專利名稱：自動(dòng)防斜鉆井裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)防斜鉆井裝置，尤其是一種通過在鉆鋌體上設(shè)置偏心機(jī)構(gòu)和液壓活塞機(jī)構(gòu)，能夠自動(dòng)防止井眼偏斜的鉆井裝置，屬于鉆井工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鉆井是石油天然氣等地下資源勘探開發(fā)的基本手段，直井防斜打直是鉆井現(xiàn)場經(jīng)常碰到的技術(shù)難題之一。在打直井時(shí)，如果井斜過大，會(huì)使井眼偏離地下設(shè)計(jì)目標(biāo)，打亂油氣田開發(fā)的布局。在斜井內(nèi)，鉆柱易靠在井壁一側(cè)，旋轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生嚴(yán)重摩擦，易使鉆柱磨損和折斷，也可能造成井壁坍塌及鍵槽卡鉆等事故。井斜超標(biāo)也會(huì)影響固井質(zhì)量，對(duì)抽油井也常引起抽油桿的磨損和折斷。所以，井斜超標(biāo)對(duì)油氣田的勘探與開發(fā)都有很大危害。
而目前所使用的鉆具，包括鐘擺鉆具、塔式鉆具、滿眼鉆具、偏軸鉆具等主要靠鉆柱本身的重量來產(chǎn)生降斜力，在井斜角很小時(shí)，降斜力一般很小，在有些區(qū)塊鉆井時(shí)不能滿足防斜的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠利用不倒翁原理和杠桿原理來自動(dòng)產(chǎn)生很大的降斜力，從而防止井眼偏斜的鉆井裝置。
本發(fā)明自動(dòng)防斜鉆井裝置包括有鉆鋌體，其特征在于鉆鋌體一端部為鉆鋌體支承段，設(shè)有活塞腔，還設(shè)有通孔將活塞腔與鉆鋌體內(nèi)腔連通，在活塞腔內(nèi)匹配設(shè)有活塞。在鉆鋌體另一端部軸向固定套設(shè)有偏心套筒，此偏心套筒內(nèi)壁上設(shè)有半圓環(huán)型槽，鉆鋌體外壁上相對(duì)應(yīng)也有半圓環(huán)型槽，由這兩個(gè)半圓環(huán)型槽所形成的圓環(huán)腔中充滿設(shè)有多個(gè)鋼球。偏心套筒支承塊的外徑大于鉆鋌體支承段的外徑，偏心套筒其它部分的外徑小于鉆鋌體支承段的外徑。偏心套筒的重心邊與支承塊成一定角度。
上述本發(fā)明利用不倒翁原理，當(dāng)井斜角超過一定數(shù)值時(shí)，偏心套筒支承塊就會(huì)停在井眼的高邊。這時(shí)當(dāng)活塞在井眼的高邊時(shí)可直接將鉆頭推向低邊，產(chǎn)生降斜效果；當(dāng)活塞在井眼的低邊時(shí)，根據(jù)杠桿原理，它可通過偏心套筒支承塊這一支點(diǎn)還把鉆頭推向低邊，實(shí)現(xiàn)降斜作用。從而此工具可很快將井斜降下來，使井眼達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


附圖為本發(fā)明實(shí)施例的剖視圖。
圖中1鉆鋌體 11通孔12活塞腔13軌道槽14內(nèi)腔15支承段2活塞 21限位槽3螺栓 4偏心套筒41支承塊42重心邊 43軌道槽5鋼球具體實(shí)施方式
如附圖所示，鉆鋌體1一端部為鉆鋌體支承段15，設(shè)有活塞腔12，還設(shè)有通孔11將活塞腔12與鉆鋌體內(nèi)腔14連通，在活塞腔12內(nèi)匹配設(shè)有活塞2。螺栓3一端在活塞2表面所設(shè)的限位槽21內(nèi)，可防止活塞2掉出活塞腔12。偏心套筒4內(nèi)壁上設(shè)有半圓環(huán)型軌道槽43，相對(duì)應(yīng)鉆鋌體1外壁上也有一半圓環(huán)型軌道槽13，由這兩個(gè)半圓環(huán)型軌道槽所形成的圓環(huán)腔中充滿設(shè)有多個(gè)鋼球5。偏心套筒支承塊41的外徑大于鉆鋌體支承段15的外徑，偏心套筒其它部分的外徑小于鉆鋌體支承段15的外徑。偏心套筒重心邊42與偏心套筒支承塊41成一定角度。
