一种井下可调式造斜工具制造技术

本发明专利技术涉及一种石油天然气行业导向钻井用的井下可调式造斜工具。它实现井下调节钻柱造斜弯度的功能。其技术方案是：调弯总成的上弯筒下端和传动总成的传动壳体上端丝扣连接，调弯总成的万向轴下端和传动总成的转换接头上端丝扣连接；传动总成的传动轴下端和钻头丝扣连接；下弯筒上部圆筒插入上弯筒内腔下部斜孔内，下弯筒上部圆筒的公花键和上弯筒内腔下部斜孔的母花键对接配合；钢球置入上弯筒扶正翼上的径向螺纹孔内；螺帽和上弯筒扶正翼上的径向螺纹孔丝扣固紧；下TC轴承组、串轴承组、上TC轴承组依次套入传动轴外圆。本发明专利技术可以实现传动轴绕井下动力转矩中心轴0～4°的旋转，有效实现井下调节造斜弯度，改变井眼曲率半径的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种井下可调式造斜工具
本专利技术涉及一种石油天然气行业导向钻井用的井下可调式造斜工具。
技术介绍
在石油天然气行业中，钻井作业具有周期长、投入高、风险大、技术要求高的特点。随着钻井技术的不断进步，水平井得到了大规模的应用，普遍应用于几乎所有类型的油气藏开发工程中。水平井是指井斜达到或者接近90°，井身沿着水平井方向钻进一定长度的井，水平井可以大大提高油气藏采收率，改善老油田建井质量，具有良好的经济效益和社会效益。导向钻井技术是水平井钻井工艺的核心技术，导向钻井工具主要有LWD、螺杆钻具、稳定器、震击器、减震器、井下液力加力器等工具。由于钻井技术和施工工艺的限制，螺杆钻具是目前仍是导向钻井施工中普遍采用的一种井下工具。为了满足不同的施工要求和达到不同的施工目的，螺杆钻具在其发展过程中先后出现了多种类型，如单弯动力钻具、异向双弯动力钻具、铰接式动力钻具、可调弯度动力钻具、可调稳定器动力钻具等。导向钻井作业过程中，必然涉及到造斜工艺，目前造斜施工主要利用螺杆钻具和弯壳体配合使用。然而目前广泛应用的弯壳体均是在地面调节好弯度，再放入井下进行施工作业，却没有井下可调的造斜工具，满足不同井段造斜需求，扩张现有导向钻井技术的应用功能。基于上述技术背景，本专利技术特提供一种井下可调式造斜工具，可以在井下实现调节造斜弯度的功能，满足水平井复杂井身结构的施工需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是：为了实现井下调节钻柱造斜弯度的功能，特提供一种井下可调式造斜工具。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种井下可调式造斜工具，是由调弯总成和传动总成构成，调弯总成包括上弯筒、螺帽、钢球、下弯筒和万向轴，传动总成包括转换接头、上TC轴承组、传动壳体、串轴承组、下TC轴承组和传动轴；其结构特征是：调弯总成的上弯筒上端和螺杆钻具的定子外壳丝扣连接，调弯总成的万向轴上端和螺杆钻具的转子丝扣连接；调弯总成的上弯筒下端和传动总成的传动壳体上端丝扣连接，调弯总成的万向轴下端和传动总成的转换接头上端丝扣连接；传动总成的传动轴下端和钻头丝扣连接；在调弯总成中，上弯筒外部周向均匀设置六个扶正翼，上弯筒内腔上部设置为通孔，上弯筒内腔下部设置为斜孔，上弯筒内腔上部通孔中心轴和上弯筒内腔下部斜孔中心轴的夹角为2°，上弯筒内腔下部斜孔的上端设置为母花键，上弯筒一个扶正翼上设置一径向螺纹孔；下弯筒下部圆筒中心轴和下弯筒上部圆筒中心轴的夹角为2°，下弯筒上部圆筒外圆设置一圈滑槽，滑槽可以保证钢球在滑槽内轴向滑动的过程中，钢球只能在滑槽内周向单向转动，下弯筒上部圆筒的上端设置为公花键；下弯筒上部圆筒插入上弯筒内腔下部斜孔内，下弯筒上部圆筒的公花键和上弯筒内腔下部斜孔的母花键对接配合；钢球置入上弯筒扶正翼上的径向螺纹孔内，钢球一半落入下弯筒上部圆筒的滑槽内，钢球另一半落入上弯筒扶正翼上的径向螺纹孔底部；螺帽和上弯筒扶正翼上的径向螺纹孔丝扣固