一种基于磁力的机械式静态推靠式自动垂直钻井纠斜钻具制造技术

本发明专利技术涉及的是一种基于磁力的机械式静态推靠式自动垂直钻井纠斜钻具，它包括静态井筒、内钻柱、钻头，静态井筒设置钻井液分流区域、推靠装置区域、钻井液收集装置；钻井液分流区域位于推靠装置区域上方，推靠装置区域下方设置钻井液收集装置，内钻柱从上而下自中心穿过钻井液分流区域的内钻柱孔、推靠装置区域的内钻柱孔、钻井液收集装置并与钻头刚性连接，内钻柱与钻井液分流区域的内钻柱孔、推靠装置区域的内钻柱孔、钻井液收集装置连接处均设有转轴，内钻柱自转时带动钻头一起旋转。当发生井斜时，推靠装置区域可伸出推靠板作用在井眼高边井壁上，直到井斜校正后才复位。本发明专利技术可有效解决钻井防斜、纠斜问题，提高直井钻井效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁力的机械式静态推靠式自动垂直钻井纠斜钻具
[0001]
：本专利技术涉及的是石油钻井工程领域，具体涉及的是一种基于磁力的机械式静态推靠式自动垂直钻井纠斜钻具。
[0002]
技术介绍
：在垂直钻井过程中，随着钻进深度不断加深，地下构造更加复杂，由于地层倾角、层状结构、各向异性、软硬地层交替及断层等原因导致井斜发生，而井斜一直是制约钻进速度和钻孔质量的重要因素，突出的井斜问题不仅会造成机械钻速低，耽误钻井时间，增加钻井成本，增加钻井困难，造成严重事故，还会直接影响固井质量，影响井下分层开采和注水工作，引起油管和推油杆磨损折断等，成为阻碍进行钻探施工直接因素。
[0003]自动垂直钻井技术是一种利用井下钻具装置自动进行防斜纠斜的直井作业技术，经过多年发展，自动垂直钻井纠斜钻具可以在复杂地层钻进过程中，利用自身结构自动防斜纠斜，有效解决井斜问题。但现有的纠斜钻井系统非常昂贵，且电子器件不耐高温，易损坏，可靠性能差。如何让钻具在直井钻进过程中更加可靠，减少事故发生率的同时减少成本是现在急需解决的问题。
[0004]
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种基于磁力的机械式静态推靠式自动垂直钻井纠斜钻具，这种基于磁力的机械式静态推靠式自动垂直钻井纠斜钻具用于解决现有的自动垂直钻井纠斜钻井系统非常昂贵，且电子器件不耐高温，易损坏，可靠性能差的问题。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：这种基于磁力的机械式静态推靠式自动垂直钻井纠斜钻具包括静态井筒、内钻柱、钻头，静态井筒设置钻井液分流区域、推靠装置区域、钻井液收集装置；钻井液分流区域位于推靠装置区域上方，推靠装置区域下方设置钻井液收集装置，内钻柱从上而下自中心穿过钻井液分流区域的内钻柱孔、推靠装置区域的内钻柱孔、钻井液收集装置并与钻头刚性连接，内钻柱与钻井液分流区域的内钻柱孔、推靠装置区域的内钻柱孔、钻井液收集装置连接处均设有转轴，内钻柱自转时带动钻头一起旋转；钻井液分流区域从上到下间隔设置钻井液分流板、滑轨分流钻井液平台、偏重滑板分流钻井液平台，推靠装置区域从上到下间隔设置推靠装置区上封板、推靠装置平台，钻井液分流板、滑轨分流钻井液平台、偏重滑板分流钻井液平台、推靠装置区上封板、推靠装置平台均沿周向均匀设置过流孔；钻井液分流板的过流孔、滑轨分流钻井液平台的过流孔之间通过伸缩软管连接，滑轨分流钻井液平台的过流孔、偏重滑板分流钻井液平台的过流孔之间通过过流管连接；偏重滑板分流钻井液平台的过流孔、推靠装置区上封板的过流孔之间也通过过流管连接；钻井液分流区域设置有自重钻井液导流平台，自重钻井液导流平台设置于钻井液分流板与滑轨分流钻井液平台之间并通过平衡钢索固定，自重钻井液导流平台通过其各个导流板与各伸缩软管连接，钻井液分流板与各导流板上端面之间均设置平衡钢索，各导流板下端面与偏重滑板分流钻井液平台之间均设置滑轨板块推拉杆，平衡钢索与滑轨板块推
