[实用新型]垂直钻井系统导向块

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油工程领域，特别涉及一种垂直钻井系统导向块。

背景技术

垂直钻井系统是针对高陡构造和逆掩推覆体地层钻井的一种防斜打直工具，它带有井下闭环控制系统，可实现井下主动纠斜，保持井壁垂直。

垂直钻井系统的控制过程为：当井眼发生偏斜时，井下微处理器经过分析判断，然后向液压控制系统发出指令，使靠近井眼高边方向的导向块伸出并支撑在井壁上，井壁对钻头产生一个反作用力，即钻头的降斜力，从而使井眼回到垂直轨道上来。当井眼回到垂直轨道后，导向块收回，使近钻头横向力消失，钻头保持垂直钻进。由于导向块在钻井过程中频繁动作，反复伸缩，引起导向块与闭环控制系统连接作用的导向销受力恶劣，易发生焊口开裂，脱落掉井事故，造成油井井下复杂。另外，原有导向块结构为全尺寸整体接触井壁，摩擦阻力大，在钻进及起下钻过程中易发生“托压”阻卡现象，甚至造成卡钻。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种垂直钻井系统导向块，该导向块能提高导向销连接强度、减少与井壁的摩擦阻力，从而保证工具在井下长期、可靠工作。

为此，本实用新型的技术方案如下：

一种垂直钻井系统导向块，其具有一纵向较长的本体，该本体的背面为圆弧面，且下部圆弧面直径大于上端圆弧面直径，下端大圆弧面的直径与钻井眼直径相当；该本体的两个侧面为平面，且本体两侧向前延伸形成两个侧耳；在所述侧耳上，由上至下间隔开有多个腰形孔且多个腰形孔在基板平面之上等高排列，用于过流钻井液，在两侧耳下端横向安装有挡板。所述本体正面、两侧耳之间形成基板，基板为一平面且在其上由上至下依次安装有导向销、碟片销和支撑片。

所述导向销上形成有横向贯通的腰形孔，导向销的一端形成有锥孔，锥孔与腰形孔通过一小孔贯通，导向销的另一端与基板螺纹连接并与本体焊接成一体；所述碟片销固装在基板上，在碟片销上套有一用于将导向块支撑在井壁上的弹簧片；所述支撑片为薄圆片状，固装在基板上，且其端面高出基板平面。

所述支撑片为1～2个，其放置在基板上形成的凹孔内并与基板焊接，支撑片的端面高出基板平面0.3～0.5mm。

所述碟片销安装在基板上形成的定位孔内，周围与基板焊接。

所述导向块本体的背面上下两端均形成的坡角，以减小遇阻、便于起钻；在导向块本体背面上镀有铬层，以提高导向块的耐磨能力。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的垂直钻井系统导向块安装在垂直钻井井下闭环控制系统的壳体上，支撑于井壁，可提供足够的纠斜力，保证井眼垂直。导向块背面的圆弧面采用上小下大的阶梯形状，仅近钻头处与井眼尺寸相同，从而减少了与井壁的接触面积，防止了工具卡钻；导向销与本体采用螺纹紧固连接，辅以焊接，提高了承载强度，可保证工具在井下长期、可靠工作；导向销处的导流孔使导向销槽处不会感到泥饼。

附图说明

图1是本实用新型的垂直钻井系统导向块的结构示意图；

图2是图1中A-A方向的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的结构进行详细说明。

如图1所示，本实用新型的垂直钻井系统导向块为一长条块状体，其横截面呈“凹”形，内侧为一平面基板4，沿平面基板4纵向依次安装导向销1、碟片销2、支撑片5。左右两侧耳3垂直于基板4，侧耳3上由上至下间隔开有多个腰形孔8，两侧耳3下端横向安装挡板6。导向块背面7为圆弧面，且下部圆弧面直径大于上端圆弧面直径，下端大圆弧面的直径与钻井眼直径相当，在上下两段的交界处形成过渡段，在导向块背面7的上、下两端均形成有坡角9，背面7表面均镀铬处理。

垂直钻井系统导向块的背面7的大端圆弧面的直径与所钻井眼直径相等，根据井眼直径的大小可以更换配套的导向块。导向块仅近钻头端与井壁接触，从而减少了工具的摩擦阻力，避免发生“托压”以及卡钻事故。

如图2所示，导向销1上形成有横向贯通的腰形孔12，导向销1的一端形成有锥孔10，锥孔10与腰形孔12通过一小孔11贯通。导向销1的另一端与基板4螺纹连接，按规定力矩端面背紧，然后与本体焊接成一体。这种结构提高了导向销1的承载强度，可保证导向块在井下长期工作。

碟片销2为大小不同的两个圆柱体组成，小圆柱体远离大圆柱体一端有10～20°的倒角，大圆柱端放置在基板4的定位孔内，周围焊接。弹簧片(图中未示)套在碟片销2上，依靠弹性将导向块支撑在井壁上。