[实用新型]机液一体化自动垂直钻井工具

说明书

本实用新型涉及一种钻井设备，特别是一种能够防止井斜的机液一体化自动垂直钻井工具。

在石油及地质钻井中，常常需要垂直钻井，但是在高陡构造，下部钻具组合受地层造斜力的影响，常常引起井斜，使井眼偏离预定的垂直轨道。一般在这种高陡构造中的钻井当中，为了使井眼轨道不发生偏斜，常常使用钟摆钻具组合，采取吊打的办法。但是它是一种以牺牲钻速换取质量的消极方法。

本实用新型的目的在于提供一种机液一体化的自动垂直钻井工具，该钻井工具能够在井斜时，使钻头上自动产生一个附加的降斜力，同时该工具还省去了测斜仪器和测量环节。

本实用新型的目的是这样实现的：一种自动垂直钻井装置，该钻井装置在钻柱的前部设有测量稳定器，在钻柱的后部设有导向稳定器，该测量稳定器设有至少四个测量液压缸，每个测量液压缸的测量活塞一端伸于钻柱外壁，测量液压缸的缸体设有开口，连通于相应的液控换向阀的控制口，液控换向阀的入口与钻柱中间的泥浆连通，液控换向阀的出口与导向稳定器相应的导向液压缸连通，导向液压缸的导向活塞的一端与测量活塞的方向相反伸于钻柱外壁。所述的测量稳定器的测量液压缸与液控换向阀可通过管线连通。所述的测量稳定器的测量液压缸嵌设于钻柱的前部，缸体上测量活塞的伸出端周围设有锁环，测量活塞的另一端与缸体之间设有弹簧。所述的测量活塞的伸出端与锁环之间设有密封装置。所述的液控换向阀嵌设于钻柱上，该液控换向阀的阀体内设有滑阀，液控换向阀的控制口设于与滑阀一端相对的阀体上，滑阀的另一端与阀体之间设有弹簧。所述的液控换向阀的滑阀中部与阀体内壁之间设有容流区，该容流区的长度不小于液控换向阀的入口和出口之间的距离。所述的液控换向阀的设有弹簧一端的阀腔的阀体上还设有平衡口，连通于环空。所述的导向稳定器的导向液压缸嵌设于钻柱的后部，缸体上导向活塞的伸出端周围设有锁紧环，锁紧环的限位止挡可顶靠在导向活塞侧部的台阶上，导向活塞的后端设有弹簧座，该弹簧座与锁紧环之间设有弹簧。所述的导向稳定器的测量液压缸还设有通路连通于环空，该通路的出口端设有节流喷嘴。所述的导向活塞的伸出端与锁紧环之间设有密封装置。

本实用新型的工作原理为：测量稳定器上的至少四个液压缸分别通过不同的管路与液控换向阀的控制口相连，以控制液控换向阀滑阀的位置，当可控稳定器上的某一个测量活塞受到压缩时，由于其内的液压油通过管路与液控换向阀的控制口相通，当压力到达一定程度时，液控换向阀内的滑阀克服弹簧的支撑力向下移动，移动到一定的距离后，液控换向阀的入口与出口导通，钻柱内的泥浆将可以通过液控换向阀进入导向液压缸，再通过导向液压缸的出口进入环空，由于导向液压缸的出口装有节流嘴，可以在导向液压缸与环空之间形成一个压力差，导向活塞在这一压力作用下伸出，顶向井壁，使井下钻具组合受到一个反作用力。当测量稳定器上这个测量活塞上受到的压缩力消除时，测量活塞在弹簧恢复力的作用下复位，同时液控换向阀在弹簧力的作用下也复位，切断泥浆换向阀入口与出口的联系，此时导向液压缸只与环空相通，导向活塞在弹簧作用力下缩回，使导向活塞与井壁之间不发生作用力。

应用本实用新型的机液一体化自动垂直钻井工具，由于该钻井装置采用机液一体化结构，在钻柱的前部设置测量稳定器，在钻柱的后部设置导向稳定器，使该钻井工具能够在井斜时，使钻头上自动产生一个附加的降斜力，来保持垂直钻井。而且，该工具在自动调整时，并不需要测斜仪器和测量环节。本实用新型设有至少四套测量稳定器、液控换向阀和导向稳定器，可以实现至少八个方位的井斜探测和调整。

下面结合附图进一步详细说明本实用新型：

图1为本实用新型的机液一体化自动垂直钻井工具的结构示意图。

图2为本实用新型的机液一体化自动垂直钻井工具的原理图。

图3为图1的A-A向剖视图。

图4为图1的B-B向剖视图。

图5为图1的C-C向剖视图。

请参阅图1，本实用新型的自动垂直钻井装置是由测量稳定器Ⅰ、连接管路Ⅱ，液控换向阀Ⅲ及导向稳定器Ⅳ组成。该钻井装置在钻柱的前部设有测量稳定器，在钻柱的后部设有导向稳定器，该测量稳定器设有至少四个测量液压缸，每个测量液压缸的测量活塞2一端伸于钻柱外壁，测量液压缸的缸体1设有开口，连通于相应的液控换向阀的控制口12，液控换向阀的入口13与钻柱中间的泥浆连通，液控换向阀的出口14与导向稳定器相应的导向液压缸连通，导向液压缸的导向活塞17的一端与测量活塞2的方向相反伸于钻柱外壁。

所述的测量稳定器的测量液压缸与液控换向阀可通过管线连通。