本發(fā)明屬于石油、煤礦和勘探用鉆具技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種超短半徑井造斜鉆具。

背景技術(shù)：

在石油、煤礦和勘探等技術(shù)領(lǐng)域中，經(jīng)常要鉆水平井或者斜井，隨著石油開采力度的加大，油田鉆井、修井作業(yè)逐漸向更深更復(fù)雜地質(zhì)延伸，斜井、水平井和措施井越來越多，鉆桿在鉆進(jìn)時常常會使桿體的側(cè)壁受到損傷，而且在造斜的過程中，造斜長度長，轉(zhuǎn)彎曲率半徑過大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種超短半徑井造斜鉆具，解決了上述技術(shù)問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種超短半徑井造斜鉆具，包括：

首尾依次連接的若干個柔性鉆桿，端部的所述柔性鉆桿與長度補(bǔ)償裝置連接，所述柔性鉆桿外套設(shè)有若干個活性連接的導(dǎo)向套。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述柔性鉆桿包括設(shè)置在所述導(dǎo)向套內(nèi)的球座，所述球座內(nèi)設(shè)置有球頭，所述球頭的一端為球形體，所述球形體的側(cè)壁上設(shè)置有外花鍵，所述球座的一端設(shè)置有將所述球形體插入的球形凹槽，所述球形凹槽內(nèi)壁上設(shè)置有與所述外花鍵相配合的內(nèi)花鍵，且所述外花鍵和所述內(nèi)花鍵之間設(shè)置有所述球頭擺動所需的空腔。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述長度補(bǔ)償裝置包括長度補(bǔ)償段，所述長度補(bǔ)償段包括傳動芯軸，所述傳動芯軸的兩端分別與活塞和螺桿鉆具連接，所述傳動芯軸靠近所述活塞一端的外側(cè)套設(shè)有傳動套，所述傳動芯軸的外壁與所述傳動套的內(nèi)壁為多邊形配合結(jié)構(gòu)，所述傳動套遠(yuǎn)離所述螺桿鉆具的一端通過轉(zhuǎn)換接頭與所述柔性鉆桿連接。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，筒體，所述筒體一端的兩側(cè)分別設(shè)置有第二卡槽和第一卡頭，所述筒體另一端的一側(cè)設(shè)置有卡入另一個所述筒體的所述第二卡槽中且卡入后兩個所述筒體能夠朝單側(cè)擺動的一第二卡頭，所述筒體另一端的另一側(cè)設(shè)置有卡住另一個所述筒體的所述第一卡頭的第一卡槽。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述第二卡頭包括與所述筒體連接的第二c型凸臺，所述第二c型凸臺上設(shè)置有平槽，所述第二卡槽包括與所述第二c型凸臺配合的第二c型開口，所述第二c型開口兩側(cè)外壁上均設(shè)置有鍵槽，所述鍵槽設(shè)置在相鄰所述筒體上的平槽的兩側(cè)，所述鍵槽內(nèi)設(shè)置有擋板，且所述擋板的中部穿過所述平槽，兩端與所述鍵槽連接。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述第一卡頭包括與所述筒體連接的第一c型凸臺，所述第一c型凸臺的端部設(shè)置有臺階，所述第一卡槽包括與所述第一c型凸臺配合的第一c型開口，所述第一c型開口的底端設(shè)置有卡入相鄰所述筒體的所述臺階內(nèi)的限位板。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述外花鍵和所述內(nèi)花鍵均呈弧形。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述球頭遠(yuǎn)離所述球形體的一端設(shè)置有第一接頭，所述球座遠(yuǎn)離所述球形凹槽的一端設(shè)置有第二接頭，所述第一接頭和相鄰所述球座上的所述第二接頭通過螺紋連接。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述球座和所述球頭之間設(shè)置有鎖帽，所述鎖帽呈環(huán)形，且所述鎖帽的外側(cè)通過螺釘與所述球座連接，內(nèi)側(cè)卡住所述球形體。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述傳動芯軸的外壁與所述傳動套的內(nèi)壁為六邊形配合結(jié)構(gòu)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明工作原理和有益效果為：

