一种重力与水力联合驱动钻井纠斜装置

1.本发明涉及一种钻井纠斜装置，具体涉及一种重力与水力联合驱动钻井纠斜装置。


背景技术：

2.在石油天然气钻井过程中，由于钻井技术不断向深井超深井发展。在深井超深井施工过程中，当井深超过一定深度后，对钻进角度的控制会非常困难，所以会出现井斜的问题，这样就会大大降低钻井效率。目前我国大多数油田钻井工作在进行的过程中，最常见应用的防斜打直技术就是采用钟摆防斜降斜技术,有效保证钻井工作的开展速度,进而有效应用控制钻具组合变形的应用原理。但现有的纠斜钻井系统非常昂贵，且电子器件不耐高温，易损坏，可靠性能差。如何让钻具在直井钻进过程中更加可靠，减少事故发生率的同时减少成本是现在急需解决的问题。因此，本发明设计的一种重力与水力联合驱动钻井纠斜装置就显的尤为重要。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明提供一种重力与水力联合驱动钻井纠斜装置，可自动纠正钻井过程中发生的角度偏移，且本发明不设任何电子器件，有效避免井下环境干扰，有利于降低成本，提高钻井效率。
4.一种重力与水力联合驱动钻井纠斜装置，本发明包含钻井液分流区域、挡块排液孔、纠斜推靠块、静态外部钻杆、钻头、钻头排液孔、连接槽、第一分液平台、静态外部钻杆第一层分液孔、第一分液平台中心分液孔、第一分液平台流液孔、第二分液平台、第二分液平台挡液板、s磁性挡块、第三纠斜平台、第三纠斜平台挡液板、顶部静态保持环、内部实心动态钻柱、中部静态保持环、底部静态保持环、分液区域上部挡液板、重力块挡板、s磁性重力块、重力块滑轨、排液孔单向阀、第二分液平台排液孔、滚轮、水力驱动动力推块、水力驱动回力弹簧、纠斜区域排液孔、纠斜推靠块挡板、纠斜推靠块回正弹簧、钻井液接收孔、钻柱顶部凹槽、钻柱中部凹槽、钻柱底部凹槽、连接槽顶部凹槽、连接槽中部凹槽、连接槽底部凹槽。钻井液分流区域中第一分液平台、第二分液平台以及第三纠斜平台与静态外部钻杆固定，与钻头相接的内部实心动态钻柱上设有钻柱顶部凹槽、钻柱中部凹槽以及钻柱底部凹槽。第一分液平台中的第一分液平台流液孔与第二分液平台中的第二分液平台挡液板连接，第二分液平台中设置第二分液平台排液孔，第二分液平台排液孔两旁设置重力块滑轨，第二分液平台中的s磁性重力块底部设有滚轮，滚轮安装在重力块滑轨中。第三纠斜平台中的水力驱动动力推块与水力驱动回力弹簧连接，纠斜推靠块与纠斜推靠块挡板通过纠斜推靠块回正弹簧连接。
5.上述方案中第二分液平台中的s磁性重力块与s磁性挡块两性相斥，在井斜时相应偏斜的s磁性重力块冲向s磁性挡块，受到相斥磁力弹回，在井斜未纠正的情况下往复运动，钻井液可从s磁性重力块下方第二分液平台排液孔流入第三纠斜平台。
6.上述方案中钻头相接的内部实心动态钻柱上设有钻柱顶部凹槽、钻柱中部凹槽以及钻柱底部凹槽；其中顶部静态保持环挂靠于钻柱顶部凹槽，中部静态保持环挂靠于钻柱中部凹槽，底部静态保持环挂靠于钻柱底部凹槽；连接槽中设有连接槽顶部凹槽、连接槽中部凹槽以及连接槽底部凹槽；其中连接槽顶部凹槽包裹顶部静态保持环，连接槽中部凹槽包裹中部静态保持环，连接槽底部凹槽包裹底部静态保持环。
7.上述方案中第三纠斜平台中的水力驱动动力推块在有钻井液进入时向下挤压水力驱动回力弹簧并使水力驱动动力推块沿纠斜推靠块斜面推靠井壁，纠斜推靠块回正弹簧连接纠斜推靠块使其在纠斜推靠块挡板内往复运动。
8.本发明所达到以下有益效果。
9.本发明的结构全部为机械结构，没有电子器件，受井下其他干扰因素小，克服了远程电路传输的问题，可靠性高，耐用性强，有效地节约成本，提高钻井效率。
