自動井斜角控制器的製作方法

2023-05-04 17:27:56

專利名稱：自動井斜角控制器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種石油、地質勘探與開發的水平鑽井和定向鑽井過程對井斜角進行自動控制的工具。
在水平鑽井和定向鑽井中，井眼軌道控制是一門關鍵技術。它對於保證鑽頭準確進入靶區或產層目標窗口，提高鑽井的成功率;使實鑽軌道儘量靠近預先設計的理論軌道，提高井身質量;加快機械鑽速，降低鑽井成本，都具有重要意義。
井眼軌道控制包括對井斜角和方位角的控制。一般來說，當井斜角達到一定值(如30°)時，方位則不易發生變化，且井斜角愈大，方位愈難改變。所以對於水平井大斜度定向井和穩斜角超過30°以上的定向井穩斜段，對井斜角的控制則成了軌道控制的主要問題。
現有鑽井技術中對於井斜角的控制，一般說有以下兩種方法1.根據經驗或力學分析評選和設計井底鑽具組合(簡稱BHA)，主要靠變化穩定器的個數，安裝位置和外徑尺寸以設計成不同造斜率的組合。
這種方法是目前普通採用的，但是，由於影響井眼軌道的因素很多，除了BHA的力學特性外，例如還有地層特性、鑽頭結構、鑽壓大小、已鑽井眼的形狀、水力參數、井底清潔狀況以及其他隨機因素，等等。單靠設計的BHA往往難於定量控制井斜角，而且BHA選定下井之後，力學特性基本固定，當遇到上述諸多因素的複雜變化時，即使有經驗的司鑽也往往無能為力;
2.利用專用軟體技術(分析鑽具組合、地層、井眼曲率和鑽壓等幾項主要因素的影響)，設計鑽具組合和選擇鑽壓。
這種方法近些年來開始採用，但尚未普及。這種方法的優點在於提高了BHA的設計水平且可為司鑽提供決策參考。但是，此法和上述方法一樣，仍未擺脫「固定組合、靠人控制」的模式，因此難以做到準確控制。而且，在採用這些計算機軟體時，往往需要收集一個地區、不同層位的地質資料，而收集這些資料工作量大，內容浩繁，收集齊全有困難;加上井下其他諸多因素及隨機因素的影響和幹擾，程序計算結果也往往和實鑽結果有較大差距。
作進一步分析，上述兩種控制井斜角的工藝和方法有如下缺點(1)憑經驗或通過理論分析設計的BHA，其力學特性難於完全符合井下地層變化的要求，而BHA一旦下井則在井下無法變更其力學特性，當特性偏離較大時，只有起鑽更換新的鑽具組合;
(2)隨著鑽進過程，BHA的穩定器外徑會發生磨損，當磨損量達一定值時將導致力學特性嚴重變化，此時必須起鑽更換新的穩定器;
(3)一種鑽具組合只具有一種固定的力學特性(如增斜組合)，當在井下工況要求使用另一種不同特性的組合(如降斜組合)時，必須起鑽更換;
頻繁的起下鑽作業將耗費大量時間，顯著增加鑽井成本。
(4)以上方法要求配備適當的測量儀器，如單點測量儀，有線隨鑽測量儀等，於是增加了設備投資。在鑽大斜度井和水平井時，要求費用投資更高的無線隨鑽測量儀器(MWD);若無MWD水平井難以施工，而MWD在國外尤其在我國遠未普及;
(5)在使用單點或有線隨鑽進行轉盤鑽井時，長距離的定向井穩斜段要求多次測斜，這就造成了多次的起、下儀器和測量時間;
(6)井斜角的控制精度較低，難以達到精確的定量控制，在不斷測斜監測和隨鑽跟蹤情況下，鑽井實際上成了不斷調整和糾斜的過程，這就限制了可鑽水平井的油藏厚度，使在薄油層或超薄油層中鑽水平井變得更加困難，鑽井成本大幅度增加，甚至難以實現;
