一种柔性分支钻井工具制造技术

本发明专利技术属于勘探或开采钻具技术领域，尤其为一种柔性分支钻井工具，包括钻头、柔性段，柔性段包括通过液压驱动的多节动力短节和多节转弯短节，相邻动力短节之间通过转弯短结构连接，柔性段安装在刚性钻柱前端，因此，该柔性分支钻井工具是由刚性钻柱向传递节施加钻压钻头，进一步再由由各动力短节施加到钻头；旋转扭矩由动力短节产生并施加给钻头；钻压和旋转扭矩相互独立的分别施加到钻头，使得施加到钻头的钻压和旋转扭矩有良好的可控性；当转弯结构为转弯短节时，转弯短节设置于多节动力短节之间，每一节转弯短和动力短节比较短小，大大缩短了整体钻具的刚性段长度，能够对常规动力钻具难以施工的小曲率半径井眼进行施工。钻具难以施工的小曲率半径井眼进行施工。钻具难以施工的小曲率半径井眼进行施工。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性分支钻井工具


[0001]本专利技术属于勘探钻具
，具体涉及一种柔性分支钻井工具。

技术介绍

[0002]在石油、天然气开采中，通过钻取分支井，能够显著提高油气藏的开发效率，这里的分支井是连通到主干井的分支井眼，相当于增加了采油或采气的通道，自然会提高开发效率，有明显的经济效益优势，但是由于分支井需要到达油气藏所在位置，在钻井过程中，分支井必不可少的需要弯曲，从而导致钻取难度较大，需要特殊的钻探设备，要求钻探设备需要能够驱动钻头旋转钻进，并且需要能够转弯。
[0003]导向钻井技术能够人为控制井眼轨迹朝着预先设计的目的层钻进，这种技术使得钻头能够绕过障碍物到达油藏，并且能够勘探零散的油藏和稠油油藏，比传统的直井式勘探更有优势，比如，现有技术中，公开号为CN2135055Y的中国专利文献记载了一种钻井柔性铰接导向动力钻具，公开号为CN2548742Y的中国专利文献记载了一种多轴钻孔器中的球头万向节，公开号为CN112814568A的中国专利文献记载了一种柔性导向钻井工具，均能够用于导向钻井，适于进行分支井的钻进。
[0004]但是，目前由于导向钻井的钻具还具有以下不足：一是现有常规导向钻井工具的刚性段长度较长，钻井过程中，难以钻取转弯幅度较大的小曲率半径井段；二是现有的导向钻井工具的动力会衰减，对于长距离的分支井，难以满足钻井功率。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在提供一种柔性分支钻井工具，解决现有技术中转弯幅度小、钻井功率低的技术问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：提供一种柔性分支钻井工具，包括：柔性段，所述柔性段包括多节动力短节和多节转弯短节，相邻所述动力短节之间通过转弯结构连接，所述多节动力短节连接于所述多节转弯短节前方；传动短节，该传动短节也通过转弯结构连接在所述最前端的动力短节前方；钻头，在所述动力短节内设有动力轴，所述转弯结构内设有万向节传动装置，所述传动短节内设有输出轴，所述动力轴、万向节传动装置、输出轴依次连接，所述钻头安装在所述输出轴前端；各所述动力短节、各转弯结构、传动短节和钻头内设有连通的液压流道，且各所述动力轴上设有能够通过液压驱动的转子，以用于对所述钻头施加旋转扭矩。
[0007]优选的，所述转弯结构为转弯短节，所述万向节传动装置为万向球轴，各所述转弯短节包括第一外壳和第二外壳，所述第一外壳前端对应插接在第二外壳后端，且所述第一外壳前端与相应的第二外壳后端之间设有用于转弯的第一间隙，所述第一间隙中设有密封圈；所述万向球轴一端对应位于所述第一外壳中，另一端对应位于所述第二外壳中。
[0008]优选的，各所述动力短节包括第三外壳，所述动力轴对应通过轴承安装在所述第三外壳中，所述第三外壳前端与前一转弯短节的第一外壳连接，后端与后一转弯短节的第二外壳连接；各所述动力轴以及所述输出轴中空，且所述钻头中设有第一流通孔，所述动力轴两端分别设有连接槽，所述万向球轴两端分别设有球头，所述球头安装在所述连接槽中，且所述球头与连接槽之间沿周向设有第二流通孔；所述动力轴后端与对应的第一外壳前端之间连接有密封套筒，所述万向球轴与相应的第一外壳、第二外壳之间设有第二间隙，所述动力轴、输出轴、钻头的内部孔以及各所述第二流通孔、各所述第二间隙、各密封套筒连通为所述液压流道；所述第三外壳和相应的动力轴之间设有第三间隙，在各所述动力轴的壁面上设有第三流通孔，所述第三间隙对应连通到其后侧的第二间隙，使得所述液压流道中的流体能够对应流入第三间隙驱动所述转子旋转。
[0009]优选的，所述第三外壳中设置有定子，所述定子与相应的动力轴上的转子相匹配，以用于限定液压流动空间。
[0010]优选的，该柔性分支钻井工具前端设有姿态测量模块，后端设有工具面角测量模块和信息传递模块，所述姿态测量模块、工具面角测量模块信号连接到所述信息传递模块。
[0011]优选的，所述姿态测量模块包括井斜角传感器，所述工具面角测量模块包括磁力计和/或加速度传感器；所述信息传递模块为泥浆脉冲发生器。
