一种液压推靠式自复位柔性钻杆及钻柱制造技术

一种液压推靠式自复位柔性钻杆及钻柱，通过在相邻传动短节铰接处设置液压推靠自复位形式的同轴复位机构，在保证高柔性弯曲的同时，增强柔性钻柱稳定性，避免柔性钻杆的屈曲干扰钻井的精度及钻压传递，提高井眼曲率可控性，降低井眼轨迹控制难度，尤其适用于短半径导向钻进过程。搭配包括钻头、钻进短节、扶正器等井下工具共同构成钻具组合，能够提高短半径定向钻井技术对薄层的开发、剩余油挖潜、多层油气合采、煤层气开发以及其他种类矿物的开发的工程可行性和实用价值。的工程可行性和实用价值。的工程可行性和实用价值。

A hydraulic push on self resetting flexible drill pipe and drill string

【技术实现步骤摘要】
一种液压推靠式自复位柔性钻杆及钻柱


[0001]本专利技术涉及钻井
，特别是一种液压推靠式自复位柔性钻杆及钻柱。

技术介绍

[0002]短半径定向钻井技术对多层系的油气田开发、薄层的开发、剩余油挖潜、煤层气开发以及其他种类矿物的开发具有工程可行性和实用价值。
[0003]部分学者认为，应将曲率半径在30
°
～90
°
/30m的定向井定义为中短半径定向井，将曲率半径在90
°
～300
°
/30m的定向井定义为短半径定向井，将曲率半径大于300
°
/30m以上的定向井定义为超短半径定向井。
[0004]目前，在钻井过程中，经常发生井眼曲率太小，导致造斜段太长，处于转弯状态的井段会产生大量的无效进尺，经济效益差且增加施工井段的作业难度。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种液压推靠式自复位柔性钻杆及钻柱，通过在相邻传动短节铰接处设置液压推靠自复位形式的同轴复位机构，在保证高柔性弯曲的同时，增强柔性钻柱稳定性，避免柔性钻杆的屈曲干扰柔性钻具条件下钻井的精度及钻压传递，提高井眼曲率可控性，降低井眼轨迹控制难度。
[0006]本专利技术技术方案如下：
[0007]一种液压推靠式自复位柔性钻杆，包括依次铰接的多个传动短节和设于相邻传动短节铰接处的同轴复位机构(330)；所述同轴复位机构(330)为相邻传动短节(310)铰接处提供保持同轴状态的回复力；所述传动短节内部为沿其轴向贯通的孔，所述同轴复位机构(330)为推力复位机构，包括活塞杆(334)、活塞帽(335)和液压缸(336)；所述活塞帽(335)固定于所述传动短节的孔内；所述活塞杆(334)一端滑动设于所述活塞帽(335)内部的环形盲孔内，另一端穿过该传动短节延伸至下一传动短节；所述活塞杆(334)的外侧面设有至少一个环形凸台(331)，所述环形凸台(331)、传动短节的孔、活塞杆(334)的外侧面以及活塞帽(335)形成密封的高压活塞腔(333)；所述液压缸(336)固定于所述活塞杆(334)内部且通过液压通道与所述高压活塞腔(333)相连通；通过控制所述液压缸(336)向所述高压活塞腔(333)内注入液压流体，控制所述活塞杆(334)推靠下一传动短节，使得推靠位置形成铰接处保持稳定的支点。
[0008]作为优选，所述同轴复位机构(330)在控制系统的作用下完成液压缸(336)向所述高压活塞腔(333)内进行液压流体注入和泄出，进而完成同轴复位机构(330)的加压、保压和泄压动作。
[0009]作为优选，所述同轴复位机构(330)为相邻传动短节的铰接处提供保持同轴状态的回复力大于额定钻压在铰接处产生的径向分力。
[0010]作为优选，所述同轴复位机构(330)沿其轴线方向延伸有贯通结构(360)，所述贯通结构(360)内设有供钻井循环介质流通的流道。
[0011]作为优选，所述控制系统包括指令接收装置(350)和控制电路(500)，所述指令接收装置(350)与控制电路(500)通讯连接；所述指令接收装置(350)接收井上下传至井下的控制指令并将控制指令解析，然后将解析结果传递给控制电路(500)；所述控制电路(500)按照解析结果通过控制阀将液压流体注入到液压缸(336)的高压活塞腔(333)完成加压，使得活塞杆(334)下行推靠下一传动短节的输入端，形成铰接处的稳定支点；或者，在加压完成以后，所述控制电路(500)按照解析结果保持高压活塞腔(333)内部压力,为所述传动短节提供稳定推靠力，维持钻柱稳定；或者所述控制电路(500)按照解析结果通过控制阀将高压活塞腔(333)内部的液压流体抽入到液压缸(336)内部，完成泄压。
