專利名稱：一種指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉆井工具，特別是關(guān)于一種指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆工井工具。
背景技術(shù)：
控制井眼軌跡是指對井眼進(jìn)行導(dǎo)向，使井眼斜度和方位按照預(yù)設(shè)計的斜度和方 位進(jìn)行操作，達(dá)到預(yù)設(shè)計好的目標(biāo)。目前已有中國專利，申請?zhí)枮?00720021462. 7 的《滑動推靠式導(dǎo)向鉆井工具》已實現(xiàn)了對井眼軌跡的控制，但是這種鉆井工具結(jié) 構(gòu)復(fù)雜，控制精度不高，更重要的是該鉆井工具同樣依賴地層的松軟度。其它傳統(tǒng) 的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具也主要依賴地層的表面力學(xué)特性，這極大限制了控制井眼軌跡 的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種不依賴地層的表面力學(xué)特性，結(jié)構(gòu)簡 單，并且能夠準(zhǔn)確有效控制井眼軌跡的指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆工井工具。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案它包括一兩端通透的中空外殼， 所述外殼通過其上端的母扣與一空心鉆鋌相連通；所述外殼下端內(nèi)插設(shè)有一空心芯 軸，所述芯軸上部的杯狀端口緊貼在所述外殼內(nèi)壁上，緊挨所述杯狀端口的芯軸上 部外壁上由上至下依次環(huán)套固定有一上浮動密封總成和一支撐芯軸用的上浮動軸 承；所述芯軸貫穿一安裝固定在所述外殼內(nèi)壁上的偏心機(jī)構(gòu)；所述芯軸下端伸出所 述外殼外，依次與一空心旋轉(zhuǎn)頭和一鉆頭相連接；所述外殼下端空腔內(nèi)緊貼芯軸的 外壁上由下至上依次環(huán)套有一下密封總成和一下固定軸承，所述下密封總成和下固 定軸承均固定連接所述外売的內(nèi)壁上。
所述偏心機(jī)構(gòu)位于所述芯軸的中點處。
本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點1、由于本發(fā)明包括一上浮 動軸承，且上浮動軸承環(huán)套固定在芯軸的上部外壁上，芯軸的下端連接一鉆頭，偏 心機(jī)構(gòu)壓彎芯軸產(chǎn)生徑向位移時，上浮動軸承隨著芯軸的運(yùn)動而沿芯軸軸向運(yùn)動，
鉆頭隨著芯軸的彎曲產(chǎn)生側(cè)向傾角，因此本發(fā)明可以通過控制芯軸產(chǎn)生的徑向位移 大小或者上浮動軸承沿芯軸產(chǎn)生的軸向位移大小，來準(zhǔn)確有效地控制鉆頭產(chǎn)生的側(cè) 向傾角，間接控制井眼軌跡，而不需要依賴地層的表面力學(xué)特性。2、由于本發(fā)明 的芯軸上部端口設(shè)計為杯狀口 ，杯狀口與上浮動密封總成構(gòu)成了有效的徑向密封， 保證了鉆井過程中的泥漿不會從杯狀口外溢出來，而且外殼下端空腔內(nèi)緊貼芯軸的 外壁上也環(huán)套有一下密封總成，因此將外殼內(nèi)壁與芯軸外壁形成的空腔密封住，防
3止了泥漿的進(jìn)入，進(jìn)而避免了泥漿對偏心機(jī)構(gòu)的損壞，延長了偏心機(jī)構(gòu)的使用壽命。 3、本發(fā)明由于將偏置機(jī)構(gòu)設(shè)置在芯軸的中點處，可以使芯軸產(chǎn)生更大的撓度，因 此更能有效地控制井眼軌跡。本發(fā)明不僅控制精度高，而且結(jié)構(gòu)簡單，可以廣泛應(yīng) 用在各種不同表面力學(xué)特性的地層中。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
如圖1所示，本發(fā)明包括一兩端通透的中空外殼1，外殼1通過其上端的母扣