10.本发明的钻井液分流区域分为第一分液平台、第二分液平台以及第三纠斜平台，高效地对钻井液进行分流，提高防斜纠斜效率。
11.本发明的设有内部实心动态钻柱和静态外部钻杆用顶部静态保持环、中部静态保持环以及底部静态保持环相连接，能使静态外部钻杆保持相对稳定。
12.本发明的第二分液平台和第三纠斜平台均设有挡液板，能够精准对钻井液进行分流，达到更好的纠斜效果。
13.本发明的第二分液平台中使用s磁性重力块与s磁性挡块的相互作用达到往复运动的效果，有效控制钻井液流进，提高纠斜准确度。
14.本发明的第三纠斜平台使用水力驱动动力推块与水力驱动回力弹簧组合，在井斜时推出对应的纠斜推靠块，提高纠斜效率。
附图说明
15.图1为本发明整体结构示意图。
16.图2为钻井液分流区域结构示意图。
17.图3为内部实心动态钻柱与静态外部钻杆内部连接结构示意图。
18.图4为第二分液平台示意图。
19.图5为重力块分液区域结构示意图。
20.图6为分液区域轨道与排液孔结构示意图。
21.图7为s磁性重力块与滚轮示意图。
22.图8为纠斜推靠装置结构示意图。
23.图9为纠斜推靠块挡板与纠斜推靠块回正弹簧结构示意图。
24.图10为水力驱动回力弹簧结构示意图。
25.图11为钻井液接收孔结构示意图。
26.图12为内部实心动态钻柱结构示意图。
27.图13为静态外部钻杆排液孔结构示意图。
28.图14为连接槽结构示意图。
29.图15为本发明总体结构示意图。
30.图中：1.钻井液分流区域；2.挡块排液孔；3.纠斜推靠块；4.静态外部钻杆；5.钻
头；6.钻头排液孔；7.连接槽；8.第一分液平台；9.静态外部钻杆第一层分液孔；10.第一分液平台中心分液孔；11.第一分液平台流液孔；12.第二分液平台；13.第二分液平台挡液板；14.s磁性挡块15.第三纠斜平台；16.第三纠斜平台挡液板；17.顶部静态保持环；18.内部实心动态钻柱；19.中部静态保持环；20.底部静态保持环；21.分液区域上部挡液板；22.重力块挡板；23.s磁性重力块；24.重力块滑轨；25.排液孔单向阀；26.第二分液平台排液孔；27.滚轮；28.水力驱动动力推块；29.水力驱动回力弹簧；30.纠斜区域排液孔；31.纠斜推靠块挡板；32.纠斜推靠块回正弹簧；33.钻井液接收孔；34.钻柱顶部凹槽；35.钻柱中部凹槽；36.钻柱底部凹槽；37.连接槽顶部凹槽；38.连接槽中部凹槽；39.连接槽底部凹槽。
具体实施方式
31.下面结合附图，对本发明的技术方案进行进一步地描述。
32.结合图1至图14，本发明是由钻井液分流区域1、挡块排液孔2、纠斜推靠块3、静态外部钻杆4、钻头5、钻头排液孔6、连接槽7、第一分液平台8、静态外部钻杆第一层分液孔9、第一分液平台中心分液孔10、第一分液平台流液孔11、第二分液平台12、第二分液平台挡液板13、s磁性挡块14、第三纠斜平台15、第三纠斜平台挡液板16、顶部静态保持环17、内部实心动态钻柱18、中部静态保持环19、底部静态保持环20、分液区域上部挡液板21、重力块挡板22、s磁性重力块23、重力块滑轨24、排液孔单向阀25、第二分液平台排液孔26、滚轮27、水力驱动动力推块28、水力驱动回力弹簧29、纠斜区域排液孔30、纠斜推靠块挡板31、纠斜推靠块回正弹簧32、钻井液接收孔33、钻柱顶部凹槽34、钻柱中部凹槽35、钻柱底部凹槽36、连接槽顶部凹槽37、连接槽中部凹槽38、连接槽底部凹槽39组成。
33.结合图1、图2所示，钻井液分流区域1中第一分液平台8、第二分液平台12以及第三纠斜平台15与静态外部钻杆4固定，第一分液平台8中的第一分液平台流液孔11与第二分液平台12中的第二分液平台挡液板13连接。
