有效
一种缓托压工具及滑动定向钻井方法
效世杰、夏泊洢、罗凯、孙少亮、施连海、霍新、朱高磊、王业晗、苏旭、饶凤超、郭嘉、彭会新
中国石油天然气集团有限公司
效
效世杰
机构 暂无技术领域 暂无
夏
夏泊洢 专利 138
中国石油集团长城钻探工程有限公司测井地层钻井开采岩土钻进采矿
罗
罗凯
机构 暂无技术领域 暂无
孙
孙少亮 专利 98
中国石油集团长城钻探工程有限公司地层钻井开采岩土钻进采矿固定建筑
施
施连海 专利 107
中国石油集团长城钻探工程有限公司特殊钻井地层钻井开采岩土钻进采矿
霍
霍新 专利 48
中国石油集团长城钻探工程有限公司地层钻井开采岩土钻进采矿固定建筑
朱
朱高磊 专利 55
中国石油集团长城钻探工程有限公司地层钻井开采岩土钻进采矿固定建筑
王
王业晗
机构 暂无技术领域 暂无
苏
苏旭
机构 暂无技术领域 暂无
饶
饶凤超 专利 5
中国石油集团长城钻探工程有限公司地层钻井开采固定建筑岩土钻进采矿
郭
郭嘉
机构 暂无技术领域 暂无
彭
彭会新
机构 暂无技术领域 暂无
摘要
本申请提出了一种缓托压工具及滑动定向钻井方法,缓托压工具包括离合控制机构、一级离合机构、二级离合机构和传扭内花键筒;离合控制机构包括由上至下依次设置的活塞行程单元和开关钥匙单元;活塞行程单元用于通过往复运动驱动开关钥匙单元切换至不同位置,以使传动轴和一级离合内花键筒相互接合或断开;一级离合机构包括一级离合内花键筒、传动轴、一级离合复位组件;传动轴沿轴向设于一级离合内花键筒内;一级离合复位组件用于驱动传动轴沿轴向回位;二级离合机构包括离心摩擦调扭块和二级离心调扭离合套;传扭内花键筒与传动轴连接。本申请能够缓解滑动定向钻井时产生的托压现象。
1.一种缓托压工具,其特征在于,包括离合控制机构(1)、一级离合机构(2)、二级离合机构(3)和传扭内花键筒(41);所述一级离合机构(2)包括一级离合内花键筒(21)、传动轴(22)、一级离合复位组件(23);所述传动轴(22)沿轴向设于所述一级离合内花键筒(21)内;所述一级离合复位组件(23)用于驱动所述传动轴(22)沿轴向复位,以与所述一级离合内花键筒(21)重新接合;所述离合控制机构(1)包括由上至下依次设置的活塞行程单元(11)和开关钥匙单元(12);所述活塞行程单元(11)用于通过往复运动驱动所述开关钥匙单元(12)切换至不同位置,以使所述传动轴(22)和一级离合内花键筒(21)相互接合或断开;所述二级离合机构(3)包括离心摩擦调扭块(31)和二级离心调扭离合套(32),所述离心摩擦调扭块(31)和二级离心调扭离合套(32)均设于所述传动轴(22)下端与所述一级离合内花键筒(21)之间;所述二级离心调扭离合套(32)与所述一级离合内花键筒(21)连接,所述离心摩擦调扭块(31)与所述传动轴(22)连接并紧贴所述二级离心调扭离合套(32)设置,用于产生摩擦扭矩;所述传扭内花键筒(41)位于所述一级离合内花键筒(21)上方,所述传扭内花键筒(41)与所述传动轴(22)连接,用于将工具上部扭矩通过所述传动轴(22)传递至一级离合内花键筒(21)。
2.根据权利要求1所述的缓托压工具,其特征在于,所述二级离合机构(3)还包括弹性支撑件(33);所述弹性支撑件(33)设于所述传动轴(22)与所述离心摩擦调扭块(31)之间,用于向所述离心摩擦调扭块(31)提供预紧力。
3.根据权利要求1所述的缓托压工具,其特征在于,所述开关钥匙单元(12)包括开关壳体(121)、开关钥匙(123)和下锁芯(128);所述开关壳体(121)设置在所述传扭内花键筒(41)上端;所述下锁芯(128)设置在所述开关壳体(121)内,所述下锁芯(128)沿周向间隔开设有长槽(1281)和短槽(1282);所述活塞行程单元(11)能够驱动所述开关钥匙(123)运动至下锁芯(128)的长槽(1281)或短槽(1282)内,以使所述传动轴(22)和一级离合内花键筒(21)相互断开或接合。
4.根据权利要求3所述的缓托压工具,其特征在于,所述开关钥匙单元(12)还包括上锁芯(127);所述上锁芯(127)设有复位槽(1271),所述开关钥匙(123)能够复位至所述复位槽(1271)内,以使所述传动轴(22)与所述一级离合内花键筒(21)相互接合。
5.根据权利要求3所述的缓托压工具,其特征在于,所述开关钥匙单元(12)还包括锁芯定位套(129);上锁芯127和下锁芯128均通过静密封组8与开关壳体121连接,锁芯定位套129上下两端分别与上锁芯127、下锁芯128固定连接;所述上锁芯(127)、下锁芯(128)和锁芯定位套(129)围成供所述开关钥匙(123)沿周向旋转的密封油腔。