(7)必須要有經驗豐富的司鑽和掌握一定理論知識和軟體使用方法的技術人員參與控制過程，當發現偏離才能及時糾正。
針對上述兩種控制方法中BHA在井下不可變更的情況，近年來國外石油界開始探索研製一種可變直徑的穩定器，如美國的Anadrill公司研製的鑽壓控制穩定器。這種穩定器採用鑽壓作為控制信號，當司鑽在地面所加的鑽壓超過規定值時，該穩定器的翼片可向外伸出。國內近年來也有人在探索研製一種井下信號發生機構(有採用彈性波原理的，也有用停泵開泵的時間間隔的)和接收機構，用它可控制穩定器翼片的伸縮，但是這種控制方法都是人在地面上進行操作控制的，而且離不開測量環節。
綜上所述，上述幾種控制方法具有下述三個共同特點
(1)均離不開測量儀器和測量環節;
(2)均離不開人工控制，對鑽井者要求較高;
(3)井斜角控制精度難以準確定量，控制精度偏低。
本發明的目的是提供一種把井眼軌道的控制(此處針對井斜角的控制)變為在井下進行的自動控制、毋須人工幹預、並可省去測斜儀器和測量環節、節約鑽井輔助時間、提高軌道控制精度、井身質量及開發薄油藏能力、降低成本的自動井斜角控制器。
本發明的目的是這樣實現的它是由重力信號發生與調整裝置1(即信號發生機構)、油壓傳動裝置2(即信號接收與傳遞機構)和液壓伸縮式變徑穩定器3(即信號放大與隨動執行機構)組成(1)重力信號發生與調整裝置1(即信號發生機構)是由發生器柱體(26)、滾珠(27)、水平滾道F、螺紋球座(28)、密封墊片(29)、定位鋼珠(45)和緊釘螺釘(46)組成發生器柱體(26)內鑽有內壁光潔的水平滾道F，內裝滾珠(27);柱體(26)外側有環形凹槽形成腔G，另從側面鑽孔H;螺紋球座(28)裝在水平滾道F一側，其間設墊片(29)，上述腔室充滿液壓油;
(2)油壓傳動裝置2(即信號接收與傳遞機構)是由一個裝在殼體(1)內的工具芯體(2)、在芯體上加工的一系列油路、兩個裝在芯體上的液控單向閥組件(16-18、21-23和30～36)和裝在芯體(2)內的活塞組件(3、8、12-14)、端蓋(9-11)所構成的雙作用油缸;
(3)液壓伸縮式變徑穩定器3(即信號放大與隨動執行機構)是由穩定器本體(3)、裝在該本體(37)內部柱孔內的穩定器主活塞(38)、活塞下部的復位彈簧(56)及其定位組件(57-59)、一系列伸縮式柱塞組件(42-44)組成;它裝在本體(1)上，位於油缸下部。
油壓傳動裝置採用傳動油與鑽井液相離的油壓傳動系統，在工具芯體(2)上有一個高壓油腔(A)和低壓油腔(a)，二者的容積分別為油缸工作容積的2倍左右。在高壓油腔的端部裝有中心鑽通孔(B)的螺塞(7)，密封墊片(6)和固定於該螺塞環槽內的膠囊(4);低壓油腔的端部裝著鑽有徑向、軸向相交孔b、c的螺塞(49)，在螺塞(49)端部槽內固定著折縐形的膠囊(52)，其下部固定著彈簧座(53)和復位彈簧(54)。
油壓傳動裝置中的液控單向閥套(21)、(31)上的小孔內柱面刻有小溝槽g′、h′;大孔內裝有橡膠圈(22)和(32)。
高壓油腔一端的螺塞中心孔與鑽柱內的高壓鑽井液相通，低壓油腔園柱孔底部有孔，墊片(47)和通孔螺塞(48)與環空相通，鑽井液與工作油的可能通路處均設有密封件。
穩定器3的主活塞(38)由不同尺寸的柱面、錐面組成。