[0012]优选的，所述传动短节包括第四外壳，所述输出轴通过径向轴承组和轴向止推轴承组安装在所述第四外壳中；所述第四外壳后端连接在临近的转弯短节的第二外壳中，所述输出轴后端设有连接槽，与该输出轴临近的万向球轴对应连接在该连接槽中；所述姿态测量模块设置在所述第四外壳内部前端，所述工具面角测量模块和信息传递模块设置在其中一节转弯短节中。
[0013]优选的，所述第四外壳外侧设有偏心扶正翼或所述第四外壳为带有弯角的第四外壳。
[0014]优选的，所述转子包括多片扁平状叶轮。
[0015]优选的，还包括刚性钻柱，所述刚性钻柱中空，所述柔性段安装在所述刚性钻柱前端，所述刚性钻柱用于向所述柔性段施加钻压。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、该柔性分支钻井工具包括柔性段，柔性段包括通过液压驱动的多节动力短节，相邻动力短节之间通过转弯短节连接，柔性段安装在刚性钻柱前端，因此，该柔性分支钻井工具是由刚性钻柱向钻头施加钻压，由各动力短节施加旋转扭矩到钻头的 ，钻压和旋转扭矩相互独立的分别施加到钻头，而且，随着多节动力短节的相互串联，各动力短节的扭矩可由上而下不断累积增加，最终使得底部钻头获得更大扭矩。
[0017]2、由于该柔性分支钻井工具设有多节转弯短节，并且设有多节动力短节，每一节转弯短节和动力短节都比较短小，大大缩短了整体钻具的刚性段长度，能够对常规动力钻具难以施工的小曲率半径井眼进行施工。
附图说明
[0018]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术柔性分支钻井工具一实施例的局部剖视图。
[0019]图2为本专利技术柔性分支钻井工具一实施例中柔性段前部的剖视图。
[0020]图3为图2的A部放大图。
[0021]图4为图1的B部放大图。
[0022]图5为本专利技术柔性分支钻井工具另一实施例的结构示意图。
[0023]图中，各标号示意为：1、刚性钻柱；2、动力短节；21、第三外壳；22、动力轴；221、连接槽；222、万向球键；223、第三流通孔；23、第三间隙；24、转子；26、定子；27、轴承；3、转弯短节；31、第一外壳；311、第一外台阶；312、第二外台阶；32、第二外壳；33、万向球轴；331、球头；34、第一间隙；341、第一密封圈；342、第二密封圈；343、第一内台阶；344、第二内台阶；35、球座；36、密封套筒；37、第二间隙；4、传动短节；41、第四外壳；42、输出轴；421、连接轴部；422、连接槽；43、径向轴承组；44、轴向止推轴承组；45、偏心扶正翼；5、钻头；51、第一流通孔；6、液压流道；7、信息传递模块；71、具面角测量模块；72、信号线；73、姿态测量模块；8、信号短节。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性分支钻井工具，其特征在于，包括：柔性段，所述柔性段包括多节动力短节，相邻所述动力短节之间通过转弯结构连接；传动短节，该传动短节也通过转弯结构连接在所述最前端的动力短节前方；钻头，在所述动力短节内设有动力轴，所述转弯结构内设有万向节传动装置，所述传动短节内设有输出轴，所述动力轴、万向节传动装置、输出轴依次连接，所述钻头安装在所述输出轴前端；各所述动力短节、各转弯结构、传动短节和钻头内设有连通的液压流道，且各所述动力轴上设有能够通过液压驱动的转子，以用于对所述钻头施加旋转扭矩。2.根据权利要求1所述的柔性分支钻井工具，其特征在于：所述转弯结构为转弯短节，所述万向传动装置为万向球轴，各所述转弯短节包括第一外壳和第二外壳，所述第一外壳前端对应插接在第二外壳后端，且所述第一外壳前端与相应的第二外壳后端之间设有用于转弯的第一间隙，所述第一间隙中设有密封圈；所述万向球轴一端对应位于所述第一外壳中，另一端对应位于所述第二外壳中。3.根据权利要求2所述的柔性分支钻井工具，其特征在于：各所述动力短节包括第三外壳，所述动力轴对应通过轴承安装在所述第三外壳中，所述第三外壳前端与前一转弯短节的第一外壳连接，后端与后一转弯短节的第二外壳连接；各所述动力轴以及所述输出轴中空，且所述钻头中设有第一流通孔，所述动力轴两端分别设有连接槽，所述万向球轴两端分别设有球头，所述球头安装在所述连接槽中，且所述球头与连接槽之间沿周向设有第二流通孔；所述动力轴后端与对应的第一外壳前端之间连接有密封套筒，所述万向球轴与相应的第一外壳、第二外壳之间设有第二间隙，所述动力轴、输出轴、钻头的内部孔以及各所述第二流通孔、各所述第二间隙、各密封套筒连通为所述液压流道；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐梓辰，杨忠华，
申请(专利权)人：蓝土地能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：