一种井下侧钻旋转转向工具

本发明属于石油钻井设备，涉及一种用于钻头导向的井下侧钻旋转转向工具。

背景技术：

1、随着我国大部分老油田进入开发中后期，大量油井工作状态日益恶化，面临着单井产量逐年下降、大量的剩余储量不能被有效开采的问题，并且小型边际油藏、断块油藏、薄油层、低渗透油藏等资源也不容忽视。

2、目前，径向井技术已在现场初步应用，能够穿透近井污染带，显著增加泄油半径，提高油气井的生产能力和注水井的注水效率。因此为满足径向井井眼转向的需要，突破斜向器使用局限，设计出一种井下侧钻旋转转向工具，可以完成在单层井眼位上钻出多个小井眼，节约时间与成本。

技术实现思路

1、本发明设计出一种井下侧钻旋转转向工具，在石油钻井套管开窗侧钻过程中，解决了常发生斜向器中途失效移动的问题，以及现有技术中斜向器回收只能单次使用、回收成功率低的技术问题。

2、本发明所采用的技术方案是：

3、一种井下侧钻旋转转向工具，主要由导引转向机构、旋转传动机构、液压锚定机构、电源控制机构组成；导引转向机构采用扶正头、上外壳、导向管、斜向体、连接块、外壳、扶正体、限位板、棘齿弹簧、棘齿板、驱动器组成；所述的上外壳与扶正头螺纹连接，下端内螺纹与连接块螺纹连接，上外壳与斜向体键连接；导向管与扶正头通过销连接，导向管壁紧靠斜向体导向面；外壳与连接块通过轴承配合，外壳外壁焊有扶正体，外壳内壁采用棘齿结构与斜向体上的棘齿板啮合；旋转传动机构采用中心定位轴、限位块、外齿圈、行星轮驱动轴、行星齿轮、支撑架、紧固支架、电机支撑架、电机组成；所述的中心定位轴与限位块通过螺钉固定于斜向体底部，支撑架将中心定位轴固定；外齿圈通过螺钉固定于斜向体底部，外齿圈与行星齿轮相互啮合；行星轮驱动轴通过支撑架固定轴向位置，与电机轴通过齿轮连接；电机由电机支撑架通过螺钉固定；液压锚定机构采用柔性液压管、外壳筒、单向阀、锚定体、锚定限位板、弹簧、锚定板、电磁阀组成；所述柔性液压管与单向阀上端螺纹连接并密封；锚定限位板由螺钉固定于锚定体两侧，并配合弹簧对锚定板限位；电磁阀固定于泄油回路处控制液压油泄油；电源控制机构采用下外壳、隔热筒、电路控制板、电池组成；隔热筒有线孔供电源线穿过。

4、上述方案中的一种井下侧钻旋转转向工具，扶正头上设有液压管孔、销孔；上外壳侧段设有窗口，下端设有限位键键槽；导向管上设有固定销孔；斜向体上设有限位键、棘齿槽、螺孔；中心定位轴上设有轴肩、轴槽、键槽、线缆孔。

5、本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：

6、(1)该工具可避免重复下井的情况，调整侧钻周向开窗方位，进一步降低作业成本。

7、(2)该工具传动机构可靠，结构简单，适用于多种工况作业；

8、(3)该工具采用液压锚定方式，其操作简便易于控制并且能产生较大抓紧力；

技术特征：

1.一种井下侧钻旋转转向工具，主要由导引转向机构、旋转传动机构、液压锚定机构、电源控制机构组成；导引转向机构采用扶正头(1)、上外壳(3)、导向管(4)、斜向体(5)、连接块(6)、外壳(7)、扶正体(8)、限位板(9)、棘齿弹簧(10)、棘齿板(11)、驱动器(12)组成；所述的上外壳(3)与扶正头(1)螺纹连接，下端内螺纹与连接块(6)螺纹连接，上外壳(3)与斜向体(5)键连接；导向管(4)与扶正头(1)通过销连接，导向管(4)壁紧靠斜向体(5)导向面；外壳(7)与连接块(6)通过轴承配合，外壳(7)外壁焊有扶正体(8)，外壳(7)内壁采用棘齿结构与斜向体(5)上的棘齿板(11)啮合；旋转传动机构采用中心定位轴(13)、限位块(14)、外齿圈(15)、行星轮驱动轴(16)、行星齿轮(17)、支撑架(18)、紧固支架(19)、电机支撑架(20)、电机(21)组成；所述的中心定位轴(13)与限位块(14)通过螺钉固定于斜向体(5)底部，紧固支架(19)将中心定位轴(13)固定；外齿圈(15)通过螺钉固定于斜向体(5)底部，外齿圈(15)与行星齿轮(17)相互啮合；行星轮驱动轴(16)通过支撑架(18)固定轴向位置，与电机(21)轴通过齿轮连接；电机(21)由电机支撑架(20)通过螺钉固定；液压锚定机构采用柔性液压管(2)、外壳筒(22)、单向阀(23)、锚定体(24)、锚定限位板(25)、弹簧(26)、锚定板(27)、电磁阀(28)组成；所述柔性液压管(2)与单向阀(23)上端螺纹连接并密封；锚定限位板(25)由螺钉固定于锚定体(24)两侧，并配合弹簧(26)对锚定板(27)限位；电磁阀(28)固定于泄油回路处控制液压油泄油；电源控制机构采用下外壳(29)、隔热筒(30)、电路控制板(31)、电池(32)组成；所述下外壳(29)内嵌套电池(32)和隔热筒(30)；隔热筒(30)有线孔供电源线穿过。

2.根据权利要求1所述的一种井下侧钻旋转转向工具，其特征是：扶正头(1)上设有液压管孔(1a)、销孔(1b)；上外壳(3)侧段设有窗口(3a)，下端设有限位键键槽(3b)；导向管(4)上设有固定销孔(4a)；斜向体(5)上设有限位键(5a)、棘齿槽(5b)、螺孔(5c)；中心定位轴(13)上设有轴肩(13a)、轴槽(13b)、键槽(13c)、线缆孔(13d)。

技术总结
本发明涉及一种用于钻头导向的井下侧钻旋转转向工具。该工具主要由导引转向机构、旋转传动机构、液压锚定机构、电源控制机构组成。导引转向机构采用扶正头、上外壳、导向管、斜向体、连接块、外壳、扶正体、限位板、棘齿弹簧、棘齿板、驱动器组成。旋转传动机构采用中心定位轴、限位块、外齿圈、行星轮驱动轴、行星齿轮、支撑架、紧固支架、电机支撑架、电机组成。液压锚定机构采用柔性液压管、外壳筒、单向阀、锚定体、锚定限位板、弹簧、锚定板、电磁阀组成。电源控制机构采用下外壳、隔热筒、电路控制板、电池组成。本发明结构可靠，可以在单层井眼位上周向钻出多个小井眼，节约时间与成本。

技术研发人员：祝效华,皇甫宜祥,敬俊,彭扬,余金航,田洋,秦溢曼
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15