專利名稱：鉆頭導(dǎo)向器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種地質(zhì)勘探定向鉆井的鉆頭導(dǎo)向工具。
目前，定向井鉆進(jìn)的鉆頭軌跡控制主要是采用彎接頭加井底動(dòng)力鉆具(螺桿或蝸輪鉆具)的定向鉆井工藝，而該工藝普遍存在如下不足一是動(dòng)力鉆具轉(zhuǎn)速高、功率小，致使鉆頭使用壽命短，加不上鉆壓，影響鉆速；二是使用彎接頭和動(dòng)力鉆具產(chǎn)生較大蹩勁和反扭角，增大施工難度；三是動(dòng)力鉆具造價(jià)高，維修費(fèi)用大，以及對(duì)鉆井液凈化要求高等導(dǎo)致建井周期長(zhǎng)和成本高。
本實(shí)用新型的目的是提供一種無(wú)需使用彎接頭和動(dòng)力鉆具而能直接用轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)定向鉆進(jìn)，又具有使用方便可靠、造價(jià)低廉的鉆頭導(dǎo)向器。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的鉆頭導(dǎo)向器主要由上接頭、下接頭、心管、異徑套、舵板、舵板銷、鎖銷、頂銷、限位環(huán)、軸承、盤根、定向鍵組成。一根兩端帶螺紋的心管與上、下接頭相連，心管上設(shè)有一個(gè)臺(tái)階狀徑向孔，外孔大帶螺紋，內(nèi)孔有盤根槽和盤根，中間帶凸棱的頂銷和外緣帶螺紋的限位環(huán)設(shè)在臺(tái)階孔內(nèi)，心管的兩頭設(shè)有外臺(tái)肩，上有軸承。外園一邊徑大、一邊徑小的異徑套套于心管外，異徑套兩頭各有兩個(gè)內(nèi)臺(tái)肩，一個(gè)位于心管上的軸承處，一個(gè)支承與接頭相連的軸承，在異徑套大徑一側(cè)靠近小徑處有兩條對(duì)稱的軸向凹槽，槽的兩端設(shè)有帶孔的耳環(huán)，兩個(gè)橫斷面如逗點(diǎn)狀、大端有軸向孔的舵板分別置于槽內(nèi)，由舵板銷將其連接于耳環(huán)上，在異徑套上還有一徑向孔，孔內(nèi)有盤根槽和盤根，一鎖銷置于孔內(nèi)。上接頭與下接頭兩端有與鉆桿和心管相連接的螺紋，與心管相連一端有內(nèi)裝盤根的盤根槽和支承軸承的臺(tái)肩。在上接頭內(nèi)還裝有一個(gè)帶尖棱的定向鍵。
本實(shí)用新型導(dǎo)向器是一種在鉆頭最近點(diǎn)形成一個(gè)固定方位的切削支點(diǎn)，導(dǎo)致鉆頭按設(shè)計(jì)方位切削的工具，它無(wú)需使用彎接頭和動(dòng)力鉆具，從根本上消除了使用上述工具所帶來(lái)的不足，而是直接用轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)鉆頭破碎巖石，所以機(jī)械鉆速高，鉆頭使用壽命長(zhǎng)，無(wú)反扭角等影響，可以使定向井的造斜和防斜段一氣呵成，減少了方位漂移的概率，從而縮短了建井周期，提高了建井質(zhì)量，還大幅度地降低鉆井成本。
以下結(jié)合附圖對(duì)本導(dǎo)向器作進(jìn)一步描述


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是
圖1的剖視圖。
本導(dǎo)向器由上接頭12、下接頭1、心管5、異徑套6、舵板15、舵板銷14、鎖銷8、頂銷10、限位環(huán)11、軸承3、4，定向鍵13和盤根2、7、9等組成。一根兩端帶螺紋的心管5與上接頭12、下接頭1相連，心管5兩頭設(shè)有外臺(tái)肩，上裝有滾動(dòng)軸承4，在心管5上還有一個(gè)外大內(nèi)小的臺(tái)階狀徑向孔，外孔有螺紋，內(nèi)孔有盤根槽，內(nèi)裝有密封盤根9，一個(gè)兩端為園柱形、中間帶凸棱的頂銷10裝于臺(tái)階孔內(nèi)，一端為盤根所密封，一個(gè)外緣帶螺紋、中間有園孔的限位環(huán)11從頂銷10另一端套入裝在孔的螺紋處，頂銷10安裝后其活動(dòng)范圍向外銷高剛好與心管5外園平，向內(nèi)低于心管5外園8至10mm。在心管5外套有一異徑套6，異徑套6一邊徑大、一邊徑小，長(zhǎng)于心管5，兩端各有兩個(gè)內(nèi)臺(tái)肩，一個(gè)位于滾動(dòng)軸承4處，一個(gè)支承推力軸承3，在異徑套6大徑一側(cè)靠近小徑的地方有兩條對(duì)稱的軸向凹槽，槽的兩頭設(shè)有帶軸孔的耳環(huán)，有兩個(gè)橫斷面如逗點(diǎn)狀、大端有軸向孔的舵板15分別置于槽內(nèi)，并由舵板銷14將其連接于耳環(huán)上，舵板15能繞舵板銷14轉(zhuǎn)一角度，張開(kāi)時(shí)大于井眼直徑，收攏時(shí)貼于異徑套6上與井眼等徑。