[发明专利]一种定向和水平井的钻井工具和方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油工程设备领域，具体涉及一种定向和水平井的钻井工具和方法。

背景技术

在石油钻机中，定向井、水平井钻进需要轨迹导向(旋转导向)装置作为工具以完成钻进。

目前，定向和水平井的钻井工具和方法基本为回转体，大致分为指向式和推靠式，指向式是外壳不转，通过将内部轴强行顶成一定角度，这种定向和水平井的钻井工具和方法需要谐波减速器，并对轴的强度、刚度有较高的要求，需要高强度的材料，不仅结构复杂，自身成本高，而且耗能较大，同时，由于外壳不能转动，摩擦大，导致钻进效率低下；推靠式分为2种，1、外壳不转，通过内部三个块伸出量不同顶住井壁成一定角度，这种定向和水平井的钻井工具和方法成本高，同时，由于三个块必须有很大的推力方能成一个矢量角度，导致在软地层钻井困难；2、外壳可以转动，通过内部电控组件不断调整三个块伸出量，以内推靠的方式成一定角度，这种电控系统复杂，成本高。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种方便的一种定向和水平井的钻井工具和方法。

一种定向和水平井的钻井工具和方法，包括

同步短节；

电控短节；

驱动轴；

万向轴；

芯轴；

弯外壳；

第一轴承；

所述同步短节与所述电控短节连接；

所述同步短节与所述驱动轴连接；

所述电控短节与所述万向轴连接；

所述万向轴与所述驱动轴连接；

所述弯外壳与所述电控短节连接；

所述第一轴承与所述弯外壳连接；

所述第一轴承与所述芯轴连接；

所述芯轴与所述万向轴连接。

所述同步短节还包括

第二轴承；

同步装置；

所述同步装置与所述弯外壳连接；

所述同步装置与所述驱动轴连接；

所述第二轴承与所述驱动轴连接。

所述电控短节包括

外壳；

锁定装置；

所述锁定装置与所述外壳连接；

所述锁定装置与所述万向轴连接。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

在需要定向时，同步装置驱动弯外壳的工具面转到指定的工具面后，同步装置与驱动轴分离，锁定装置伸出支撑在井壁上从而锁定工具面；当需要复合钻时，锁定装置缩回，同步装置锁定驱动轴，定向和水平井的钻井工具和方法整体可以转动。这样，既减小了功耗，又无需起下钻，可直接进行直井段和定向段钻井，从而达到了降低成本，提高效率的目的。

附图说明

图1为本发明的剖面示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

如图1所示一种定向和水平井的钻井工具和方法，包括连接接头12，同步短节11，电控短节8，驱动轴7，万向轴9，芯轴10，弯外壳2，第一轴承1，连接接头12与驱动轴7连接，同步短节11与电控短节8连接，同步短节11与驱动轴7连接，电控短节8与万向轴9连接，万向轴9与驱动轴7连接，弯外壳2与电控短节8连接，第一轴承1与弯外壳2连接，第一轴承1与芯轴10连接，芯轴10与万向轴9连接。

同步短节11还包括第二轴承6，同步装置5，同步装置5与弯外壳2连接，同步装置5与驱动轴7连接，第二轴承6与驱动轴7连接。

电控短节8包括外壳4，锁定装置3，锁定装置3与外壳4连接，锁定装置3与万向轴9连接。

连接接头12与驱动轴7连接，驱动轴7与万向轴9连接，万向轴9与芯轴10连接，第一轴承1与芯轴10连接，第二轴承6与驱动轴7连接。

在需要定向时，同步装置5驱动弯外壳2的工具面转到指定的工具面后，同步装置5与弯外壳2分离，锁定装置3伸出支撑在井壁上从而锁定工具面，连接接头12带动驱动轴7旋转，驱动轴7带动万向轴9旋转，万向轴9带动芯轴10旋转，完成定向钻进；当需要复合钻时，锁定装置3缩回，同步装置5锁定驱动轴7，定向和水平井的钻井工具和方法整体随驱动轴7转动，即随驱动轴7、万向轴9和芯轴10转动。这样，既减小了功耗，又无需起下钻，进行直井段和定向段钻井操作，从而达到了降低成本，提高效率的目的。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。