一種降低滑動定向鉆進摩阻的井下工具的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種井下鉆探領域，更具體地說，涉及一種降低滑動定向鉆進摩阻的井下工具。
【背景技術】
[0002]近年來隨著國內頁巖氣開發(fā)的不斷深入，叢式水平井鉆井模式的廣泛應用，出現(xiàn)了很多復雜三維定向井和長水平段水平井，導致井下摩阻增大，滑動定向施工過程中容易遇到托壓問題，給正常定向施工造成極大阻礙。這種問題采用常規(guī)方法處理如改善鉆井液性能、劃眼、洗井等，效果一般且會消耗大量的生產(chǎn)時間。如選用旋轉導向、水力振蕩器、頂驅滑動鉆進控制系統(tǒng)等方案，雖然能夠解決問題，但使用價格昂貴，會使得鉆井成本變高而沒有效益。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明要解決的技術問題在于，提供一種結構簡單，使用成本低，且能較好地降低鉆具摩阻，解除滑動定向施工托壓現(xiàn)象的井下工具。
[0004]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:構造一種降低滑動定向鉆進摩阻的井下工具，包括上接頭、上外筒、上芯軸、下接頭、下外筒和下芯軸，所述上接頭與上外筒固定連接，所述下接頭與下芯軸連接，所述上外筒和下外筒固定連接，所述上芯軸位于上外筒內，所述下芯軸位于下外筒內，所述上芯軸上設有上限位塊，所述下芯軸上設有下限位塊，所述上限位塊連接第一彈簧，所述下限位塊連接第二彈簧；
[0005]滑動定向鉆進時，所述上芯軸和下芯軸伸出，所述上限位塊伸出并與所述上外筒的端部接觸，與所述上接頭連接的上部鉆具可自由轉動，與所述下接頭連接的下部鉆具不轉動；
[0006]需要復合鉆進時，所述上限位塊在第一彈簧的作用下縮回，上芯軸和下芯軸縮回，當下外筒與下接頭嚙合時，所述下限位塊伸出卡住所述下外筒的止動部，上部鉆具和下部鉆具一起轉動。
[0007]上述方案中，所述上限位塊與上芯軸之間設有密封圈和壓塊，所述下限位塊與下芯軸之間設有密封圈和壓塊。
[0008]上述方案中，所述上限位塊在與所述上外筒接觸的面上設有滾珠。
[0009]上述方案中，所述下外筒的止動部處設有平面軸承和滾動軸承。
[0010]上述方案中，所述上芯軸端部還設有導向塊，所述上外筒內部設有與所述導向塊配合的導向槽。
[0011]上述方案中，需要復合鉆進時，所述下外筒和下接頭通過花鍵嚙合。
[0012]實施本發(fā)明的降低滑動定向鉆進摩阻的井下工具，具有以下有益效果:
[0013]本發(fā)明工具為純機械結構，可以在“離”與“合”兩種狀態(tài)下自由轉換?！昂稀睜顟B(tài)下可將扭矩及鉆壓傳遞給下部鉆具，不影響鉆井施工；“離”狀態(tài)下上部管柱可自由旋轉，大幅降低滑動磨阻，且不影響工具以下鉆具的滑動定向鉆進。利用該工具，與現(xiàn)有旋轉導向等高端技術相比，可以大幅降低鉆井施工費用。
【附圖說明】
[0014]下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中:
[0015]圖1是井下工具在“離”狀態(tài)下的結構示意圖；
[0016]圖2是圖1中的A-A剖視圖；
[0017]圖3是圖1中上限位塊處的局部放大示意圖；
[0018]圖4是井下工具在“合”狀態(tài)下的結構示意圖；
[0019]圖5是圖4中下限位塊處的局部放大示意圖。
【具體實施方式】
[0020]為了對本發(fā)明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細說明本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0021]如圖1-圖5所示，本發(fā)明降低滑動定向鉆進摩阻的井下工具包括上接頭1、上外筒3、上芯軸10、下接頭17、下外筒11和下芯軸16，上接頭1與上外筒3固定連接，下接頭17與下芯軸16連接，上外筒3和下外筒11固定連接，上芯軸10位于上外筒3內，下芯軸16位于下外筒11內。上接頭1母扣端與上部鉆具由螺紋連接，下接頭17與下部鉆具母扣端連接。上芯軸10上端為光滑圓柱體，下芯軸16的下端內壁為花鍵形式。上芯軸10上設有上限位塊5，下芯軸16上設有下限位塊15，上限位塊5連接第一彈簧8，下限位塊15連接第—?彈貪18。
[0022]上限位塊5和下限位塊15為液壓驅動式的活動擋塊。上限位塊5與上芯軸10之間設有密封圈和壓塊9，下限位塊15與下芯軸16之間設有密封圈和壓塊9。上限位塊5在與上外筒3接觸的面上設有滾珠6，下外筒11的止動部處設有平面軸承12和滾動軸承13。上芯軸10端部還設有導向塊4，上外筒3內部設有與導向塊4配合的導向槽2。