1、本發(fā)明中，柔性鉆桿首尾依次連接，能夠縮短造斜段的長度，縮小轉(zhuǎn)彎曲率半徑，更加準(zhǔn)確的到達(dá)預(yù)期的鉆進(jìn)位置，柔性鉆桿外套設(shè)有導(dǎo)向套，保護(hù)柔性鉆桿不受磨損，延長柔性鉆桿的使用壽命，且若干個導(dǎo)向套之間活性連接，使導(dǎo)向套可以滿足柔性擺動的需要，不會影響柔性鉆桿的超短半徑的造斜使用，而長度補(bǔ)償裝置的設(shè)置，在造斜過程中避免了長度差的存在，整體結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了超短半徑造斜的需要。

2、本發(fā)明中，球頭一端的球形體插入到球座的球形凹槽中，同時球形體的側(cè)壁上的外花鍵插入至內(nèi)花鍵中，內(nèi)花鍵限定了球頭的轉(zhuǎn)動，方便多個柔性鉆桿連接時扭矩的傳遞，同時外花鍵和內(nèi)花鍵之間設(shè)置有空腔，使球頭的外花鍵能夠在空腔內(nèi)擺動，從而使球頭在球座內(nèi)擺動，球頭相對于整體有±5°的擺動，使鉆桿柔性更好，整體轉(zhuǎn)動更加靈活，鉆進(jìn)過程中造斜段更短、轉(zhuǎn)彎曲率半徑更小，并且強(qiáng)度高，不易損壞，使用壽命長。

3、本發(fā)明中，傳動芯軸的外壁與傳動套的內(nèi)壁為多邊形配合結(jié)構(gòu)，更加有效使傳動芯軸和傳動套之間扭矩進(jìn)行傳遞，從而使傳動芯軸一端的螺桿鉆具進(jìn)行正常作業(yè)，傳動芯軸另一端設(shè)置有活塞，傳動套套設(shè)在傳動芯軸和活塞外，使傳動芯軸在活塞的作用下在傳動套內(nèi)能夠伸縮運動，當(dāng)在造斜的過程中，即使有一定的轉(zhuǎn)彎曲率半徑，也能避免長度差的存在。

4、本發(fā)明中，導(dǎo)向套設(shè)置在鉆桿的外側(cè)，避免鉆桿在鉆進(jìn)時側(cè)壁受到損傷，而影響鉆桿使用壽命，導(dǎo)向套采用多個筒體相互連接的方式，使用更加方便，更加適合對柔性鉆桿起保護(hù)作用，相鄰?fù)搀w連接時，第二卡槽和相鄰?fù)搀w的第一卡頭相互配合連接，連接后兩個筒體可以朝一側(cè)擺動，而筒體得另一側(cè)設(shè)置有相互配合的第一卡頭和第一卡槽，第一卡槽卡住另一個所述筒體的所述第一卡頭，避免筒體擺動時鄰?fù)搀w的相互脫離，保證連接穩(wěn)定性，本實施例中相鄰導(dǎo)向套之間可以相對擺動一定的角度，配合柔性鉆桿實現(xiàn)造斜的需要，縮短造斜段的長度。

5、本發(fā)明中，相鄰?fù)搀w連接時，筒體的第二c型凸臺卡入相鄰?fù)搀w的第二c型開口內(nèi)，筒體的鍵槽位于相鄰?fù)搀w上的平槽的兩側(cè)，擋板穿過平槽以及其兩側(cè)的鍵槽，且與鍵槽連接，同時第一卡頭卡入在相鄰?fù)搀w上的第一卡槽內(nèi)，防止相鄰?fù)搀w的相互脫離或相對轉(zhuǎn)動，同時使相鄰?fù)搀w之間可以相對擺動一定的角度，配合柔性鉆桿實現(xiàn)造斜的需要，并且縮短造斜段的長度，實驗表明本實施例每個導(dǎo)向套可以靈活擺動3°的擺動角，因此當(dāng)需要滿足90°的造斜需要時只需要30個導(dǎo)向套即可滿足需要，與現(xiàn)有技術(shù)相比大大縮短了造斜半徑。