在鉆井時(shí)，將鉆頭直接接在此工具有偏心套筒4一端的下面。由于偏心套筒4與鉆鋌體1之間是通過鋼球5連接的，所以偏心套筒4不會(huì)隨鉆鋌體1一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)井斜角很小時(shí)，偏心套筒4會(huì)在摩擦力矩作用下慢慢旋轉(zhuǎn)；當(dāng)井斜角超過一定的值，偏心套筒4的重力所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩大于摩擦力矩時(shí)，它就會(huì)停在井眼中的某一位置。偏心套筒重心邊42與支承塊41的所成的角度值最佳為90°，這樣當(dāng)偏心套筒4剛剛不轉(zhuǎn)時(shí)，偏心套筒支承塊41正好在井眼的高邊。由于鉆鋌體內(nèi)腔14的壓力大于環(huán)空處的壓力，鉆井液通過通孔11將活塞5推出活塞腔12，頂在井壁上。由于活塞5是在鉆鋌體1的活塞腔12內(nèi)滑動(dòng)，所以它是與鉆鋌體1一起旋轉(zhuǎn)的。當(dāng)活塞5在井眼的高邊時(shí)，一方面它可直接將鉆頭推向低邊，實(shí)現(xiàn)降斜作用，另一方面可將偏心套筒支承塊41推離井壁，由于偏心套筒其它部分的外徑小于鉆鋌體支承段15的外徑，所以偏心套筒4不再與井壁接觸，可自由旋轉(zhuǎn)，能夠保證偏心套筒支承塊41始終在井眼的高邊；當(dāng)活塞5在井眼的低邊時(shí)，它將此處的鉆柱抬高，由于偏心套筒支承塊41的外徑大于鉆鋌體支承段15的外徑，偏心套筒支承塊41就會(huì)頂在井眼高邊的井壁上，起到支點(diǎn)的作用，根據(jù)杠桿原理，鉆頭還是被推向井眼低邊，產(chǎn)生降斜效果。
這樣，無論活塞5在井眼的高邊還是低邊，都能產(chǎn)生很大的降斜力，井斜會(huì)很快被降下來。
最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)防斜鉆井裝置，包括有鉆鋌體，其特征在于鉆鋌體一端部為鉆鋌體支承段，設(shè)有活塞腔，還設(shè)有通孔將活塞腔與鉆鋌體內(nèi)腔連通，在活塞腔內(nèi)匹配設(shè)有活塞。在鉆鋌體另一端部軸向固定套設(shè)有偏心套筒，此偏心套筒內(nèi)壁上設(shè)有半圓環(huán)型槽，鉆鋌體外壁上相對(duì)應(yīng)也有半圓環(huán)型槽，由這兩個(gè)半圓環(huán)型槽所形成的圓環(huán)腔中充滿設(shè)有多個(gè)鋼球。偏心套筒支承塊的外徑大于鉆鋌體支承段的外徑，偏心套筒其它部分的外徑小于鉆鋌體支承段的外徑。偏心套筒的重心邊與支承塊成一定角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)防斜鉆井裝置，其特征在于所述活塞表面設(shè)有限位槽，所述鉆鋌體內(nèi)設(shè)有一螺栓，該螺栓的端部陷入所述限位槽中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)防斜鉆井裝置，包括有鉆鋌體，鉆鋌體一端部為鉆鋌體支承段，設(shè)有活塞腔，還設(shè)有通孔將活塞腔與鉆鋌體內(nèi)腔連通，在活塞腔內(nèi)匹配設(shè)有活塞。在鉆鋌體另一端部軸向固定套設(shè)有偏心套筒，此偏心套筒內(nèi)壁上設(shè)有半圓環(huán)型槽，鉆鋌體外壁上相對(duì)應(yīng)也有半圓環(huán)型槽，由這兩個(gè)半圓環(huán)型槽所形成的圓環(huán)腔中充滿設(shè)有多個(gè)鋼球。偏心套筒支承塊的外徑大于鉆鋌體支承段的外徑，偏心套筒其它部分的外徑小于鉆鋌體支承段的外徑。偏心套筒的重心邊與支承塊成一定角度。根據(jù)不倒翁原理和杠桿原理，該鉆具能夠自動(dòng)產(chǎn)生很大的降斜力，從而防止井眼的偏斜。
文檔編號(hào)E21B7/04GK101025075SQ20061000812
公開日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2006年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月21日
發(fā)明者宋執(zhí)武 申請(qǐng)人:中國石油大學(xué)(北京)