[发明专利]一种高可靠性柔性导向钻井工具

说明书

本发明公开了一种高可靠性柔性导向钻井工具，包括依次连接的导向区段、柔性驱动钻柱和刚性驱动钻柱；导向区段，包括导向钻进短节、电驱动执行器、导向执行机构，所述导向钻进短节包括导向短节本体和钻头，所述钻头连接于所述导向短节本体下部；还包括减速装置和/或丝杠传动装置，所述电驱动执行器通过减速装置和/或丝杠传动装置驱动所述导向执行机构执行导向动作；且所述电驱动执行器由驱动控制模块进行控制；所述柔性驱动钻柱内部设置有沿轴向贯通的贯通结构，能形成沿柔性驱动钻柱轴线方向的贯通流道；所述刚性驱动钻柱用于驱动所述柔性驱动钻柱旋转，并通过所述柔性驱动钻柱驱动导向区段旋转钻进。

技术领域

本发明涉及钻井、钻孔技术领域，具体是一种高可靠性柔性导向钻井工具。

背景技术

对地下物质资源和空间资源进行勘探开发需要大量应用钻井技术。现有的导向钻井技术主要有井下马达导向钻井技术和旋转导向钻井技术。上述技术可达到的最大造斜率一般不超过15°/30米，均无法实现曲率半径小于60米的钻井可控轨迹短半径导向钻井。现有技术中还存在诸多无法有效控制井眼轨迹的径向或短半径钻井技术，此类技术对地下资源开发利用效果不佳。然而针对转弯半径小于10米的极短半径钻井领域，现有径向钻井技术或短半径钻井技术不具备导向功能，无法实现井眼轨迹的控制。由于目前使用的旋转导向系统先天性的无法被弯折，几乎不可能适应短半径钻井实际需求，并且无法在旋转钻井条件下实现短半径至极短半径定向钻井。现有技术中的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。上述短-极短半径钻井也包含通过所述短-极短半径井段，在短-极短半径井段的井底端继续进行导向钻井。

针对上述问题，本发明提出了有效的解决方案。即通过将电驱动执行器、液压配液装置设置于不同短节承载短节的方式减小各个承载短节的长度，以达到大幅度提高高可靠性柔性导向钻井工具通过性能的目的。

因此，有必要提供一种高可靠性柔性导向钻井工具，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高可靠性柔性导向钻井工具，包括依次连接的导向区段、柔性驱动钻柱；其中：

导向区段，包括导向钻进短节、电驱动执行器，所述导向钻进短节包括导向短节本体、导向执行机构和钻头，所述钻头连接于所述导向短节本体下部；

还包括减速装置和/或丝杠传动装置，所述电驱动执行器通过减速装置和/或丝杠传动装置驱动所述导向执行机构执行导向动作；且所述电驱动执行器由驱动控制模块进行控制；

柔性驱动钻柱，所述柔性驱动钻柱包括扭矩传递串列和承压软管，所述扭矩传递串列穿设于所述承压软管的内部或所述承压软管穿设于所述扭矩传递串列的内部；或者，所述柔性驱动钻柱为多个由上至下依次连接的万向传动机构串列；

所述柔性驱动钻柱内部设置有沿轴向贯通的贯通结构，能形成沿柔性驱动钻柱轴线方向的贯通流道。

进一步，作为优选，所述导向区段还包括驱动短节、柔性驱动控制轴，所述导向钻进短节和所述驱动短节之间采用扭矩传递结构连接；所述柔性驱动控制轴包括万向轴、弹性杆、弹性管中的任意一种或组合；所述柔性驱动控制轴穿越设置于所述导向钻进短节和所述驱动短节之间的扭矩传递结构内部；所述电驱动执行器设置于驱动短节内部；

所述导向短节本体内设置有导向执行机构，所述导向执行机构包括至少一组液压驱动组件和液压配液装置；所述液压配液装置分别与所述液压驱动组件和贯通流道相连通；所述电驱动执行器能驱动液压配液装置，用于使所述导向执行机构与所述贯通流道周期性连通；