[实用新型]偏重叶轮式井下自动扶正工具

说明书

本实用新型涉及了一种偏重叶轮式井下自动扶正工具，由转换接头、动力总成和纠斜总成组成。所述动力总成后端通过螺纹连接转换接头，前端连接纠斜总成，钻进过程中，当井斜发生时，偏重套管较重一侧在重力作用下通过轴承a和轴承c自动旋转到井眼低边，带动连杆座旋转，使连杆a和连杆b始终位于井眼高边，通过动力总成的叶轮将液体能量转化为旋转的机械能，带动中心管旋转，滚轮座随中心管同步转动使凸轮上下往复运动，从而带动连杆a和连杆b连续推向井壁，产生一个周期性的反作用力来纠正井斜，实现正常钻进。本实用新型的偏重叶轮式井下自动扶正工具可以有效纠正井斜，保证垂直钻进的精度，从而提高钻井效率与钻井质量，节约生产成本。

技术领域

本实用新型属于石油天然气钻探工程领域一种新型井下钻井工具，尤其涉及一种偏重叶轮式井下自动扶正工具。

背景技术

因地层倾角、岩性变化及钻井工艺等因素导致的井斜问题会对钻井、完井等过程造成一系列危害，甚至导致不可挽回的重大损失，故控制井斜始终是钻井工程领域的技术难题。且随着石油勘探开发难度的不断增大，高陡构造、断层、盐层等复杂地质条件下的作业量急剧增加，传统的钟摆钻具、满眼钻具、偏轴钻具等被动式防斜技术已很难满足现代钻井工艺的需要，如何进行高效的防斜快打，实成本、高质量的钻井作业，已成为石油钻井工程中最为重要的关键问题。

在钻井过程中为了控制和调整井眼井斜，会大量使用扶正器，自动垂直钻井技术的出现很好地适应了现代钻井技术的发展要求,可有效释放钻压和扭矩,提高钻进效率。该技术源自德国大陆超深井计划(KTB 计划)，利用井下闭环电子控制系统控制靠近钻头的可伸缩推靠活塞推向井壁高边实现主动纠斜扶正，井斜可控制在 1°以下。在 KTB 钻井技术的基础上,国内外石油公司相继开发出了 Power V、Verti-Trak、V-Pilot、SL-AVDS、CGVDS等自动垂直钻井系统,均取得了良好的扶正效果。但自动垂直钻井扶正系统机械结构设计复杂，须配备高精度、高效率的信号采集分析系统，其电子控制系统在井底恶劣的工况下对密封性要求高，不耐高温，极易造成损坏，故整体造价及维修维护成本高。

实用新型内容

为解决背景技术中所述的在竖直井钻井作业过程中由于地层因素及技术原因造成的井斜情况，从而导致钻井效率低下、钻井成本高、钻井周期过长的问题， 本实用新型提供了一种偏重叶轮式井下自动扶正工具。

本实用新型的技术方案是：偏重叶轮式井下自动扶正工具由转换接头、动力总成和纠斜总成组成，动力总成后端通过螺纹连接转换接头，前端连接纠斜总成；所述的动力总成包括叶轮壳体、锁母、叶轮、叶轮轴、轴承端盖、螺钉a、串轴承、导流筒、耐磨环和传动轴，叶轮通过花键连接的方式安装在叶轮轴上，并利用锁母轴向固定，叶轮轴的前段安装在导流筒内，并将串轴承安装在导流筒内部，轴承端盖通过螺纹连接安装在导流筒端面，在导流筒的外圆柱面开有3个均匀分布的孔，在叶轮壳体安装导流筒处圆柱面开有3个均匀分布的螺纹孔，利用螺钉a将导流筒固定在叶轮壳体上，叶轮壳体后端与转换接头螺纹连接，传动轴后端通过螺纹固定在叶轮轴前端，在传动轴和叶轮轴的台阶之间安放耐磨环；所述纠斜总成包括密封环、中心管、矩形密封圈、轴承a、滚轮座、滚轮、螺钉b、偏重套管、凸轮、凸轮盖外环、螺钉c、凸轮盖内环、弹簧、弹簧座、销钉a、销钉b、连杆座、球铰、连杆a、滚筒、圆柱销、铰链销、连杆b、轴承b、套筒、轴承c和下接头，滚轮通过螺钉b安装在滚轮座上，将球铰通过凸轮盖外环、螺钉c以及凸轮盖内环安装于凸轮底部，将连杆座固定在轴承b上，从上到下依次将轴承a、滚轮座、凸轮、弹簧、弹簧座、轴承b、套筒和轴承c安装在中心管上，滚轮座依靠螺纹固定于中心管上，弹簧座依靠销钉b固定于中心管上，将滚筒通过圆柱销安装在连杆b右端，利用铰链销将连杆a与连杆b相连，再将连杆a与球铰下端连接，连杆b与连杆底座连接，预先将密封环、矩形密封圈安装到偏重套管上，再将偏重套管套装在轴承a和轴承c上，利用销钉a将连杆座固定在偏重套管上，中心管后端与传动轴螺纹连接，前端与下接头螺纹连接。