紧；在传动总成中，下TC轴承组、串轴承组、上TC轴承组依次套入传动轴外圆；转换接头中部周向均匀设置三个斜孔连通内外空间，转换接头下端和传动轴上端丝扣连接；传动壳体套入下TC轴承组、串轴承组、上TC轴承组外圆，传动壳体下端和下TC轴承组的静滑动轴承丝扣连接；本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术可以实现传动轴绕井下动力转矩中心轴0～4°的旋转，有效实现井下调节造斜弯度，改变井眼曲率半径的功能；(2)本专利技术可在井下实现造斜弯度调节，减少起下钻作业次数；(3)本专利技术利用上提、下方钻井管柱进行控制，操作简单；(4)本专利技术纯机械结构，安全可靠，成本低廉。附图说明图1是本专利技术一种井下可调式造斜工具调弯状态的结构示意图；图2是本专利技术一种井下可调式造斜工具调直状态的结构示意图；图3是图2A-A截面剖视图；图4是图2B-B截面剖视图；图5是下弯筒的三维结构示意图图6是下弯筒上部圆筒外圆滑槽的圆周展开图；图中：1.上弯筒、2.螺帽、3.钢球、4.下弯筒、5.万向轴、6.转换接头、7.上TC轴承组、8.传动壳体、9.串轴承组、10.下TC轴承组、11.传动轴、12.调弯总成、13.传动总成、41滑槽。具体实施方式如图1和图2所示，一种井下可调式造斜工具，是由调弯总成12和传动总成13构成，调弯总成12包括上弯筒1、螺帽2、钢球3、下弯筒4和万向轴5，传动总成13包括转换接头6、上TC轴承组7、传动壳体8、串轴承组9、下TC轴承组10和传动轴11；其结构特征是：调弯总成12的上弯筒1上端和螺杆钻具的定子外壳丝扣连接，调弯总成12的万向轴5上端和螺杆钻具的转子丝扣连接；调弯总成12的上弯筒1下端和传动总成13的传动壳体8上端丝扣连接，调弯总成12的万向轴5下端和传动总成13的转换接头6上端丝扣连接；传动总成13的传动轴11下端和钻头丝扣连接；在调弯总成12中，上弯筒1外部周向均匀设置六个扶正翼，上弯筒1内腔上部设置为通孔，上弯筒1内腔下部设置为斜孔，上弯筒1内腔上部通孔中心轴和上弯筒1内腔下部斜孔中心轴的夹角为2°，上弯筒1内腔下部斜孔的上端设置为母花键，上弯筒1一个扶正翼上设置一径向螺纹孔；如图5和图6所示，下弯筒4下部圆筒中心轴和下弯筒4上部圆筒中心轴的夹角为2°，下弯筒4上部圆筒外圆设置一圈滑槽41，滑槽41可以保证钢球3在滑槽41内轴向滑动的过程中，钢球3只能在滑槽41内周向单向转动，下弯筒4上部圆筒的上端设置为公花键；下弯筒4上部圆筒插入上弯筒1内腔下部斜孔内，下弯筒4上部圆筒的公花键和上弯筒1内腔下部斜孔的母花键对接配合；钢球3置入上弯筒1扶正翼上的径向螺纹孔内，钢球3一半落入下弯筒4上部圆筒的滑槽41内，钢球3另一半落入上弯筒1扶正翼上的径向螺纹孔底部；螺帽2和上弯筒1扶正翼上的径向螺纹孔丝扣固紧；在传动总成13中，下TC轴承组10、串轴承组9、上TC轴承组7依次套入传动轴11外圆；转换接头6中部周向均匀设置三个斜孔连通内外空间，转换接头6下端和传动轴11上端丝扣连接；传动壳体8套入下TC轴承组10、串轴承组9、上TC轴承组7外圆，传动壳体8下端和下TC轴承组10的静滑动轴承丝扣连接。如图3、图4、图5和图6所示，上弯筒1外部周向均匀设置六个扶正翼；下弯筒4上部圆筒的公花键和上弯筒1内腔下部斜孔的母花键对接配合；钢球3置入上弯筒1扶正翼上的径向螺纹孔内，钢球3一半落入下弯筒4上部圆筒的滑槽41内，钢球3另一半落入上弯筒1扶正翼上的径向螺纹孔底部；螺帽2和上弯筒1扶正翼上的径向螺纹孔丝扣固紧。