拉杆一一对应，各伸缩软管成圈环绕在各平衡钢索外；每个滑轨板块推拉杆一端与导流板的滑轨板块推拉杆连接口连接，另一端穿过滑轨分流钻井液平台上封板的滑轨板块推拉杆移动区并与滑轨分流钻井液装置中滑轨挡板的滑轨板块推拉杆连接口连接，两端连接处都用固定轴心在固定轴心孔处固定；偏重滑板分流钻井液平台上封板与其下的带偏重滑板装置连接，带偏重滑板装置包括带偏重滑板平台、偏重滑板、可伸缩滑轨，可伸缩滑轨的移动内轨靠近封盖处端口与偏重滑板内端固定连接，可伸缩滑轨的固定外轨远离封盖处端口与带偏重滑板平台的中心固定连接，封盖与固定外轨固定连接，偏重滑板的增压泄流孔端与带偏重滑板平台的过流孔相邻；所述推靠装置区域包括推靠装置区上封板、推靠装置平台，推靠装置平台上与每个推靠装置区上封板过流孔相对应处设置一个推靠装置，推靠装置包括可伸缩弧形推靠装置
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N磁、带N磁板隔磁装置、可过流伸缩推靠装置
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N磁、带S磁板隔磁装置、伸缩推靠装置
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N磁、伸缩支撑装置，可伸缩弧形推靠装置
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N磁包括限位外滑轨、限位外滑轨末端固定区，限位外滑轨末端固定区设置于推靠装置平台上，限位外滑轨末端固定于推靠装置底台上端的限位外滑轨末端固定区，限位外滑轨内有N磁推板，N磁推板与限位外滑轨之间设置弹簧，N磁推板能从限位外滑轨内伸出或回缩，N磁推板伸出时，N磁推板伸出端伸入到三方连接墙的限位外滑轨顶端固定区中；三方连接墙放置于推靠装置平台的三方连接墙固定区处，三方连接墙内包括带N磁板隔磁装置、可过流伸缩推靠装置
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N磁、带S磁板隔磁装置，带N磁板隔磁装置和带S磁板隔磁装置的下面均设置伸缩支撑装置，两个伸缩支撑装置的限位外滑轨分别放置于推靠装置平台的伸缩支撑装置放置区，带N磁板隔磁装置和带S磁板隔磁装置的伸缩支撑装置接口与伸缩支撑装置的支撑内轨道连接；可过流伸缩推靠装置
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N磁中N磁载体的固定孔与推靠装置平台上的N磁载体支撑柱连接，推靠装置平台的过流孔处设置支撑平台，N磁载体支撑柱固定于支撑平台上；伸缩推靠装置
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N磁中放置N磁推靠板滑轨的尾端与三方连接墙的放置N磁推靠板滑轨尾端固定区连接，放置N磁推靠板滑轨顶端即N磁推靠板伸出端放置于静态井筒的N磁推靠板伸缩区处；推靠装置平台与其下的推靠装置下封板连接，钻井液收集装置中钻井液收集平台上封板和钻井液收集平台的钻头连接区处外接钻头；所述钻井液分流区域中的钻井液分流板、滑轨分流钻井液平台、偏重滑板分流钻井液平台和推靠装置区域中的推靠装置平台上封板、推靠装置区、钻井液收集装置都与静态井筒内壁固定连接；当发生井斜时，推靠装置区域可伸出N磁推靠板作用在井眼高边井壁上，直到井斜校正后才复位。
