[发明专利]一种静态、推靠式液压旋转导向钻井工具

说明书

本发明专利提供了一种静态、推靠式液压旋转导向钻井工具，主要由下接头、调节喷嘴、传动轴、液压端壳体、外筒、油腔弹簧、油腔活塞环、密封筒、花键筒、锁紧筒、导向锁紧座、非导向锁紧座、锁紧套、锁紧挡环、上接头、液压端柱塞、液压端翼板、液压端压板、锁紧弹簧、锁紧钢珠和锁紧活塞组成。非导向钻进时，密封筒关闭钻井液通道，高压钻井液无法进入钻井液腔室，液压端柱塞和液压端翼板未伸出，液压端壳体随传动轴旋转。导向钻进时，密封筒打开钻井液通道，高压钻井液进入钻井液腔室，将钻井液压差转换成液压油压力，液压端柱塞和液压端翼板伸出，液压端壳体不随传动轴旋转，而是侧向挤压井壁推动钻头导向钻进。另外，该工具还可简化成一种静态、推靠式机械旋转导向钻井工具。

技术领域

本发明专利属于石油钻井机械领域，具体涉及一种静态、推靠式液压旋转导向钻井工具，不仅可替代螺杆钻具，解决常规定向井(或斜井)和常规水平井螺杆钻具滑动钻进定向困难和托压问题，而且可替代国外旋转导向钻井工具，大幅度降低大斜度定向井、超大位移定向井和高难度水平井钻井成本，对我国强占世界钻井技术制高点，引领世界钻井技术进步，改变世界能源格局具有非常重要意义。

背景技术

钻井是发现和开采地下油气资源的必然途径。根据设计井眼轨迹形状，钻井可划分成直井、定向井(或斜井)和水平井。在致密油、致密气、页岩油、页岩气和煤层气等非常规油气田开发中，定向井(或斜井)和水平井占钻井工作量80％以上。

在定向井(或斜井)和水平井钻井过程中，使用螺杆钻具滑动钻进是井眼轨迹控制或调整井眼空间钻进方向的重要手段。但是，由于地层岩性、钻头类型、钻具组合、井眼轨迹和钻井液性能等多种因素，定向困难和托压问题始终是困扰钻井工程师们的技术难题，也是一个世界性技术难题，由此导致定向钻井速度慢、施工周期长、作业成本高，严重时造成井下复杂事故，极大地制约了油气田开发效益。对于定向困难和托压问题，现场措施通常采取多次或反复摆工具面、小钻压滑动钻进、短起下钻修正井眼轨迹、大量加入泥浆助剂改善钻井液性能、起钻更换使用低扭矩PDC钻头或牙轮钻头等做法，但是，收效甚微。

国外旋转导向钻井工具是定向井(或斜井)和水平井井眼轨迹控制的最佳钻井工具，也是解决定向困难和托压问题的理想钻井工具，但是，国外旋转导向钻井工具主要由贝克休斯、斯伦贝谢和哈里巴顿等少数国外油服公司垄断，性能可靠，费用昂贵，目前仅在大斜度定向井、超大位移定向井和高难度水平井等极少数井使用。国内多家油田企业和科技院所合作开展旋转导向钻井工具研制工作，其中中石油钻井院、中海油研究院等单位均研制成功，但仍未商业化推广应用。因此，使用螺杆钻具钻定向井(或斜井)和水平井严重制约我国非常规油气田开发规模。

在普遍使用螺杆钻具钻定向井(或斜井)和水平井情况下，静态、推靠式液压旋转导向钻井工具无疑是一种低成本旋转导向钻井解决方案，工具结构简单，原理可靠，造价低廉，具备定向井(或斜井)和水平井全领域、低成本普惠推广优势，对我国强占世界钻井技术制高点，引领世界钻井技术进步，改变世界能源格局具有非常重要意义。

发明专利内容

本发明专利属于石油钻井机械领域，具体涉及一种静态、推靠式液压旋转导向钻井工具，不仅可替代螺杆钻具，解决常规定向井(或斜井)和常规水平井螺杆钻具滑动钻进定向困难和托压问题，而且可替代国外旋转导向钻井工具，大幅度降低大斜度定向井、超大位移定向井和高难度水平井钻井成本，对我国强占世界钻井技术制高点，引领世界钻井技术进步，改变世界能源格局具有非常重要意义。

本发明专利采用的具体技术方案是：

静态、推靠式液压旋转导向钻井工具主要由下接头、调节喷嘴、传动轴、液压端壳体、外筒、油腔弹簧、油腔活塞环、密封筒、花键筒、锁紧筒、导向锁紧座、非导向锁紧座、锁紧套、锁紧挡环、上接头、液压端柱塞、液压端翼板、液压端压板、锁紧弹簧、锁紧钢珠和锁紧活塞组成。