柔性钻杆、钻头的一套完整钻井管柱，所述导引结构(2)连接于所述驱动管柱(3)下方且一同入井，侧钻管柱(1)由导引结构(2)和驱动管柱(3)内部进入地层；

2.根据权利要求1所述的一种井下驱动小直径钻柱，其特征在于：所述导引结构(2)内部设有导引通道(4)，所述驱动管柱(3)内部设有贯通通道(5)，所述导引通道(4)和贯通通道(5)相互贯通，所述侧钻管柱(1)整体外径与所述贯通通道(5)及导引通道(4)相匹配，使其能够顺利通过导引结构(2)和驱动管柱(3)，沿主井眼侧钻延伸钻进。

3.根据权利要求1所述的一种井下驱动小直径钻柱，其特征在于：所述导引结构(2)为斜向器，所述导引结构(2)在作业过程中随驱动管柱(3)一同入井，用于引导侧钻管柱(1)实现侧钻作业。

4.根据权利要求1所述的一种井下驱动小直径钻柱，其特征在于：所述动力装置的动力来源为液压能或电能中任何一种，所述动力装置至少包括动力端(6)和输出端(7)，所述输出端(7)为传动装置或结构，或是由螺纹连接的若干刚性短节组合，或由铰接连接的若干刚性短节组合，其能够通过扭矩传递机构(8)将旋转动力传递给所述侧钻管柱(1)。

5.根据权利要求1或4所述的一种井下驱动小直径钻柱，其特征在于：当所述动力装置采用液压能驱动时，所述动力装置为井下马达，所述驱动管柱(3)还包括驱动流道(9)，液压流体通过所述驱动流道(9)可驱动动力端(6)旋转，并由输出端(7)通过扭矩传递机构(8)输出扭矩带动侧钻管柱(1)旋转做功。

6.根据权利要求5所述的一种井下驱动小直径钻柱，其特征在于：所述井下马达为涡轮马达，所述驱动管柱(3)还包括径向流道(10)，所述径向流道(10)可设置于动力端(6)和输出端(7)之间，或者设置于输出端(7)下方，用于连通所述驱动流道(9)与主井眼环空，当流体经过动力端(6)完成驱动做功之后，可沿所述径向流道(10)进入主井眼环空返回地面，构成驱动循环。

7.根据权利要求1所述的一种井下驱动小直径钻柱，其特征在于：所述侧钻管柱(1)设有内部循环通道，侧钻管柱钻井介质由地面直接进入侧钻管柱(1)的内部循环通道直至钻头水眼，再由侧钻井眼进入主井眼返回地面完成循环。

8.根据权利要求4所述的一种井下驱动小直径钻柱，其特征在于：所述驱动管柱(3)和所述侧钻管柱(1)之间至少设有一组扭矩传递机构(8)，所述扭矩传递机构(8)包括驱动端扭矩传递机构(801)和钻柱端扭矩传递机构(802)；其中，所述驱动端扭矩传递机构(801)贯穿于输出端(7)，所述钻柱端扭矩传递机构(802)设置位置与钻头之间的距离大于分支井眼的设计深度且小于输出端(7)的整体长度。

9.根据权利要求1所述的一种井下驱动小直径钻柱，其特征在于：侧钻管柱(1)破岩方式为机械破岩为主水力破岩为辅的方式或者是水力破岩为主机械破岩为辅的方式，其送钻方式为水力自驱动方式、机械加压、水力加压中的一种或多种。

10.根据权利要求1所述的一种井下驱动小直径钻柱，其特征在于：所述柔性钻杆为高弹性金属钻杆、铰接式钻杆，或是由多个扭矩传递短节串接而成的钻杆。

技术总结
本发明公开了一种井下驱动小直径钻柱，包括侧钻管柱、导引结构和驱动管柱；所述侧钻管柱为能够实现定向钻井的柔性钻柱，其为至少包括柔性钻杆、钻头或随钻测控系统在内的一套完整钻井管柱，所述导引结构连接于所述驱动管柱下方且一同入井，侧钻管柱由导引结构和驱动管柱内部进入地层；所述驱动管柱能够为所述侧钻管柱提供旋转动力。

技术研发人员：请求不公布姓名,请求不公布姓名
受保护的技术使用者：北京全地科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1