6.根据权利要求3所述的缓托压工具,其特征在于,所述开关钥匙单元(12)还包括开关调节芯轴(122)和开关钥匙轴承压帽(124);所述开关调节芯轴(122)沿轴向设置在所述开关壳体(121)内,所述开关钥匙(123)与所述开关调节芯轴(122)连接;所述开关钥匙轴承压帽(124)设于所述开关钥匙(123)底部。
7.根据权利要求6所述的缓托压工具,其特征在于,所述活塞行程单元(11)包括活塞行程外筒(111)、推力行程活塞(112)和活塞复位组件(113);所述推力行程活塞(112)和活塞复位组件(113)均设置在所述活塞行程外筒(111)内,所述推力行程活塞(112)与所述开关调节芯轴(122)连接;所述活塞复位组件(113)设于所述推力行程活塞(112)下方,用于驱动所述推力行程活塞(112)沿轴向复位。
8.根据权利要求7所述的缓托压工具,其特征在于,所述活塞复位组件(113)包括活塞复位弹性件(1131)和调力环(1132);所述活塞复位弹性件(1131)设于所述活塞行程外筒(111)内腔,所述调力环(1132)设于所述活塞复位弹性件(1131)底部。
9.根据权利要求7所述的缓托压工具,其特征在于,还包括过滤机构(5),所述过滤机构(5)设置在所述活塞行程外筒(111)上,用于分隔所述活塞行程外筒(111)内腔与井壁环空,以对钻井液进行过滤。
10.根据权利要求1所述的缓托压工具,其特征在于,所述传动轴(22)包括由下至上依次分布的第一啮合部和第二啮合部;所述第一啮合部具有用于与所述一级离合内花键筒(21)相啮合的第一外花键(221);所述第二啮合部具有用于与所述传扭内花键筒(41)相啮合的第二外花键(222)。
11.根据权利要求10所述的缓托压工具,其特征在于,所述一级离合机构(2)还包括引导花环(24);引导花环(24)沿所述一级离合内花键筒(21)内周方向设置;所述引导花环(24)上具有与所述一级离合内花键筒(21)的内花键对应分布的引导花键(241),用于当所述传动轴(22)上移时将第一外花键(221)引导至所述一级离合内花键筒(21)的内花键键槽内;所述第二外花键(222)在所述传扭内花键筒(41)的花键槽内周向活动空间满足所述第一外花键(221)沿周向旋转进入引导花环(24)的引导花键(241)键槽内。
12.根据权利要求11所述的缓托压工具,其特征在于,所述引导花键(241)下端和所述传动轴(22)第一外花键(221)上端均设有倒圆角,用于将所述传动轴(22)第一外花键(221)引导至引导花环(24)的引导花键(241)键槽内。
13.根据权利要求6所述的缓托压工具,其特征在于,所述一级离合机构(2)还包括上下相对设置的第一节流环(25)和第二节流环(26);所述第一节流环(25)与所述开关调节芯轴(122)连接,所述第二节流环(26)与所述传动轴(22)上端连接,并设于所述第一节流环(25)下方;所述第一节流环(25)上开设有通孔(251),所述第一节流环(25)能够下移至与所述第二节流环(26)相贴合以封堵所述通孔(251)。
14.根据权利要求1所述的缓托压工具,其特征在于,还包括防掉机构(6);所述防掉机构(6)包括防掉环(61)和防掉轴承压帽(62);防掉环(61)与所述传扭内花键筒(41)连接,所述防掉轴承压帽(62)与所述一级离合内花键筒(21)连接,并与所述一级离合内花键筒(21)内侧壁之间形成环形槽;所述防掉环(61)下端侧壁上具有凸出部(611),所述凸出部(611)嵌设在所述环形槽内。
15.根据权利要求1所述的缓托压工具,其特征在于,所述传动轴(22)上端开设有第一导流槽(223),所述第一导流槽(223)连通所述传动轴(22)内腔与所述传扭内花键筒(41)内腔;所述传动轴(22)下端开设有第二导流槽(224),所述第二导流槽(224)连通所述传动轴(22)内腔与所述一级离合内花键筒(21)内腔。
16.根据权利要求14所述的缓托压工具,其特征在于,所述防掉环(61)内侧壁沿轴向开设有第三导流槽(612),所述第三导流槽(612)连通所述一级离合内花键筒(21)内腔与所述传扭内花键筒(41)内腔。
17.根据权利要求1所述的缓托压工具,其特征在于,所述一级离合复位组件(23)包括一级离合弹性复位件(231)和压环(232);所述一级离合弹性复位件(231)设于所述传扭内花键筒(41)和所述传动轴(22)之间,所述压环(232)与所述传动轴(22)连接;所述压环(232)沿轴向开设有第四导流槽(2321)。
18.一种滑动定向钻井方法,使用如权利要求1-17中任意一项所述的缓托压工具。