一系列伸縮式柱塞組件(42-44)裝在穩定器本體上若干組呈螺旋式排列的徑向孔內，每組均由滑動的臺階形柱塞(44)和復位小彈簧(42)組成，臺階形柱塞(44)大端柱面車有與主閥芯(38)圓柱面角度相配的園臺面。
穩定器本體(37)上鑽有若干組多排按一定規律排列的徑向園孔，園孔外面凹坑內焊有支承環(43);徑向園孔內刻有直槽，本體上有裝著篩孔板的園柱孔。
穩定器主活塞(38)上部車有密封槽，復位彈簧支承座(59)內孔也車有密封槽，內裝密封元件(60)與(61)。
有一個角度標定和調整部件，它由刻度線中心銷(63)、重錘線(64-65)和轉動銷(66)組成。
油缸活塞杆下端接頭(14)外徑和穩定器主活塞(38)內孔直徑間留有適當間隙，活塞杆的長度與穩定器位置須保證柱塞(44)的有效動作，為此在活塞杆(12)下端設有可調件(13)(14)。
本體上有3條直槽，每條直槽內有一徑向孔，內裝外端焊有直筋板的活動柱塞，大活塞上有一組柱面和錐面，其餘結構特徵與前述的那種變徑穩定器相同。
通過自動井斜角控制器在井下實現信號發生、接收、放大、執行、誤差反饋與控制等一系列閉環自動控制過程，控制下部鑽具組合中穩定器的直徑變化以改變鑽具組合的力學性質，從而對井斜角進行控制。
本發明的工作原理本發明由信號機構即重力信號發生與調整裝置1、信號接收傳遞機構即油壓傳動裝置2、信號放大與隨動執行機構即液壓伸縮式變徑穩壓器三個部分組成。採用滾珠式重力信號裝置，當實鑽井斜角大於或小於標定井斜角時即發出兩種不同信號，以造成密閉油路內的油流換向，通過特殊設計的閥組使油缸產生伸縮運動，從而導致變徑穩定器3的柱塞伸縮，這兩種不同工況使鑽具組合的性能發生改變以控制井斜角。
本發明的優點1.本發明在井下實現了信號發生、接收、放大、執行、誤差反饋與控制等一系列閉環自動控制，控制下部鑽具組合中穩定器的直徑變化，從而改變鑽具組的力學性質、對井斜角具有很高的控制精度，因此提高了井眼軌道質量，明顯地提高了定向井，尤其是水平井的成功率，使井斜控制從定性階段提高到了定量階段。
2.本發明對水平井段和穩斜角超過30°以上的定向井穩斜段的鑽進施工，可省略麻煩的測斜環節，明顯減少鑽井輔助時間。
3.本發明可不用測斜儀器尤其是在水平井水平段鑽進施工中可不用MWD，從而降低了水平井施工難度，節約了購買或租用MWD的昂貴費用。
4.本發明把對井斜角的控制變為毋須人為幹預的井下自動閉環控制，降低了工作難度，因而可省略高技術施工人員，並自動將水平段波動幅度控制在0.2m以內。
5.本發明在鑽井中可採用常規轉盤BHA(增降組合)，省去導向鑽具，簡化了組合部件，減少了發生井下事故的可能。
6.本發明提高鑽定向井和水平井的能力，可把水平鑽井技術提高到鑽0.5m超薄油層技術水平，這對推廣和普及水平井、定向井技術有重要意義。
7.本發明製造工藝簡單、成本低，易於推廣與普及。
8.本發明的液控式變徑穩定器可用於鑽井過程中卡鑽時解卡作業。
9.本發明的信號發生和接受機構還可用於需要準確控制安裝角度的地面設備，角度控制範圍為0～360°。
10.本發明所闡述的控制思想方法可推廣應用於石油鑽井過程中其他環節的自動控制。
發明的具體結構由以下的實施例及其附圖給出。


圖1a、1b、1c是本發明剖視圖。圖1b的頂部接圖1a的底部，圖1c的頂部接圖1b的底部。