[0012]作为优选，液压推靠式自复位柔性钻杆还包括一个或多个液压短节(338)，所述液压短节(338)为内置有总液压源(339)的所述传动短节或所述液压短节为内置有总液压源(339)且位于所述自复位柔性钻杆(300)上端的刚性钻柱；每个所述液压缸均通过液压管线(600)连接所述总液压源(339)。
[0013]作为优选，所述总液压源(339)还包括指令接收装置(350)和控制电路(500)，所述指令接收装置(350)通过控制线路与所述总液压源(339)通讯连接，用于接收井上下传至井下的控制指令并将控制指令解析，然后将解析结果传递给所述总液压源(339)；总液压源(339)按照解析结果通过控制阀液压流体通过液压管线(600)注入到所述自复位柔性钻杆(300)中的各个液压缸(336)内部完成加压，使得活塞杆(334)下行推出形成铰接结构(340)处的稳定支点；；或者，在加压完成以后，所述总液压源(339)按照解析结果保持液压缸(336)内部压力维持在一个稳定范围,为所述传动短节(310)提供稳定推靠力，维持钻柱稳定；或者根据解析指令，对总液压源(339)按照解析结果进行泄压，使得所述液压缸(336)内部的液压流体通过液压管线(600)抽回到总液压源(339)内部，完成泄压。
[0014]作为优选，所述传动短节包括球头和球座，所述球头固定于所述球座，第一传动短节(310)的球头(311)与第二传动短节(320)的球座(322)相对接形成铰接结构(340)；所述第一传动短节(310)的球头(311)与第二传动短节(320)的球座(322)之间未达到结构死点状态下的偏转角度为0
°
～7
°
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[0015]作为优选，所述传动短节还包括传动球，所述球头直径最大处设有若干半球形槽(314)，对应所述半球形槽(314)，所述球座孔径最大处设有若干条形传动槽(315)，所述传动球(313)位于所述半球形槽(314)和与之对应的条形传动槽(315)形成的容置腔内，且所述传动球(313)在所述半球形槽(314)的带动下沿所述条形传动槽(315)来回移动；所述条形传动槽(315)沿所述球座的轴向延伸，所述条形传动槽(315)的轴向长度将所述第一传动短节(310)的球头(311)与第二传动短节(320)的球座(322)之间的偏转角度限定在0
°
～7
°
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[0016]作为优选，所述传动短节还包括传动销，所述球头直径最大处沿周向设有若干条形槽(314)，对应所述条形槽(314)，所述球座孔径最大处设有若方形传动槽(315)，所述传动销位于所述条形槽(314)和与之对应的方形传动槽(315)形成的容置腔内，且所述传动销(313)在所述条形槽(314)的带动下在所述方形传动槽(315)内移动；所述方形传动槽(315)的长度等于所述传动销的长度，所述方形传动槽(315)的宽度沿所述球座的轴向延伸，所述方形传动槽(315)的轴向宽度将所述第一传动短节(310)的球头(311)与第二传动短节(320)的球座(322)之间的偏转角度限定在0
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～7
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[0017]作为优选，所述传动短节(310，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液压推靠式自复位柔性钻杆，其特征在于，包括依次铰接的多个传动短节和设于相邻传动短节铰接处的同轴复位机构(330)；所述同轴复位机构(330)为相邻传动短节(310)铰接处提供保持同轴状态的回复力；所述传动短节内部为沿其轴向贯通的孔，所述同轴复位机构(330)为液压推力复位机构。2.根据权利要求1所述液压推靠式自复位柔性钻杆，其特征在于，所述液压推力复位机构包括活塞杆(334)、活塞帽(335)和液压缸(336)；所述活塞帽(335)固定于所述传动短节的孔内；所述活塞杆(334)一端滑动设于所述活塞帽(335)内部的环形盲孔内，另一端穿过该传动短节延伸至下一传动短节；所述活塞杆(334)的外侧面设有至少一个环形凸台(331)，所述环形凸台(331)、传动短节的孔、活塞杆(334)的外侧面以及活塞帽(335)形成密封的高压活塞腔(333)；所述液压缸(336)固定于所述活塞杆(334)内部且通过液压通道与所述高压活塞腔(333)相连通；通过控制所述液压缸(336)向所述高压活塞腔(333)内注入液压流体，控制所述活塞杆(334)推靠下一传动短节，使得推靠位置形成铰接处保持稳定的支点。