異徑套6還有一徑向孔，孔的軸向位置與心管5安裝的臺(tái)階孔相一致，其孔徑大于臺(tái)階孔的內(nèi)孔徑，略小于限位環(huán)11內(nèi)徑，孔內(nèi)有盤根槽和盤根7，一個(gè)大小、長(zhǎng)短與孔相匹配的鎖銷8置于孔內(nèi)，由盤根7密封，并能插入限位環(huán)11內(nèi)。上接頭12和下接頭1兩端有與鉆桿和心管5相連的螺紋，與異徑套6相接處有盤根槽和與之蜜封的盤根2，盤根槽后還有一個(gè)支承止推軸承3的臺(tái)肩，在上接頭12里還有一個(gè)帶尖棱的定位健13。安裝時(shí)將鎖銷8壓入限位環(huán)11內(nèi)，實(shí)施鎖定，并記錄定位鍵13與異徑套6小徑邊的中位線即導(dǎo)向器導(dǎo)向方位的角度。本導(dǎo)向器下井時(shí)由于鎖銷8的截面積大于頂銷10密封端的截面積，井下液柱壓力使鎖銷8仍保持鎖定位置。它裝于鉆頭上部，隨鉆具下到井底后，用單點(diǎn)定向測(cè)斜儀測(cè)出定位鍵13的方位，了解導(dǎo)向器的導(dǎo)向方位與設(shè)計(jì)定向鉆進(jìn)方位是否一致，或者需要調(diào)整的角度，使調(diào)整導(dǎo)向方位符合鉆進(jìn)方位要求后才開(kāi)泵，由于鉆桿內(nèi)泵壓大于環(huán)形空間的泵壓，故頂銷10受力向外將鎖銷8頂出限位環(huán)11而解除鎖定，隨后加壓和轉(zhuǎn)動(dòng)鉆柱，又由于異徑套6的大徑邊的外徑與鉆頭近似，而小邊比大邊的小12至20mm。加壓后異徑套的大邊成了鉆柱的支點(diǎn)，迫使鉆頭向?qū)蚱鞯膶?dǎo)向方位鉆進(jìn)，與此同時(shí)，因鉆柱正轉(zhuǎn)，舵板15刮到井壁而打開(kāi)并切入井壁，使異徑套不能轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到造斜和定向鉆進(jìn)的目的。通過(guò)調(diào)節(jié)鉆壓，改變導(dǎo)向器與鉆頭的距離或變更異徑套6外徑等方法均可控制造斜率的大小。
權(quán)利要求1.一種鉆頭導(dǎo)向器，主要由上接頭、下接頭、心管、異徑套、舵板、舵板銷、鎖銷、頂銷、限位環(huán)、軸承、盤根及定向健組成，其特征在于一根兩端帶螺紋的心管(5)與上接頭(12)、下接頭(1)相連，心管(5)上設(shè)有臺(tái)階狀徑向孔，外孔大、帶螺紋，內(nèi)孔有盤根槽和盤根(9)，中間帶凸棱的頂銷(10)和外緣帶螺紋的限位環(huán)(11)設(shè)在臺(tái)階孔內(nèi)，心管(5)的兩頭還設(shè)有外臺(tái)肩，上有軸承(4)，一個(gè)外園一邊徑大、一邊徑小的異徑套(6)套于心管(5)外，兩頭各有兩個(gè)內(nèi)臺(tái)肩，一個(gè)于心管(5)的軸承(4)處，另一個(gè)分別裝有軸承(3)，異徑套(6)大徑一側(cè) 靠近小徑處有兩條對(duì)稱的軸向凹槽，槽的兩端設(shè)有帶孔的耳環(huán)，兩個(gè)橫斷面如逗點(diǎn)狀、大端有軸向孔的舵板(15)分別置于槽內(nèi)，舵板銷(14)將其連接于耳環(huán)上，在異徑套(6)上還有一徑向孔，孔內(nèi)有盤根槽和盤根(7)，一鎖銷(8)置于孔內(nèi)，上接頭(12)與下接頭(1)兩端分別有與鉆桿和心管5相連的螺紋，與心管(5)相連一端有內(nèi)裝盤根(2)的盤根槽和支承軸承(3)的臺(tái)肩，上接頭(12)內(nèi)還裝有一個(gè)帶尖棱的定向鍵(13)。
專利摘要一種定向鉆井的導(dǎo)向器，由上、下接頭、心管、導(dǎo)徑套、舵板、頂銷、限位環(huán)、軸承等組成，并裝于鉆頭上部，下井時(shí)，套于心管外的異徑套有鎖銷將心管鎖注，到井底后開(kāi)泵解鎖，導(dǎo)徑套上的舵板打開(kāi)吃入井壁而將異徑套的方位固定，由于異徑套一邊徑大、一邊徑小，加鉆壓后，大徑邊作為鉆柱支點(diǎn)迫使鉆頭向?qū)蚱魉鶎?dǎo)的方位鉆進(jìn)，故無(wú)需使用彎接頭和動(dòng)力鉆具而直接用轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)鉆進(jìn)，具有鉆速高、使用方便、降低鉆井成本等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21B17/00GK2252878SQ96211800
公開(kāi)日1997年4月23日 申請(qǐng)日期1996年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月31日
發(fā)明者王國(guó)祥 申請(qǐng)人:江蘇石油勘探局鉆井處