本专利技术一种井下可调式造斜工具的工作原理是：下入本专利技术至井底，初始状态如图2所示，可进行直井钻进；造斜作业是，上提钻柱，上弯筒1轴向上移，下弯筒4和传动总成13在自身重力作用下留在井底，轴向位置不变，下弯筒4在钢球3和滑槽41的作用下周向旋转，上提钻柱一定距离后，下放钻柱回到原位；上弯筒1轴向上移和下移过程中，下弯筒4发生单向旋转，本专利技术弯度发生变化，持续上提下放钻柱，可连续改变本专利技术的弯度，实现井下调节造斜弯度的功能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下可调式造斜工具，是由调弯总成(12)和传动总成(13)构成，调弯总成(12)包括上弯筒(1)、螺帽(2)、钢球(3)、下弯筒(4)和万向轴(5)，传动总成(13)包括转换接头(6)、上TC轴承组(7)、传动壳体(8)、串轴承组(9)、下TC轴承组(10)和传动轴(11)；其特征在于：调弯总成(12)的上弯筒(1)上端和螺杆钻具的定子外壳丝扣连接，调弯总成(12)的万向轴(5)上端和螺杆钻具的转子丝扣连接；调弯总成(12)的上弯筒(1)下端和传动总成(13)的传动壳体(8)上端丝扣连接，调弯总成(12)的万向轴(5)下端和传动总成(13)的转换接头(6)上端丝扣连接；传动总成(13)的传动轴(11)下端和钻头丝扣连接；在调弯总成(12)中，上弯筒(1)外部周向均匀设置六个扶正翼，上弯筒(1)内腔上部设置为通孔，上弯筒(1)内腔下部设置为斜孔，上弯筒(1)内腔上部通孔中心轴和上弯筒(1)内腔下部斜孔中心轴的夹角为2°，上弯筒(1)内腔下部斜孔的上端设置为母花键，上弯筒(1)一个扶正翼上设置一径向螺纹孔；下弯筒(4)下部圆筒中心轴和下弯筒(4)上部圆筒中心轴的夹角为2°，下弯筒(4)上部圆筒外圆设置一圈滑槽(41)，下弯筒(4)上部圆筒的上端设置为公花键；下弯筒(4)上部圆筒插入上弯筒(1)内腔下部斜孔内，下弯筒(4)上部圆筒的公花键和上弯筒(1)内腔下部斜孔的母花键对接配合；钢球(3)置入上弯筒(1)扶正翼上的径向螺纹孔内，钢球(3)一半落入下弯筒(4)上部圆筒的滑槽(41)内，钢球(3)另一半落入上弯筒(1)扶正翼上的径向螺纹孔底部；螺帽(2)和上弯筒(1)扶正翼上的径向螺纹孔丝扣固紧；在传动总成(13)中，下TC轴承组(10)、串轴承组(9)、上TC轴承组(7)依次套入传动轴(11)外圆；转换接头(6)中部周向均匀设置三个斜孔连通内外空间，转换接头(6)下端和传动轴(11)上端丝扣连接；传动壳体(8)套入下TC轴承组(10)、串轴承组(9)、上TC轴承组(7)外圆，传动壳体(8)下端和下TC轴承组(10)的静滑动轴承丝扣连接。...

【技术特征摘要】
1.一种井下可调式造斜工具，是由调弯总成(12)和传动总成(13)构成，调弯总成(12)包括上弯筒(1)、螺帽(2)、钢球(3)、下弯筒(4)和万向轴(5)，传动总成(13)包括转换接头(6)、上TC轴承组(7)、传动壳体(8)、串轴承组(9)、下TC轴承组(10)和传动轴(11)；其特征在于：调弯总成(12)的上弯筒(1)上端和螺杆钻具的定子外壳丝扣连接，调弯总成(12)的万向轴(5)上端和螺杆钻具的转子丝扣连接；调弯总成(12)的上弯筒(1)下端和传动总成(13)的传动壳体(8)上端丝扣连接，调弯总成(12)的万向轴(5)下端和传动总成(13)的转换接头(6)上端丝扣连接；传动总成(13)的传动轴(11)下端和钻头丝扣连接；在调弯总成(12)中，上弯筒(1)外部周向均匀设置六个扶正翼，上弯筒(1)内腔上部设置为通孔，上弯筒(1)内腔下部设置为斜孔，上弯筒(1)内腔上部通孔中心轴和上弯筒(1)内腔下部斜孔中心轴的夹角为2°，上弯筒(1)内腔下部斜孔的上端设置为母花键，上弯筒(1)一个扶正翼上设置一径向螺纹孔；下弯筒(4)下部圆筒中心轴和下弯筒(4)上部圆筒中心轴的夹角为2°，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张梁，李镕成，周加伟，杨静远，马胜吉，梁政，赵勇，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51