6、本發(fā)明中，相鄰?fù)搀w連接時，第一c型凸臺插入至相鄰?fù)搀w的第一c型開口，同時限位板卡入相鄰?fù)搀w上的臺階內(nèi)，進(jìn)一步防止相鄰?fù)搀w的相互脫離或相對轉(zhuǎn)動，同時限位板和臺階的配合，同時更容易使相鄰?fù)搀w在第二卡頭和第二卡槽處設(shè)置擺動角；外花鍵和內(nèi)花鍵均呈弧形，使球頭在球座內(nèi)擺動更加靈活；球頭的一端設(shè)置有第一接頭，球座的一端設(shè)置有第二接頭，第一接頭上設(shè)置有外螺紋，第二接頭內(nèi)壁上設(shè)置有內(nèi)螺紋，第一接頭和另一個球座上的第二接頭通過螺紋連接，方便鉆桿之間的連接；鎖帽插入至球座和球頭之間，其一端通過螺釘與球形凹槽的側(cè)壁固定連接，另一端設(shè)置在球形體上，卡住球形體，防止球頭的滑出，并且保持球頭在球座內(nèi)的可擺動性；傳動芯軸的外壁與傳動套的內(nèi)壁為六邊形配合結(jié)構(gòu)，加工容易且配合結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，扭矩傳遞效果好。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中柔性鉆桿結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中a-a剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明中導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明中導(dǎo)向套另一視角結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明中導(dǎo)向套連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1-球頭，11-球形體，12-外花鍵，13-第一接頭，2-球座，21-球形凹槽，22-內(nèi)花鍵，23-空腔，24-第二接頭，3-鎖帽，31-螺釘，4-筒體，5-第一卡槽，51-第一c型開口，52-限位板，6-第二卡頭，61-第二c型凸臺，62-平槽，7-第一卡頭，71-第一c型凸臺，72-臺階，8-第二卡槽，81-第二c型開口，82-鍵槽，83-擋板，9-長度補(bǔ)償段，91-傳動芯軸，92-活塞，93-螺桿鉆具，94-傳動套，95-轉(zhuǎn)換接頭，96-連接套。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1～圖6所示，本發(fā)明提出一種超短半徑井造斜鉆具，包括：

首尾依次連接的若干個柔性鉆桿，端部的柔性鉆桿與長度補(bǔ)償裝置連接，柔性鉆桿外套設(shè)有若干個活性連接的導(dǎo)向套。

本實施例中，柔性鉆桿首尾依次連接，能夠縮短造斜段的長度，縮小轉(zhuǎn)彎曲率半徑，更加準(zhǔn)確的到達(dá)預(yù)期的鉆進(jìn)位置，柔性鉆桿外套設(shè)有導(dǎo)向套，保護(hù)柔性鉆桿不受磨損，延長柔性鉆桿的使用壽命，且若干個導(dǎo)向套之間活性連接，使導(dǎo)向套可以滿足柔性擺動的需要，不會影響柔性鉆桿的超短半徑的造斜使用，而長度補(bǔ)償裝置的設(shè)置，在造斜過程中避免了長度差的存在，整體結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了超短半徑造斜的需要。

進(jìn)一步，柔性鉆桿包括球座2，球座2內(nèi)設(shè)置有球頭1，球頭1的一端為球形體11，球形體11的側(cè)壁上設(shè)置有外花鍵12，球座2的一端設(shè)置有將球形體11插入的球形凹槽21，球形凹槽21內(nèi)壁上設(shè)置有與外花鍵相配合的內(nèi)花鍵22，且外花鍵12和內(nèi)花鍵22之間設(shè)置有球頭1擺動所需的空腔23。