[0023]如圖1-圖3所示，當下外筒11與下接頭17處于完全“離”的狀態(tài)下，上芯軸10和下芯軸16伸出。在開栗狀態(tài)下，上限位塊5伸出，上限位塊5伸出并與上外筒3的端部接觸，擋住上芯軸10上行，保證能夠給鉆具施加鉆壓。同時，上外筒3下端面與上限位塊5上的滾珠6接觸，可以保證上外筒3及與之相連的上部鉆具一起自由旋轉，不影響與下芯軸16相連的下部鉆具滑動定向施工。
[0024]如圖4、圖5所示，當需要從滑動定向轉換成復合鉆進方式時，即將工具狀態(tài)從“離”的狀態(tài)下轉換成“合”的狀態(tài)。停栗，上限位塊5在第一彈簧8的作用下縮回，下壓鉆具，上芯軸10和下芯軸16上行，在導向塊4的引導下，下外筒11與下接頭17處的花鍵嚙合，開栗，下限位塊15伸出卡住下外筒11的止動部，防止脫鍵，完成狀態(tài)轉換。當上下外筒11處于完全“合”的狀態(tài)下，鉆具能夠正常實施復合鉆進方式。
[0025]當需要從復合鉆進轉換成滑動定向方式時，即將工具狀態(tài)從“合”的狀態(tài)下轉換成“離”的狀態(tài)。停栗，下限位塊15在第二彈簧18作用下縮回，輕微上提鉆具，下部鉆具在井下摩阻的作用下保持不動，下外筒11與下接頭17分開，上行至上限位塊5之上，開栗，上限位塊5伸出，完成狀態(tài)轉換。
[0026]上面結合附圖對本發(fā)明的實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護之內。
【主權項】
1.一種降低滑動定向鉆進摩阻的井下工具，包括上接頭(I)、上外筒(3)、上芯軸(10)、下接頭(17)、下外筒(11)和下芯軸(16)，所述上接頭⑴與上外筒(3)固定連接，所述下接頭(17)與下芯軸(16)連接，所述上外筒(3)和下外筒(11)固定連接，所述上芯軸(10)位于上外筒(3)內，所述下芯軸(16)位于下外筒(11)內，其特征在于，所述上芯軸(10)上設有上限位塊(5)，所述下芯軸(16)上設有下限位塊(15)，所述上限位塊(5)連接第一彈簧(8)，所述下限位塊(15)連接第二彈簧(18); 滑動定向鉆進時，所述上芯軸(10)和下芯軸(16)伸出，所述上限位塊(5)伸出并與所述上外筒(3)的端部接觸，與所述上接頭(I)連接的上部鉆具可自由轉動，與所述下接頭(17)連接的下部鉆具不轉動； 需要復合鉆進時，所述上限位塊(5)在第一彈簧(8)的作用下縮回，上芯軸(10)和下芯軸(16)縮回，當下外筒(11)與下接頭(17)嚙合時，所述下限位塊(15)伸出卡住所述下外筒(11)的止動部，上部鉆具和下部鉆具一起轉動。2.根據(jù)權利要求1所述的降低滑動定向鉆進摩阻的井下工具，其特征在于，所述上限位塊(5)與上芯軸(10)之間設有密封圈(7)和壓塊(9)，所述下限位塊(15)與下芯軸(16)之間設有密封圈(14)和壓塊(9)。3.根據(jù)權利要求1所述的降低滑動定向鉆進摩阻的井下工具，其特征在于，所述上限位塊(5)在與所述上外筒(3)接觸的面上設有滾珠(6)。4.根據(jù)權利要求1所述的降低滑動定向鉆進摩阻的井下工具，其特征在于，所述下外筒(11)的止動部處設有平面軸承(12)和滾動軸承(13)。5.根據(jù)權利要求1所述的降低滑動定向鉆進摩阻的井下工具，其特征在于，所述上芯軸(10)端部還設有導向塊(4)，所述上外筒(3)內部設有與所述導向塊⑷配合的導向槽⑵。6.根據(jù)權利要求1所述的降低滑動定向鉆進摩阻的井下工具，其特征在于，需要復合鉆進時，所述下外筒(11)和下接頭(17)通過花鍵嚙合。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種降低滑動定向鉆進摩阻的井下工具，包括上接頭、上外筒、上芯軸、下接頭、下外筒和下芯軸，上接頭與上外筒固定連接，下接頭與下芯軸連接，所述上外筒和下外筒固定連接，所述上芯軸位于上外筒內，所述下芯軸位于下外筒內，所述上芯軸上設有上限位塊，所述下芯軸上設有下限位塊，所述上限位塊連接第一彈簧，所述下限位塊連接第二彈簧。本發(fā)明工具為純機械結構，可以在“離”與“合”兩種狀態(tài)下自由轉換。“合”狀態(tài)下可將扭矩及鉆壓傳遞給下部鉆具，不影響鉆井施工；“離”狀態(tài)下上部管柱可自由旋轉，大幅降低滑動磨阻，且不影響工具以下鉆具的滑動定向鉆進。利用該工具，與現(xiàn)有旋轉導向等高端技術相比，可以大幅降低鉆井施工費用。
【IPC分類】E21B17/02, E21B7/04
【公開號】CN105350912
【申請?zhí)枴緾N201510772635
【發(fā)明人】彭小平, 何龍, 孫文常, 郝玉芬, 趙勇, 高云偉, 沈爍, 李奇, 尚瓊, 李世勇
【申請人】中石化石油工程技術服務有限公司, 中石化江漢石油工程有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年11月12日