(圖中未示出)與一空心鉆鋌2相連通。外殼1內(nèi)插設(shè)有一空心芯軸3，芯軸3的 上部端口設(shè)置有一緊貼外殼內(nèi)壁的杯狀口 31。緊挨杯狀口 31的芯軸3外壁上由上 至下依次環(huán)套固定有一上浮動密封總成4和一支撐芯軸3用的上浮動軸承5，這樣 不僅可以使鉆井過程中的芯軸3不承受軸向鉆壓作用，還可以使芯軸3具有旋轉(zhuǎn)狀 態(tài)的自由度，且在旋轉(zhuǎn)過程中動摩擦力達(dá)到最小。由于杯狀口 31緊貼外殼1內(nèi)壁， 因此當(dāng)杯狀口 31沿外殼1的內(nèi)壁上下滑動時，上浮動密封總成4和上浮動軸承5 隨杯狀口 31的滑動而滑動，杯狀口 31與上浮動密封總成4構(gòu)成了有效的徑向密封。 芯軸3的中點處設(shè)置有一偏置機(jī)構(gòu)6，偏置機(jī)構(gòu)6安裝固定在外殼1的內(nèi)壁上，這 樣使得偏置機(jī)構(gòu)6對芯軸3作用時，芯軸3產(chǎn)生的撓度最大，便于更有效地控制井 眼軌跡。外殼1下端空腔內(nèi)的芯軸3外壁上由下至上依次環(huán)套有一下密封總成7和 一下固定軸承8，下密封總成7和下固定軸承8均固定在外殼1的內(nèi)壁上，這樣芯 軸3仍保持一旋轉(zhuǎn)自由度。上浮動密封總成5和下密封總成7使得外殼1內(nèi)壁與芯 軸3外壁形成的空腔密封，防止了泥漿的進(jìn)入，進(jìn)而避免了泥漿對偏置機(jī)構(gòu)6的損 壞。芯軸3的下端伸出外殼1外，且依次與以空心旋轉(zhuǎn)頭9和一鉆頭IO相連接， 旋轉(zhuǎn)頭9和鉆頭10均與鉆鋌2同軸。
當(dāng)采用本發(fā)明鉆井工具施工時，通過直接控制偏心機(jī)構(gòu)4的徑向位移，間接控 制上浮動軸承5上下滑動的距離。也就是說，當(dāng)芯軸3被偏置機(jī)構(gòu)6壓彎時，芯軸 3上端縮短的距離即為上浮動軸承5沿芯軸3下滑的距離；當(dāng)偏置機(jī)構(gòu)6未施加力 的作用時，芯軸3由彎變直，芯軸3上端伸長的距離即為上浮動軸承5沿芯軸3上 滑的距離。與此同時，鉆頭10隨著芯軸3的彎曲變化產(chǎn)生不同的側(cè)向傾角，最終 達(dá)到控制井眼軌跡的目的。
上述各實施例中，各部件的結(jié)構(gòu)、設(shè)置位置、及其連接都是可以有所變化的， 在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，對個別部件進(jìn)行的改進(jìn)和等同變換，不應(yīng)排除在本發(fā) 明的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求
1、一種指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具，其特征在于它包括一兩端通透的中空外殼，所述外殼通過其上端的母扣與一空心鉆鋌相連通；所述外殼下端內(nèi)插設(shè)有一空心芯軸，所述芯軸上部的杯狀端口緊貼在所述外殼內(nèi)壁上，緊挨所述杯狀端口的芯軸上部外壁上由上至下依次環(huán)套固定有一上浮動密封總成和一支撐芯軸用的上浮動軸承；所述芯軸貫穿一安裝固定在所述外殼內(nèi)壁上的偏心機(jī)構(gòu)；所述芯軸下端伸出所述外殼外，依次與一空心旋轉(zhuǎn)頭和一鉆頭相連接；所述外殼下端空腔內(nèi)緊貼芯軸的外壁上由下至上依次環(huán)套有一下密封總成和一下固定軸承，所述下密封總成和下固定軸承均固定連接所述外殼的內(nèi)壁上。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具，其特征在于所述偏 心機(jī)構(gòu)位于所述芯軸的中點處。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具，它包括一兩端通透的中空外殼，外殼通過其上端的母扣與一空心鉆鋌相連通；外殼下端內(nèi)插設(shè)有一空心芯軸，芯軸上部的杯狀端口緊貼在外殼內(nèi)壁上，緊挨杯狀端口的芯軸上部外壁上由上至下依次環(huán)套固定有一上浮動密封總成和一支撐芯軸用的上浮動軸承；芯軸貫穿一安裝固定在外殼內(nèi)壁上的偏心機(jī)構(gòu)；芯軸下端伸出外殼外，依次與一空心旋轉(zhuǎn)頭和一鉆頭相連接；外殼下端空腔內(nèi)緊貼芯軸的外壁上由下至上依次環(huán)套有一下密封總成和一下固定軸承，下密封總成和下固定軸承均固定連接外殼的內(nèi)壁和芯軸。本發(fā)明不僅控制精度高，而且結(jié)構(gòu)簡單，可以廣泛應(yīng)用在各種不同表面力學(xué)特性的地層中。
文檔編號E21B3/00GK101586440SQ20091008394
公開日2009年11月25日 申請日期2009年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月11日
發(fā)明者偉 姜 申請人:中國海洋石油總公司;中海石油研究中心