本實施例中，球頭1一端的球形體11插入到球座2的球形凹槽21中，同時球形體11的側(cè)壁上的外花鍵12插入至內(nèi)花鍵22中，內(nèi)花鍵22限定了球頭1的轉(zhuǎn)動，方便多個柔性鉆桿連接時扭矩的傳遞，同時外花鍵12和內(nèi)花鍵22之間設(shè)置有空腔23，使球頭1的外花鍵12能夠在空腔23內(nèi)擺動，從而使球頭1在球座2內(nèi)擺動，球頭相對于整體有±5°的擺動，使鉆桿柔性更好，整體轉(zhuǎn)動更加靈活，鉆進(jìn)過程中造斜段更短、轉(zhuǎn)彎曲率半徑更小，并且強(qiáng)度高，不易損壞，使用壽命長。

進(jìn)一步，長度補(bǔ)償裝置包括長度補(bǔ)償段9，長度補(bǔ)償段9包括傳動芯軸91，傳動芯軸91的兩端分別與活塞92和螺桿鉆具93連接，傳動芯軸91靠近活塞92一端的外側(cè)套設(shè)有傳動套94，傳動芯軸91的外壁與傳動套94的內(nèi)壁為多邊形配合結(jié)構(gòu)，傳動套94遠(yuǎn)離螺桿鉆具93的一端通過轉(zhuǎn)換接頭95與柔性鉆桿連接。

本實施例中，傳動芯軸91的外壁與傳動套94的內(nèi)壁為多邊形配合結(jié)構(gòu)，更加有效使傳動芯軸91和傳動套94之間扭矩進(jìn)行傳遞，從而使傳動芯軸91一端的螺桿鉆具93進(jìn)行正常作業(yè)，傳動芯軸91另一端設(shè)置有活塞92，傳動套94套設(shè)在傳動芯軸91和活塞92外，使傳動芯軸91在活塞92的作用下在傳動套94內(nèi)能夠伸縮運動，當(dāng)在造斜的過程中，即使有一定的轉(zhuǎn)彎曲率半徑，也能避免長度差的存在。

進(jìn)一步，導(dǎo)向套包括設(shè)置在柔性鉆桿外的筒體4，筒體4一端的兩側(cè)分別設(shè)置有第二卡槽8和第一卡頭7，筒體4另一端的一側(cè)設(shè)置有卡入另一個筒體4的第二卡槽8中且卡入后兩個筒體4能夠朝單側(cè)擺動的一第二卡頭6，筒體4另一端的另一側(cè)設(shè)置有卡住另一個筒體4的第一卡頭7的第一卡槽5。

本實施例中，導(dǎo)向套設(shè)置在鉆桿的外側(cè)，避免鉆桿在鉆進(jìn)時側(cè)壁受到損傷，而影響鉆桿使用壽命，導(dǎo)向套采用多個筒體4相互連接的方式，使用更加方便，更加適合對柔性鉆桿起保護(hù)作用，相鄰?fù)搀w4連接時，第二卡槽8和相鄰?fù)搀w4的第一卡頭7相互配合連接，連接后兩個筒體4可以朝一側(cè)擺動，而筒體4得另一側(cè)設(shè)置有相互配合的第一卡頭7和第一卡槽5，第一卡槽5卡住另一個筒體4的第一卡頭7，避免筒體4擺動時鄰?fù)搀w4的相互脫離，保證連接穩(wěn)定性，本實施例中相鄰導(dǎo)向套之間可以相對擺動一定的角度，配合柔性鉆桿實現(xiàn)造斜的需要，縮短造斜段的長度。

