[实用新型]一种短半径定向钻井工具

说明书

本实用新型涉及一种短半径定向钻井工具，通过可控钻压扭矩传递短节阵列实现短半径旋转导向定向钻井的同时，利用设于所述可控钻压扭矩传递短节阵列内部且与其同步旋转和/或偏转的接力通讯装置，实现近钻头电气装置与井口端通讯设备的信息传递，有效解决超短半径分支井及短半径分支井可控轨迹钻探的信息传输问题，提高动力传输稳定性和电气线路安全性，所述可控钻压扭矩传递短节阵列具有极高的灵活性，便于导向装置采用更小的力取得满足短半径井造斜要求的导向效果，可使短半径定向钻井工具实现旋转钻井条件下的短半径可控轨迹钻井，具有极大工程意义和实用价值。

技术领域

本实用新型涉及石油开采及钻探技术领域，特别是一种短半径定向钻井工具及方法。

背景技术

定向井钻井工具分为滑动导向钻井工具和旋转导向钻井工具。滑动导向钻井工具的下部钻具一般由动力钻具和弯接头组成，整个钻柱不作旋转运动，由钻井循环介质驱动螺杆带动钻头做旋转运动，并通过弯接头工具面角的变化来改变钻具的井斜和方位性能，存在定向作业期间钻具不旋转、无法完成短半径定向钻井作业等限制。如连续油管定向钻具组合可以实现短半径钻井，但由于其无法旋转钻进，甚至不能顺利实现定向作业，且管柱容易破损和断裂，不适合承担高扭矩，因而不适用于大直径井眼钻探、水平井钻探、分支井钻探，在短半径定向钻井过程中更加难以取得满足现场需求的效果。

旋转钻井设备的下部钻具的组合结构可以是简单的，只包括钻头、接头、钻挺和钻杆；也可以是复杂的，包括钻头、稳定器、无磁钻挺、钻挺、接头、加重钻杆和普通钻杆等等。旋转钻井设备的下部钻具组合一般是通过不同稳定器的安放位置或者其他的钻具组合关系变化来控制钻具的造斜性能，可实现旋转钻井的定向井钻具组合的极限造斜率极低。可在旋转状态下提供钻井的井下工具有旋转导向技术，一般的旋转导向造斜能力在6°/30米左右，目前国际最先进的斯伦贝谢公司的最短半径定向导向仅能达到15°/30米，在小井眼中最也不超过18°/30米。然而在短-超短半径钻井领域中，造斜曲率半径要求一般在10米-60米之间。现有最先进的旋转导向系统先天性的无法被弯折，几乎不可能适应本实用新型所述的短半径钻井实际需求。其造斜能力以及通过弯曲井眼的能力均无在旋转钻井条件下实现转弯半径在 10米-60米之间的短半径定向钻井的先例。其他有关产品也均存在无法在旋转钻井条件下实现井眼轨迹控制的功能，导致严重的拖钻压问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种短半径定向钻井工具及方法，针对短半径井钻井中，其他钻井工具无法实现旋转钻井的问题，本实用新型通过可控钻压扭矩传递短节阵列实现短半径和/或超短半径井眼内的钻压扭矩传输，并为钻头提供旋转动力，并通过在可控钻压扭矩传递短节阵列前部设置导向装置，在可控钻压扭矩传递短节阵列内部布设穿越钻压扭矩传递短节且随可控钻压扭矩传递短节阵列同步旋转的过钻压扭矩传递短节电气线路进行可控钻压扭矩传递短节阵列内部各个电路之间的电气连接，实现短半径旋转定向钻井中钻压、扭矩传递的同时实现可靠电力传输与信息传输，降低旋转钻井过程中井斜控制的难度，使稳定可靠的短半径旋转导向钻井技术成为可能。

本实用新型技术方案如下：