[发明专利]内推指向式旋转导向钻井工具

说明书

本发明公开了一种内推指向式旋转导向钻井工具，包括：中空的外壳本体；设置在外壳本体中的钻头座调整结构，包括：调整杆、调整球座、支撑球座和调整楔块；调整杆的下端连接有钻头座，上端套设有调整球座，外侧设置有调整楔块；调整杆能周向转动，支撑球座用于为调整杆提供旋转支点；液压驱动机构，包括中心管，设置在中心管外围的伺服液缸，设置在中心管底端的耐压软管，耐压软管与调整杆轴向贯通构成钻井液通道；伺服液缸底端通过拉杆驱动调整楔块轴向往复移动，以改变钻头座与外壳本体之间的弯角和钻头座的方位；调节机构，用于控制液压驱动机构的轴向移动和位移。本发明能够提升钻头的造斜力，提高钻进过程中的稳定性，调节过程可靠平稳。

技术领域

本发明涉及石油钻井技术领域，特别涉及一种内推指向式旋转导向钻井工具。

背景技术

随着常规油气资源的逐渐减少，油气开采逐渐向非常规油气资源发展。为降低钻井成本，非常规资源开采多采用丛式平台加水平井、复杂结构井方式开采。在水平井、复杂结构井钻井过程中，井眼轨迹控制难度大、水平段摩阻扭矩大，钻井周期长，很大程度上制约了非常规油气资源开发进程。

目前，旋转导向钻井技术是一种开发该类井的一种有效方式。该技术主要是通过在旋转导向钻井工具来实现。旋转导向钻井工具安装在近钻头处。该工具通过实时监测井下钻井参数，能够实时调节钻柱工具面和方位，保证钻头能够朝着目标层位钻进。该种钻进方式能显著提高钻进效率，为钻井节约大量周期，是实现非常规资源高效开发的有效手段。旋转导向钻井技术的核心是旋转导向钻井工具。

然而目前所研制的该类工具的成熟度相对较差，不能完全满足现在对复杂地层开采的需求。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明实施例所要解决的技术问题是提供了一种内推指向式旋转导向钻井工具，其能够提升钻头的造斜力，提高钻进过程中的稳定性，调节过程可靠平稳。

本发明实施例的具体技术方案是：

一种内推指向式旋转导向钻井工具，包括：中空的外壳本体；设置在所述外壳本体中的钻头座调整结构，包括：调整杆、调整球座、支撑球座和调整楔块；所述调整杆的下端连接有钻头座，上端套设有调整球座，所述调整球座外侧设置有调整楔块；所述调整杆能周向转动，所述支撑球座用于为所述调整杆提供旋转支点；液压驱动机构，包括中心管，设置在所述中心管外围的伺服液缸，设置在所述中心管底端的耐压软管，所述耐压软管与所述调整杆轴向贯通构成钻井液通道；所述伺服液缸底端通过拉杆驱动所述调整楔块轴向往复移动；所述调整楔块轴向移动时能改变所述钻头座与所述外壳本体之间的弯角和改变所述钻头座的方位；调节机构，用于控制所述液压驱动机构的轴向移动和位移。

在一个优选的实施方式中，所述外壳本体包括依次连接的上短节、传动短节和防掉接头，所述传动短节与所述调整杆之间设置有扭矩传递结构。

在一个优选的实施方式中，所述调整杆的顶端设置第一调整球头，所述调整杆的中部设置第二调整球头；位于所述第一调整球头与第二调整球头之间的调整杆外侧设置有花键，所述第二调整球头下部沿所述调整杆外侧设置有凸起部；所述传动短节的中部设置花键槽，所述花键和所述花键槽配合形成所述扭矩传递结构；所述调整杆的花键滑动穿设于所述传动短节的花键槽内。

在一个优选的实施方式中，所述调整球座内设置有第一球形凹槽，所述调整球座外侧设置多个调整斜面；所述第一调整球头能摆动连接于所述第一球形凹槽内。

在一个优选的实施方式中，所述调整楔块内侧面设置为斜面，与所述调整球座的调整斜面相重合，所述调整楔块沿所述调整斜面滑动。

在一个优选的实施方式中，所述调整楔块的内侧面倾斜角度为10°至15°。

在一个优选的实施方式中，所述支撑球座内设置有第二球形凹槽；所述第二调整球头能摆动连接于所述第二球形凹槽，以改变所述钻头座与所述外壳本体间的方位和弯角，所述支撑球座同轴套设于所述传动短节的中心孔内，浮动设置于所述传动短节的花键槽下端。