34.结合图3、图12、图14所示，与钻头5相接的内部实心动态钻柱18上设有钻柱顶部凹槽34、钻柱中部凹槽35以及钻柱底部凹槽36；其中钻柱顶部凹槽34与顶部静态保持环17相对应，钻柱中部凹槽35与中部静态保持环19相对应，钻柱底部凹槽36与底部静态保持环20相对应；连接槽中设有连接槽顶部凹槽34、连接槽中部凹槽35以及连接槽底部凹槽36；其中连接槽顶部凹槽37与顶部静态保持环17相对应，连接槽中部凹槽38与中部静态保持环18相对应，连接槽底部凹槽39与底部静态保持环20相对应。
35.结合图4、图5、图6、图7所示，第二分液平台12中设置第二分液平台排液孔26，第二分液平台排液孔26两旁设置重力块滑轨24与s磁性重力块23通过滚轮27滑动连接；第二分液平台12上的s磁性重力块23底部设有滚轮27，滚轮27设置于重力块滑轨24中，可沿滑轨滑动。
36.结合图8、图9所示，第三纠斜平台15中的水力驱动动力推块28与水力驱动回力弹簧29连接，纠斜推靠块3与纠斜推靠块挡板31通过纠斜推靠块回正弹簧32连接。
37.具体的工作原理：在未发生井斜时，钻井液从钻井液分流区域1顶端进入，分别进入连接槽7与第一分液平台8中；从连接槽7流入的钻井液可直达钻头5，并从钻头排液孔6排出；第一分液平台8中流入的钻井液经过第一分液平台中心分液孔10与第一分液平台流液孔11，流入第一分液平台中心分液孔10的钻井液再通过静态外部钻杆第一层分液孔9进入
静态钻杆连接槽7之间流出，到达钻头5，从钻头排液孔6排出；流入第一分液平台流液孔11的少量钻井液进入第二分液平台12从挡块排液孔2处排出，第二分液平台12中设有第二分液平台挡液板13，可防止各个方向的分液区域相互干扰，分液区域上部挡液板21可有效保持未发生井斜时分液区域的稳定，重力块挡板22可使s磁性重力块23在规定区域沿重力块滑轨24运动，挡块排液孔2内设有排液孔单向阀25，有效防止钻井液反涌。当井斜发生时，发明装置整体会出现倾斜，第二分液平台12中井斜方向对应的s磁性重力块23利用当前的重力分力冲向相对应的s磁性挡块14，此时s磁性重力块23与s磁性挡块14利用同性相斥的作用力又将s磁性重力块23推回初始位置，但因为井斜，重力的横向的分力一直存在，所以就会出现s磁性重力块23在磁力与重力的作用下在重力块滑轨24上做往复运动，当s磁性重力块23冲向s磁性挡块14时第二分液平台排液孔26露出，此时钻井液从第二分液平台排液孔26进入第三纠斜平台15，第三纠斜平台15中设有第三纠斜平台挡液板16，可有效防止各方向纠斜区域相互干扰，从第二分液平台排液孔26流下的钻井液冲击水力驱动动力推块28并挤压水力驱动回力弹簧29，在水力驱动动力推块28受水力驱动向下运动的过程中，同时向外挤压纠斜推靠块3作用于井壁，达到纠斜的效果，因为s磁性重力块23的往复运动，所以钻井液也是间断性的通过第二分液平台排液孔26，当钻井液没有从第二分液平台排液孔26流下时，此时水力驱动动力推块28刚好下降到一定深度时，钻井液从纠斜区域排液孔30排出，水力驱动回力弹簧29和纠斜推靠块回正弹簧32分别挤压水力驱动动力推块28和纠斜推靠块3迅速回正，钻井液流入静态外部钻杆4通道，到达静态外部钻杆4最底部，并通过钻井液接收孔33流入钻头5，最后从钻头排液孔6排出。当井斜发生未回正时，s磁性重力块23持续冲向s磁性挡块14打开第二分液平台排液孔26排液通道，重复第三纠斜平台15中发生的纠斜动作，直至井斜恢复时，s磁性重力块23停止冲向s磁性挡块14，对应的第二分液平台排液孔26没有钻井液流下。