圖2是本發明信號發生與接受機構俯視圖。
圖3是本發明信號發生與接受機構剖面圖。
圖4是本發明低壓油腔結構示意圖。
圖5a是本發明伸縮柱塞式變徑穩定器外形圖，圖5b是斷面外形圖。
圖6a是伸縮筋板式變徑穩定器結構示意圖，圖6b是斷面外形圖。
圖7是鑽具組合類型作用說明圖。
下面結合圖1～7詳細說明依據本發明提出的具體自動井斜角控制器的細節及工作情況。
自動井斜角控制器短節裝在鑽頭上部。滾球式重力信號發生裝置和油壓傳動裝置均安裝在工具本體外殼內(1)的扁形芯體(2)上。扁形芯體上端緊靠外殼上的臺階，扁形芯體(2)與外殼間的二個弓形流道通過泥漿。油壓系統與泥漿通過一定的結構相互隔離，如圖1～3所示。
園柱腔A下端螺紋上裝有螺塞(7)，密封墊片(6)和固定在該螺塞環槽內的膠囊C(4)，螺塞(7)的中心鑽有通孔B，開泵時高壓泥漿經流道B充入膠囊C，使之脹大，給A腔內的液壓油加上一定壓力，液壓油在這一壓力的推動下，經A腔上的小孔通過流道D時入滾球式重力信號發生器。
重力信號發生器由發生器柱體(26)、滾球(27)、水平滾道F、螺紋球座(28)、密封墊片(29)、定位鋼珠(45)和緊釘螺釘(46)組成，發生器柱體(26)的一端側面鑽有中心孔E和流道D相通，另一側面刻有角度標定線，及轉動銷孔和中心銷孔，以調整和標定預定井斜角(見圖3)。
發生器柱體(26)內鑽有內壁光潔的水平滾道F，內裝滾珠(27)，柱體(26)外側車有環形凹槽形成腔G，另從側面鑽孔H。螺紋球座(28)裝在水平滾道F一側，其間的墊片(29)起密封作用。上述腔室均被液壓油充滿。
水平滾道F兩端的孔為液壓油的兩條不同出路I和K，滾道F和滾珠(27)構成了重力式水平儀。如圖2、3所示，當流道F不處於水平位置時，如I端向下，滾珠因重力作用滾向I端，堵住I孔，則液壓油將流出K孔。反之，如K端向下，滾珠將滾向K端堵住K孔，滾壓油將從I孔流出。由此即可產生兩種不同的信號。
在標定發生器柱體位置時，規定當鑽達預定井斜角時，在發生器柱體(26)的中心銷孔內插入中心鎖，然後插入轉動銷，拔轉(26)使所需角度線與重錘線相合，這樣可保證在鑽達規定井斜角時流道F處於水平位置。然後旋緊螺釘(46)，壓緊定位鋼珠(45)，從而把發生器柱體(26)和芯體(2)實現固定。由於該控制器安裝在近鑽頭處，所以可很準確地反映鑽頭處的井斜情況。當實鑽井斜角α小於預定井斜角αy時(即α＜αy)，滾珠在I端，K孔出油;反之，當α＞αy，滾珠在K端，I孔出油。由此即把井斜角α的兩種狀態(偏大或偏小)轉變為兩條油路的信號。
信號接收與傳遞機構即經特殊設計的油壓傳動系統，也裝在工具芯體(2)上，與重力式信號發生裝置相連。它由高壓油腔A、螺蓋(62)、油缸與活塞M、N、1、12端蓋(10)及密封件(9、11)組成的雙作用油缸、兩個經特殊設計的液控單向閥組件(16～36)、低壓油腔組件(49～54)及其一系列油路所組成。
螺蓋(62)的外面車有環槽，形成腔室L，經通路O和油缸大腔M相通，M腔有通道與液控單向(1＃)的U腔閥相連。油缸小腔N經通道Q、R和S與發生器柱體外環腔G相通;N腔還通過Q與液控單向閥(2＃)的T腔相通。
兩個液控單向閥(1＃、2＃)的閥芯活塞(23)和(33)杆上裝有橡膠O型圈，以起緩衝作用，相應的閥套(21、31)上刻有溝槽，g′和h′在運動時排出該腔內的油液，相應的閥座(17、34)內裝有彈簧(67、35)，起復位關閉流道的作用。
