[发明专利]组合型静态推靠式旋转导向工具

说明书

本发明涉及石油、天然气钻探领域的钻井工具，是一种组合型静态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，偏置机构A，偏置机构B,外筒，基座；偏置机构A包括可伸缩翼肋，三套偏置机构A均匀设置在外筒前端外周；偏置机构B前端可旋转的与外筒后端套接；偏置机构B包括内偏心圆筒，外偏心圆筒，锁紧机构,驱动圆筒,驱动机构；内偏心圆筒可旋转的套接在芯轴上；外偏心圆筒可旋转的套接在内偏心圆筒上；驱动圆筒与内偏心圆筒固定连接，外筒后端可旋转的套接驱动圆筒；驱动机构可受控驱动外筒与内偏心圆筒相对转动。有益效果：通过前后两组偏置机构，加大钻头偏移的角度，实现导向目的。

技术领域

本发明涉及石油、天然气等钻探领域的钻井工具，是一种组合型静态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：使用两组偏置机构，前后设置，以增加单边造斜率。

本发明包含的技术特征有：组合型静态推靠式旋转导向工具，包括，芯轴，偏置机构A，外筒，基座。

基座后端固定连接钻柱，用于将所述组合型静态推靠式旋转导向工具连接在钻柱上；芯轴后端固定连接基座，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。

外筒可旋转的套接在芯轴上；用于包裹所述组合型静态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A的数量为三套，均匀设置在外筒前端外周；偏置机构A包括可伸缩翼肋；三套偏置机构A的翼肋可设定的推靠设定方向的井壁，以导致钻头偏移，从而加大了钻头的单边切削，实现对钻头钻进方向的控制，达到导向的目的。

所述组合型静态推靠式旋转导向工具还包括偏置机构B, 偏置机构B可旋转的套接在芯轴上, 偏置机构B前端可旋转的与外筒后端套接；具体，偏置机构B包括内偏心圆筒，外偏心圆筒，锁紧机构, 驱动圆筒,驱动机构。

内偏心圆筒可旋转的套接在芯轴上；外偏心圆筒可旋转的套接在内偏心圆筒上，用于可产生偏置效果；锁紧机构设置于内偏心圆筒与外偏心圆筒之间，可把外偏心圆筒与内偏心圆筒锁紧在一起；驱动圆筒与内偏心圆筒固定连接，驱动圆筒可旋转的套接在芯轴上，外筒后端可旋转的套接在驱动圆筒上；驱动机构设置于外筒与驱动圆筒之间，可受控驱动外筒与内偏心圆筒相对转动，用于调节偏置机构B的偏置指向。通过内偏心圆筒与外偏心圆筒的相对旋转，驱动偏置机构B向设定的方向凸出以推靠井壁，使钻头偏移，从而加大钻头的单边切削，实现任意方向的造斜。当所述组合型静态推靠式旋转导向工具处于稳斜钻进状态或造斜钻进状态，偏置机构B通过锁紧机构锁紧以维持外偏心圆筒相对内偏心圆筒位置不变。另外，在定向钻进过程中，偏置机构B可能偏离设定的偏置方向，通过驱动外筒与偏置机构B相对转动，可维持偏置机构B始终指向设定的偏置方向。

偏置机构的数量为两组，即，偏置机构A、偏置机构B,用于增强偏置效果。

现有技术中，旋转导向工具（如静态推靠式旋转导向工具）通常通常使用一组偏置机构，钻头向一侧偏移的角度太小，导致在一些井段造斜率不足，不得不继续使用传统滑动导向钻井工具以增加造斜率。本方案通过使用前后两组偏置机构，可加大钻头向一侧偏移的角度，以增加造斜率。