[0006]上述方案中滑轨板块推拉杆的两端为弧形，且两端在滑轨板块推拉杆连接口处都用固定轴心在固定轴心孔处固定，可保证发生井斜时，滑轨板块推拉杆能够发生偏转带动滑轨挡板移动；滑轨挡板初始位置均遮盖相应的过流孔一半空间，可保证发生井斜时，滑轨挡板移动时，井眼高边钻井液分流增加，井眼低边钻井液分流减少，完成对钻井液的重新分流。
[0007]上述方案中可伸缩滑轨内部有弹簧，弹簧设置于移动内轨上，可保证井斜校正过程中和井斜校正完成后弹簧往回拉偏重滑板。
[0008]上述方案中偏重滑板上有偏重块转轴，偏重块转轴靠近增压泄流孔端为轻块，远
离增压泄流孔端为偏重块，可保证发生井斜时，井眼低边的偏重滑板滑出距离到极限时，仍只有轻块部分会受到钻井液的冲刷，偏重块不会受到钻井液的冲刷，完成钻井液的分流；偏重块转轴轻块上方和偏重块下方有橡胶限位器，可保证偏重块转轴偏转到一定角度后停止偏转，同时减少轻块和偏重块的损伤；带偏重滑板平台上有偏重块转轴偏转区，偏重滑板分流钻井液平台上封板的过流孔有方形开口，可保证偏重转轴的轻块和偏重块有足够的偏转空间；带偏重滑板平台上有卡扣转轴，卡扣转轴位于偏重滑板之下，偏重块转轴发生顺时针偏转的偏重滑板被拉回时，偏重块与卡扣转轴接触，共同发挥卡扣作用，卡扣转轴可保证：减少偏重滑板滑出和被收回时的摩擦力；井斜校正过程中，偏重块转轴发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于磁力的机械式静态推靠式自动垂直钻井纠斜钻具，其特征在于：这种基于磁力的机械式静态推靠式自动垂直钻井纠斜钻具包括静态井筒（80）、内钻柱（11）、钻头（43），静态井筒（80）设置钻井液分流区域（1）、推靠装置区域（2）、钻井液收集装置（42）；钻井液分流区域（1）位于推靠装置区域（2）上方，推靠装置区域（2）下方设置钻井液收集装置（42），内钻柱（11）从上而下自中心穿过钻井液分流区域（1）的内钻柱孔、推靠装置区域（2）的内钻柱孔、钻井液收集装置（42）并与钻头（43）刚性连接，内钻柱（11）与钻井液分流区域（1）的内钻柱孔、推靠装置区域（2）的内钻柱孔、钻井液收集装置（42）连接处均设有转轴（14），内钻柱（11）自转时带动钻头（43）一起旋转；钻井液分流区域（1）从上到下间隔设置钻井液分流板（3）、滑轨分流钻井液平台（5）、偏重滑板分流钻井液平台（6），推靠装置区域（2）从上到下间隔设置推靠装置区上封板（40）、推靠装置平台（41），钻井液分流板（3）、滑轨分流钻井液平台（5）、偏重滑板分流钻井液平台（6）、推靠装置区上封板（40）、推靠装置平台均沿周向均匀设置过流孔（13）；钻井液分流板（3）的过流孔、滑轨分流钻井液平台（5）的过流孔之间通过伸缩软管（8）连接，滑轨分流钻井液平台（5）的过流孔、偏重滑板分流钻井液平台（6）的过流孔之间通过过流管（10）连接；偏重滑板分流钻井液平台（6）的过流孔、推靠装置区上封板（40）的过流孔之间也通过过流管（10）连接；钻井液分流区域（1）设置有自重钻井液导流平台（4），自重钻井液导流平台（4）设置于钻井液分流板（3）与滑轨分流钻井液平台（5）之间并通过平衡钢索（7）固定，自重钻井液导流平台（4）通过其各个导流板（16）与各伸缩软管（8）连接，钻井液分流板（3）与各导流板（16）上端面之间均设置平衡钢索（7），各导流板（16）下端面与偏重滑板分流钻井液平台（6）之间均设置滑轨板块推拉杆（9），平衡钢索（7）与滑轨板块推拉杆（9）一一对应，各伸缩软管成圈环绕在各平衡钢索外；每个滑轨板块推拉杆（9）一端与导流板的滑轨板块推拉杆连接口（17）连接，另一端穿过滑轨分流钻井液平台上封板（21）的滑轨板块推拉杆