3.根据权利要求1所述液压推靠式自复位柔性钻杆，其特征在于，所述同轴复位机构(330)在控制系统的作用下完成向液压缸(336)内进行液压流体注入和泄出，进而完成同轴复位机构(330)的加压、保压和泄压动作。4.根据权利要求1所述液压推靠式自复位柔性钻杆，其特征在于，所述同轴复位机构(330)为相邻传动短节的铰接处提供保持同轴状态的回复力大于额定钻压在铰接处产生的径向分力。5.根据权利要求1所述液压推靠式自复位柔性钻杆，其特征在于，所述同轴复位机构(330)沿其轴线方向延伸有贯通结构(360)，所述贯通结构(360)内设有供钻井循环介质流通的流道。6.根据权利要求1所述液压推靠式自复位柔性钻杆，其特征在于，所述控制系统包括指令接收装置(350)和控制电路(500)，所述指令接收装置(350)与控制电路(500)通讯连接；所述指令接收装置(350)接收井上下传至井下的控制指令并将控制指令解析，然后将解析结果传递给控制电路(500)；控制电路(500)按照解析结果通过控制阀将液压流体注入所述液压缸(336)的高压活塞腔(333)完成加压，使得活塞杆(334)下行，推靠下一传动短节的输入端，形成铰接处的稳定支点；或者，在加压完成以后，所述控制电路(500)按照解析结果保持高压活塞腔(333)内部压力,为所述传动短节提供稳定推靠力维持钻柱稳定；或者所述控制电路(500)按照解析结果将高压活塞腔(333)内部的液压流体抽入到液压缸(336)内部，完成泄压。7.根据权利要求1所述液压推靠式自复位柔性钻杆，其特征在于，还包括一个或多个液压短节(338)，所述液压短节(338)为内置有总液压源(339)的所述传动短节或所述液压短节为内置有总液压源(339)且位于所述自复位柔性钻杆(300)上端的刚性钻柱；每个所述液压缸均通过液压管线(600)连接所述总液压源(339)。8.根据权利要求1或7所述液压推靠式自复位柔性钻杆，其特征在于，所述总液压源(339)还包括指令接收装置(350)和控制电路(500)，所述指令接收装置(350)通过控制线路与所述总液压源(339)通讯连接，用于接收井上下传至井下的控制指令并将控制指令解析，然后将解析结果传递给所述总液压源(339)；总液压源(339)按照解析结果通过控制阀将液
压流体通过液压管线(600)注入到所述自复位柔性钻杆(300)中的各个液压缸(336)内部完成加压，使得活塞杆(334)下行推出形成铰接结构(340)处的稳定支点；或者，在加压完成以后，所述总液压源(339)按照解析结果保持液压缸(336)内部压力维持在一个稳定范围,为所述传动短节(310)提供稳定推靠力，维持钻柱稳定；或者根据解析指令，对总液压源(339)按照解析结果进行泄压，使得所述液压缸(336)内部的液压流体通过液压管线(600)抽回到总液压源(339)内部，完成泄压。9.根据权利要求1所述液压推靠式自复位柔性钻杆，其特征在于，所述传动短节包括球头和球座，所述球头固定于所述球座，第一传动短节(310)的球头(311)与第二传动短节(320)的球座(322)相对接形成铰接结构(340)；所述第一传动短节(310)的球头(311)与第二传动短节(320)的球座(322)之间未达到结构死点状态下的偏转角度为0
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～7
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。10.根据权利要求1所述液压推靠式自复位柔性钻杆，其特征在于，所述传动短节还包括传动球，所述球头直径最大处设有若干半球形槽(314)，对应所述半球形槽(314)，所述球座孔径最大处设有若干条形传动槽(315)，所述传动球(313)位于所述半球形槽(314)和与之对应的条形传动槽(315)形成的容置腔内，且所述传动球(313)在所述半球形槽(314)的带动下沿所述条形传动槽(315)来回移动；所述条形传动槽(315)沿所述球座的轴向延伸，所述条形传动槽(315)的轴向长度将所述第一传动短节(310)的球头(311)与第二传动短节(320)的球座(322)之间的偏转角度限...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：北京全地科技有限公司，
类型：发明
国别省市：