[发明专利]一种全机械式调整定向钻具工具面角的工具

说明书

本发明公开一种全机械式调整定向钻具工具面角的工具，涉及钻探技术领域，主要结构包括外管体、定子旋转管、动子旋转管、传扭接头、密封接头、悬挂单动机构、密封件和复位弹簧；外管体一端与钻具连接；外管体另一端与密封接头连接；复位弹簧设于外管体内；定子旋转管设于外管体内；动子旋转管的一端伸入外管体内；悬挂单动机构设于外管体与动子旋转管之间；传扭接头一端与动子旋转管相连接，传扭接头另一端与钻具相连接；密封件设于密封接头与动子旋转管之间。本发明中的全机械式调整定向钻具工具面角的工具，通过下压和上提钻具的方式，实现井下定向钻具组合工具面角的阶梯式调整，使得工具面角调整更容易、精度更高、稳定性更好、可操作性更强。

技术领域

本发明涉及钻探技术领域，特别是涉及一种全机械式调整定向钻具工具面角的工具。

背景技术

随着钻探技术的飞速发展，以及石油与天然气、地热能等地下能源资源的勘探开发需要，定向井技术逐渐发展成为油气、地质钻探中极为重要的一种技术。定向钻探的优势也极为明显：①确保井眼按照设计井眼轨道钻至目标靶区；②井下钻遇复杂情况难以解决时，基于定向技术进行侧钻绕障；③大斜度定向井或水平井有效增加井筒与目标地层中流体的接触面积；④当目标储层上方不适宜建设井场开展钻探作业时，就近选址建设进场进行定向作业钻至目标储层。

目前国内外定向作业主要采用井下动力钻具配合弯接头，或使用弯外壳井下动力钻具。动力钻具上侧连接无磁钻具，无磁钻具内固定放置MWD等随钻测井工具实时测量并传输井斜、方位、井温、工具面角等参数。定向钻进时，一般通过调整弯接头或弯外壳动力钻具的工具面角，来实现降斜、增斜、降方位、增方位等定向作业，确保井眼轨迹尽量与设计方案吻合。而目前主要是通过地表的转盘或顶驱等动力设备旋转带动下部钻具旋转，再结合MWD实时反馈的工面角数据来进行井下动力钻具的工具面角调整。对于井深较浅且井斜较小的井眼，通过现有的转动全井钻具方式来调整工具面角的方式效果较好、可操作性也较强。但对于深井或井斜稍大的井眼，由于钻具较长且反扭力较大，通过旋转全井钻具的方式调整工具面角的方式可操作性极差，调整工具面角有时会花上数小时，同时由于钻具反扭导致调整好的工具面角在加压钻进时扭力释放，造成工具面角发生变化。因此，现有的通过转动全井钻具来调整工具面角的方法实用性较差，工具面角稳定性较低。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种全机械式调整定向钻具工具面角的工具，解决在定向钻井尤其是大斜度深井定向钻进时，定向钻具组合工具面角调整难的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种全机械式调整定向钻具工具面角的工具，包括外管体、定子旋转管、动子旋转管、传扭接头、密封接头、悬挂单动机构、密封件和复位弹簧；所述外管体一端内壁上设置有锥形内螺纹，所述锥形内螺纹用于与钻具连接；所述外管体另一端内壁上设置有内螺纹，所述内螺纹用于与所述密封接头的外壁相连接；所述复位弹簧设置于所述外管体内靠近所述锥形内螺纹的一端；所述定子旋转管设置于所述外管体内，且所述定子旋转管的一端与所述复位弹簧限位连接；所述外管体内壁与所述定子旋转管之间导向连接；所述动子旋转管的一端伸入所述外管体内，且所述动子旋转管的一端与所述定子旋转管的另一端防转动连接；所述悬挂单动机构设置于所述外管体与所述动子旋转管之间；所述传扭接头一端与所述动子旋转管相连接，所述传扭接头另一端用于与钻具相连接；所述密封件设置于所述密封接头与所述动子旋转管之间。