一種動態指向式旋轉導向鉆井工具的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及石油鉆井器械技術領域，尤其涉及一種動態指向式旋轉導向鉆井工具。
【背景技術】
[0002]近十幾年來，水平井、大位移井、多分支井等復雜結構井和“海油陸采”、頁巖氣開發的迅速發展，以及鉆井工藝對提高效率、降低成本、提高在惡劣環境和復雜地質條件下鉆井能力等的要求，國內外紛紛開展了對旋轉導向鉆井技術的研究。旋轉導向鉆井技術是一項尖端的自動化鉆井新技術，國外鉆井實踐證明，在水平井、大位移井、大斜度井、三維多目標井中推廣應用旋轉導向鉆井技術，既提高了鉆井速度，也減少了鉆井事故，從而降低了鉆井成本。旋轉導向鉆井工具是旋轉導向鉆井系統的核心，決定了旋轉導向鉆井系統的工作特色和工作能力。
[0003]旋轉導向技術是用鉆盤(或頂驅)旋轉鉆柱鉆井，隨鉆實現導向相應功能。其優點是:排除了滑動鉆進、減少了扭矩和摩阻、提高了井眼質量、改善了井眼清潔、提高了機械鉆速、降低了循環當量密度、選擇最佳鉆井參數獲得最大機械鉆速、降低了壓差卡鉆的風險、鉆頭的鉆井性能選擇優于鉆頭可導向性的選擇、大位移鉆井全過程定向控制、低風險鉆進大多數高難度井眼軌跡的井節省鉆機時間。此外，其極限井深可達15km，鉆井成本低。因此，旋轉導向鉆井技術是現代導向鉆井技術發展的必然方向。
[0004]目前國外三大石油公司BakerHughes、Schlumberger和Halliburton通過各種方式分別形成了其各自商業化應用的PowerDriveSRD、AutoTrakRCLS和Geo-Pilot旋轉導向鉆井系統，這3個系統的根本區別是井下鉆井工具各不相同，這也充分說明了旋轉導向鉆井工具是旋轉導向鉆井系統的核心。前面兩種系統可歸類為一種系統即推靠式(push-the-bit)旋轉導向鉆井系統；而后一種屬于指向式(point-the-bit)旋轉導向鉆井系統。推靠式旋轉導向系統:側向力大，造斜率高，但旋轉導向鉆出的井眼狗腿大，軌跡波動大，不平滑，鉆頭和鉆頭軸承的磨損較嚴重。指向式旋轉導向系統:能鉆出較平滑的井眼，摩阻和扭矩較小，可以使用較大的鉆壓，機械鉆速較高，有助于發揮鉆頭的性能，鉆頭及其軸承承受的側向載荷較小，極限位移增加，但是造斜率較低。目前推靠式旋轉導向系統技術已基本成熟，而指向式旋轉導向系統尚處于新興起步階段。
[0005]國內開展這方面的研究工作較晚。20世紀90年代才全面展開這方面的研究工作，2006年以蘇義腦院士為首的技術團隊研制成功了 CGDS-1近鉆頭地質導向旋轉鉆井系統，在冀東、遼河等油田應用15 口井。另外，以張紹槐教授為首的研究團隊，近年來與中國石化勝利油田合作，在旋轉導向鉆井方面也取得了突破性的成果。但大多研究在推靠式旋轉導向鉆井居多，指向式旋轉導向鉆井的研究在國內還處于“瓶頸”狀態。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型提供了一種動態指向式旋轉導向鉆井工具，設有穩定平臺結構，保證鉆進時不受鉆柱旋轉的影響，同時可以同步配合旋轉導向鉆井系統的指令系統對導向工具面角隨鉆井下實施調控；設有導向機構，不需要借助翼肋退靠井壁來改變方向，導向效果好，使得井眼規則，較少螺旋和凸起；可以更好地對井斜和方位進行控制，具有更長壽命，與鉆頭選擇無關，降低卡鉆和失效等風險，提供了作業上的優勢。
[0007]為解決上述技術問題，本申請實施例提供了一種動態指向式旋轉導向鉆井工具，包括穩定平臺結構、偏置結構和導向結構，所述的穩定平臺結構包括上渦輪發電機、電子倉和下渦輪發電機，所述的上渦流發電機和下渦流發電機位于電子倉的兩端，所述的電子倉內部設有所需要的電子元件，所述的偏置結構包括幾個可控制的偏心圓環組合形成，偏置結構中裝有CPU檢測裝置、電子馬達等檢測與驅動元件，所述的導向結構包括硬質外筒、柔性內軸和導向閥，所述的硬質外筒內設有柔性內軸，柔性內軸與硬質外筒之間設有導向閥。
[0008]作為本方案的優選實施例，所述的穩定平臺結構上行設有鉆鋌和扶正器，所述的鉆鋌內部設有鉆桿，鉆鋌外側套設有扶正器。
[0009]作為本方案的優選實施例，所述的鉆桿與地面監控系統相連接，所述的穩壓平臺單元與扶正器之間設有隨鉆測量系統。
[0010]作為本方案的優選實施例，所述的上渦輪發電機為系統動力發生器，為鉆井工具提供井下電源，其旋轉方向為順時針方向，所述的下渦輪發電機為扭矩發生器，其旋轉法向為逆時針。
[0011]作為本方案的優選實施例，所述的電子倉內設有控制電路、重力加速計、短程通訊、下穿信號接收器、傳感器檢測鉆鋌等。
[0012]作為本方案的優選實施例，所述的柔性內軸左側設有懸臂軸承，中間設有偏心組環，右側設有焦點軸承，柔性內軸右端與鉆頭連接。
[0013]本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點:
[0014]設有穩定平臺結構，保證鉆進時不受鉆柱旋轉的影響，同時可以同步配合旋轉導向鉆井系統的指令系統對導向工具面角隨鉆井下實施調控；設有導向機構，不需要借助翼肋退靠井壁來改變方向，導向效果好，使得井眼規則，較少螺旋和凸起；可以更好地對井斜和方位進行控制，具有更長壽命，與鉆頭選擇無關，降低卡鉆和失效等風險，提供了作業上的優勢。
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1是本申請實施的結構示意圖；
[0017]圖2是本申請實施穩定平臺結構的示意圖；
[0018]圖1-圖2中，1、穩定平臺結構，2、偏置結構，3、導向結構，4、上渦輪發電機，5、電子倉，6、下渦輪發電機，7、硬質外筒，8、柔性內軸，9、導向閥，10、鉆鋌，11、扶正器，12、鉆桿，13、地面監控系統