移动区并与滑轨分流钻井液装置中滑轨挡板的滑轨板块推拉杆连接口（17）连接，两端连接处都用固定轴心（20）在固定轴心孔（19）处固定；偏重滑板分流钻井液平台上封板（25）与其下的带偏重滑板装置（26）连接，带偏重滑板装置（26）包括带偏重滑板平台（36）、偏重滑板（27）、可伸缩滑轨（28），可伸缩滑轨（28）的移动内轨靠近封盖处端口与偏重滑板内端固定连接，可伸缩滑轨（28）的固定外轨远离封盖处端口与带偏重滑板平台的中心固定连接，封盖（34）与固定外轨（32）固定连接，偏重滑板（27）的增压泄流孔端与带偏重滑板平台（36）的过流孔相邻；所述推靠装置区域（2）包括推靠装置区上封板（40）、推靠装置平台（44），推靠装置平台（44）上与每个推靠装置区上封板过流孔相对应处设置一个推靠装置（45），推靠装置（45）包括可伸缩弧形推靠装置
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N磁（47）、带N磁板隔磁装置（48）、可过流伸缩推靠装置
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N磁（49）、带S磁板隔磁装置（50）、伸缩推靠装置
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N磁（51）、伸缩支撑装置（52），可伸缩弧形推靠装置
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N磁（47）包括限位外滑轨（54）、限位外滑轨末端固定区（72），限位外滑轨末端固定区（72）设置于推靠装置平台（44）上，限位外滑轨末端固定于推靠装置底台上端的限位外滑轨末端固定区，限位外滑轨（54）内有N磁推板（53），N磁推板（53）与限位外滑轨（54）之间设置弹簧（35），N磁推板（53）能从限位外滑轨内伸出或回缩，N磁推板（53）伸出时，N磁推板伸出端伸入到三方连接墙（46）的限位外滑轨顶端固定区（69）中；三方连接墙（46）放置于推靠装置平台（44）的三方连接墙固定区（75）处，三方连接墙（46）内包括带N磁板隔磁装置（48）、可过流
伸缩推靠装置
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N磁（49）、带S磁板隔磁装置（50），带N磁板隔磁装置（48）和带S磁板隔磁装置（50）的下面均设置伸缩支撑装置（52），两个伸缩支撑装置（52）的限位外滑轨分别放置于推靠装置平台（44）的伸缩支撑装置放置区（73），带N磁板隔磁装置（48）和带S磁板隔磁装置（50）的伸缩支撑装置接口（58）与伸缩支撑装置（52）的支撑内轨道（68）连接；可过流伸缩推靠装置
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N磁中N磁载体的固定孔与推靠装置平台上的N磁载体支撑柱连接，推靠装置平台（44）的过流孔处设置支撑平台，N磁载体支撑柱（74）固定于支撑平台上；伸缩推靠装置
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N磁（51）中放置N磁推靠板滑轨的尾端与三方连接墙（46）的放置N磁推靠板滑轨尾端固定区连接，放置N磁推靠板滑轨顶端即N磁推靠板伸出端放置于静态井筒的N磁推靠板伸缩区处；推靠装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：李沼萱，贾宇航，潘一，杨双春，程涣杰，孔祥慧，
申请(专利权)人：辽宁石油化工大学，
类型：发明
国别省市：