[发明专利]基于套管跟进的钻孔纠偏方法及其纠偏装置

权利要求书

1.基于套管跟进的钻孔纠偏方法，其特征在于：通过调整钻头（1）与外侧相适应的套管（2）之间的前后相对位置，改变钻进过程中地层对套管（2）端头转向选择面（3）的作用力大小，以调整套管（2）的顶进方向。

2.根据权利要求1所述的基于套管跟进的钻孔纠偏方法，其特征在于：具体包括以下情况：

钻孔的实际钻孔方向Y相对于设计钻孔方向X，偏移方向为A方向，使套管（2）的转向选择面（3）朝向钻孔的A方向一侧；

情况一、当钻头（1）完全位于套管（2）转向选择面（3）后端，且钻头（1）前端与转向选择面（3）后端之间的距离大于1-1.5倍的套管（2）外径时，钻进过程中转向选择面（3）前方地层对转向选择面（3）的作用力最大，对钻进角度的调节作用最大，钻进方向向A方向的反方向偏转速度最快；

情况二、当钻头（1）从位于转向选择面（3）后端、且距离转向选择面（3）后端1-1.5倍的套管（2）外径的位置向前移动、逐步接近转向选择面（3）的后端时，钻头（1）对转向选择面（3）附近的地层产生松动，钻进过程中地层对转向选择面（3）的作用力逐步减小，对钻进角度的调节作用逐渐减小，钻进向A方向的反方向的偏转速度减小；

情况三、当钻头（1）从转向选择面（3）后端逐步向前移动至与转向选择面（3）齐平或超出转向选择面（3）前端时，钻进过程中地层对转向选择面（3）的作用力为零，转向选择面（3）对钻进方向的改变不产生作用。

3.根据权利要求1所述的基于套管跟进的钻孔纠偏方法，其特征在于：套管（2）端头还设置有转向维持面（4），具体包括以下情况：

当实际钻孔方向Y相对于设计钻孔方向X，偏移方向为B方向，使套管（2）的转向选择面（3）朝向钻孔的B方向，转向维持面（4）朝向与B方向相反的C方向；

情况①、当钻头（1）完全位于套管（2）转向选择面（3）后端，且钻头（1）前端与转向选择面（3）后端之间的距离大于1-1.5倍的套管（2）外径时，转向选择面（3）与转向维持面（4）均与地层完全接触，转向选择面（3）处的地层不受钻头（1）扰动，钻进过程中地层对转向选择面（3）的作用力最大，且转向选择面（3）对方向Y的调节作用远大于转向维持面（4），调节方向Y趋向于C方向偏转；

情况②、当钻头（1）从位于转向选择面（3）后端、且距离转向选择面（3）后端1-1.5倍的套管（2）外径的位置向前移动、逐步接近转向选择面（3）的后端时，钻进过程中钻头对转向选择面（3）处地层扰动逐步增大，地层对转向选择面（3）的作用力逐渐减小，转向维持面（4）始终与地层完全接触，转向维持面（4）对方向Y的偏转调节作用逐渐增大；

情况③、当钻头（1）从转向选择面（3）后端逐步向前移动至与转向选择面（3）齐平或超出转向选择面（3）前端时，钻进时钻头（1）将转向选择面（3）附近的土体直接带出，地层对转向选择面（3）的作用力为零，转向选择面（3）对钻进方向的改变不产生作用，转向维持面（4）始终与地层完全接触，仅有转向维持面（4）调节方向Y趋向于B方向偏转。

4.权利要求1-3任意一项所述的基于套管跟进的钻孔纠偏方法中使用的纠偏装置，其特征在于：包括钻头（1）和位于钻头（1）外侧的套管（2）；钻头（1）相对套管（2）前后伸缩运动；套管（2）的前端管口处设置有转向选择面（3），转向选择面（3）位于套管（2）管口的一侧，且朝向套管（2）的中心轴方向。

5.根据权利要求4所述的纠偏装置，其特征在于：所述套管（2）的前端管口的一侧侧壁上设置有纠偏板（31），纠偏板（31）一端的内侧面贴合设置在套管（2）侧壁上，另一端水平向外延伸，伸出套管（2）管口的纠偏板（31）的内侧面形成转向选择面（3）。

6.根据权利要求4所述的纠偏装置，其特征在于：所述套管（2）的前端管口为斜形管口，所述转向选择面（3）位于斜形管口向前伸出的尖部下方。