[发明专利]歪头偏心圆筒推靠式旋转导向工具

说明书

本发明涉及石油、天然气等钻探领域的钻井工具，是歪头偏心圆筒推靠式旋转导向工具。技术问题：增加造斜效果。技术特征：包括，芯轴，基座，万向节，外筒，偏置机构；基座连接万向节，万向节连接芯轴，芯轴固定连接钻头；外筒后端可旋转的套接基座，前端可旋转的套接芯轴；偏置机构包括内偏心圆筒，外偏心圆筒，驱动机构A，锁紧机构A；驱动机构A设置于内偏心圆筒与外偏心圆筒之间，可驱动内偏心圆筒与外偏心圆筒相对转动。工具前端向一侧倾斜，倾斜的方向与内偏心圆筒最小壁厚的一侧位于同侧。有益效果：钻头向一侧倾斜与外偏心圆筒偏置产生的造斜效果位于井壁同侧，两者叠加，获得更强的造斜能力，有益于在水平井造斜段等特殊位置造斜。

技术领域

本发明涉及石油、天然气等钻探领域的钻井工具，是一种歪头偏心圆筒推靠式旋转导向工具。

背景技术

随着超深井、高难定向井、丛式井、水平井、大位移井、分支井及三维复杂结构井的发展，旋转导向工具因为井眼净化效果更好，井身轨迹控制精度更高，位移延伸能力更强，逐渐替代了传统的滑动导向工具。然而，现有旋转导向工具的一项关键技术指标--造斜率--相对传统滑动导向钻井工具没有优势，所以，在一些井段，例如水平井造斜段、水平井阶梯段、特殊地层段等位置不得不继续使用传统滑动导向钻井工具以增加造斜率。

所以，发明新的旋转导向工具，增加造斜效果，是时之所需。

发明内容

本发明针对的技术问题是：怎样增加造斜效果，及现有技术的不足。

本发明采用的技术方案是：使旋转导向工具靠近钻头的一端偏离钻柱轴线，以增加单边造斜率，并配合偏心环造斜，进而可增加总的单边造斜率。

本发明包含的技术特征有：一种歪头偏心圆筒推靠式旋转导向工具，包括：芯轴，基座，万向节，外筒，偏置机构。

基座后端固定连接钻柱，用于将所述歪头偏心圆筒推靠式旋转导向工具连接在钻柱上；基座前端连接万向节，万向节连接芯轴，芯轴前端固定连接钻头，用于将钻柱旋转产生的扭矩传递到钻头，实现对岩层的切削。

外筒后端可旋转的套接在基座上，外筒前端可旋转的套接在芯轴上；用于包裹所述歪头偏心圆筒推靠式旋转导向工具内部组件，外筒可通过摩擦相对井壁横向静止（相对井壁不转动），为芯轴转动提供支承。

偏置机构包括内偏心圆筒，外偏心圆筒，驱动机构A，锁紧机构A；内偏心圆筒可旋转的套接在芯轴上,内偏心圆筒后端与外筒前端固定连接；外偏心圆筒可旋转的套接在内偏心圆筒上；锁紧机构A设置于内偏心圆筒与外偏心圆筒之间，可把外偏心圆筒锁紧在内偏心圆筒上；驱动机构A设置于内偏心圆筒与外偏心圆筒之间，可受控驱动内偏心圆筒与外偏心圆筒相对转动。本发明通过外偏心圆筒与内偏心圆筒可受控的相对旋转，导致外偏心圆筒向外突出，以驱动歪头偏心圆筒推靠式旋转导向工具向设定的方向推靠井壁，使钻头偏移，从而加大钻头的单边切削，实现造斜。

所述歪头偏心圆筒推靠式旋转导向工具的前端向一侧倾斜，可导致钻头也向一侧井壁倾斜，从而加大了钻头的单边切削，实现造斜效果；歪头偏心圆筒推靠式旋转导向工具前端倾斜的方向与内偏心圆筒最小壁厚的一侧位于同侧；当钻头向一侧井壁倾斜产生的造斜效果与偏置机构产生的造斜效果位于井壁同侧，两者叠加，就产生了更大的造斜效果。

本申请中，所述前端是指靠近钻头的一端；所述后端，与前端对应，是指靠近钻柱的一端。本申请中，设定一词是指事先设置、确定。

进一步，所述歪头偏心圆筒推靠式旋转导向工具还包括驱动机构B；驱动机构B设置于外筒与基座之间，可受控驱动外筒与基座相对转动。在定向钻进过程中，歪头偏心圆筒推靠式旋转导向工具可能偏离设定的偏置方向，通过驱动外筒与基座相对转动，可维持歪头偏心圆筒推靠式旋转导向工具始终指向设定的偏置方向。