進(jìn)一步，第二卡頭6包括與筒體4連接的第二c型凸臺61，第二c型凸臺61上設(shè)置有平槽62，第二卡槽8包括與第二c型凸臺61配合的第二c型開口81，第二c型開口81兩側(cè)外壁上均設(shè)置有鍵槽82，鍵槽82設(shè)置在相鄰?fù)搀w4上的平槽62的兩側(cè)，鍵槽82內(nèi)設(shè)置有擋板83，且擋板83的中部穿過平槽62，兩端與鍵槽82連接。

本實施例中，相鄰?fù)搀w4連接時，筒體4的第二c型凸臺61卡入相鄰?fù)搀w4的第二c型開口81內(nèi)，筒體4的鍵槽82位于相鄰?fù)搀w4上的平槽62的兩側(cè)，擋板83穿過平槽62以及其兩側(cè)的鍵槽82，且與鍵槽82連接，同時第一卡頭7卡入在相鄰?fù)搀w4上的第一卡槽5內(nèi)，防止相鄰?fù)搀w4的相互脫離或相對轉(zhuǎn)動，同時使相鄰?fù)搀w4之間可以相對擺動一定的角度，配合柔性鉆桿實現(xiàn)造斜的需要，并且縮短造斜段的長度，實驗表明本實施例每個導(dǎo)向套可以靈活擺動3°的擺動角，因此當(dāng)需要滿足90°的造斜需要時只需要30個導(dǎo)向套即可滿足需要，與現(xiàn)有技術(shù)相比大大縮短了造斜半徑。

進(jìn)一步，第一卡頭7包括與筒體4連接的第一c型凸臺71，第一c型凸臺71的端部設(shè)置有臺階72，第一卡槽5包括與第一c型凸臺71配合的第一c型開口51，第一c型開口51的底端設(shè)置有卡入相鄰?fù)搀w4的臺階72內(nèi)的限位板52。

本實施例中，相鄰?fù)搀w4連接時，第一c型凸臺71插入至相鄰?fù)搀w4的第一c型開口51，同時限位板52卡入相鄰?fù)搀w4上的臺階72內(nèi)，進(jìn)一步防止相鄰?fù)搀w4的相互脫離或相對轉(zhuǎn)動，同時限位板52和臺階72的配合，同時更容易使相鄰?fù)搀w4在第二卡頭6和第二卡槽8處設(shè)置擺動角。

進(jìn)一步，外花鍵和內(nèi)花鍵22均呈弧形。

本實施例中，外花鍵和內(nèi)花鍵22均呈弧形，使球頭1在球座2內(nèi)擺動更加靈活。

進(jìn)一步，球頭1遠(yuǎn)離球形體11的一端設(shè)置有第一接頭13，球座2遠(yuǎn)離球形凹槽21的一端設(shè)置有第二接頭24，第一接頭13和相鄰球座2上的第二接頭24通過螺紋連接。

本實施例中，球頭1的一端設(shè)置有第一接頭13，球座2的一端設(shè)置有與第一接頭13連接的第二接頭24，第一接頭13上設(shè)置有外螺紋，第二接頭24內(nèi)壁上設(shè)置有內(nèi)螺紋，第一接頭13和相鄰球座2上的第二接頭24通過螺紋連接，方便鉆桿之間的連接。

進(jìn)一步，球座2和球頭1之間設(shè)置有鎖帽3，鎖帽3呈環(huán)形，且鎖帽3的外側(cè)通過螺釘31與球座2連接，內(nèi)側(cè)卡住球形體11。

本實施例中，鎖帽3插入至球座2和球頭1之間，其一側(cè)通過螺釘31與球形凹槽21的側(cè)壁固定連接，另一側(cè)設(shè)置在球形體11上，卡住球形體11，防止球頭1的滑出，并且保持球頭1在球座2內(nèi)的可擺動性。

進(jìn)一步，傳動芯軸91的外壁與傳動套94的內(nèi)壁為六邊形配合結(jié)構(gòu)。

本實施例中，傳動芯軸91的外壁與傳動套94的內(nèi)壁為六邊形配合結(jié)構(gòu)，加工容易且配合結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，扭矩傳遞效果好。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。