扁形工具芯體上還鑽有通道X、Y、Z，以溝通液控單向閥組的W腔，V腔和進入低壓油腔a，形成回油路，低壓油腔a是一個折皺形的膠囊(52)，它固定在螺紋堵塞(49)的環槽內，堵塞(49)上鑽有孔b和c，連通回油通道，螺紋堵塞裝在扁形閥芯的園柱孔d內，膠囊(52)底部裝有彈簧座(53)和復位彈簧(54)，柱孔d上鑽有通孔(g、h)，通過密封件(47)和中心鑽有通孔的螺塞(48)與工具本體(1)的外部即環形空間相通。
上述的停泵和開泵是接單根和繼續鑽進的必然操作，可見採用本發明未給正常鑽進增加任何附加操作。
作為信號放大與執行機構的伸縮式變徑穩定器，接在扁形工具芯體下部，其上端和下端分別通過螺紋與工具本體外殼(1)和鑽頭相連接。圖1、5，所示的變徑穩定器僅是一種結構形式，還有另外一種結構詳見圖6。
圖1、5所示的液控式變徑穩定器，由穩定器本體(37)、穩定器主活塞(38)、主復位彈簧(56)及其定位組件(57～59)，和一系列柱塞組件(42～44)組成。主活塞上有不同尺寸的柱面和錐面。穩定器本體(37)上鑽有若干組多排按一定規律排列的往向園孔J，園孔外面凹坑內焊有支承環(43)，內裝伸縮柱塞(44)和小復位彈簧(42)。主活塞(38)上部柱面上和主復位彈簧(56)的支座螺母(59)上均裝有密封圈(41、60)，主活塞(38)的內孔為泥漿流，其直徑略大於控制油缸活塞杆下端(14)直徑。
當控制部分的油缸活塞杆端部(14)外伸至一定位置時，將堵塞穩定器內主活塞(38)的內孔，引起泥漿壓力迅速升高，從而推動主活塞(38)下移，壓縮復位彈簧(56)。此時大、小活塞處於隨動狀態，只要小活塞杆(12～14)下移，大活塞(38)將隨之繼續下移，在運動過程中，二者之間將保持一定的通流間隙。若油缸小活塞停止運動，穩定器大活塞也停止運動而處於平衡，在下移過程中，大活塞的錐面向外推壓小柱塞(44)使之外伸，以致大活塞(38)上與其錐面相連的柱面同小柱塞端面接觸，此時小柱塞全部伸出，導致穩定器外徑變大，同時壓縮小復位彈簧(42)。若控制油缸的活塞杆在液壓系統作用下內縮，造成流道變大，到主復位彈簧(56)將伸長，以致把主活塞(38)向上推至初始位置，在此過程中，小柱塞(44)在被壓縮的小復位彈簧(42)的推動下內縮，導致穩定器外徑變小。因泥漿主流道被堵塞時會產生足夠的壓力，克服工作過程中的阻力，所以該穩定器起到了信號放大和執行動作的作用。
穩定器安裝位置尺寸、控制油缸活塞杆的長度，彈簧參數的選擇，必須保證上列動作的實現達到準確、到位、靈活。
圖6所示的另外一種伸縮式變徑穩定器，和上述穩定器的差異之處在於前者是由一系列小柱塞外有一條直筋板(共有3條)，當柱塞內縮時筋板貼於穩定器本體的直槽底部;前者的大活塞上有若干組柱面和錐面，後者只有一組;前者的穩定器本體上是一系列排列有序的徑向柱塞孔，後者本體上有3條直槽。
綜上所述，當實際井斜角未達到預定井斜角時，會造成控制油缸的活塞杆外伸，穩定器直徑變大;反之，若實際井斜角超過預定井斜角，則會造成控制油缸活塞內縮，使穩定器直徑變小。
下面進一步介紹穩定器直徑變化為什麼會改變井斜的機理。
根據鑽井力學和井眼軌道控制理論可知，改變BHA上穩定器的數目、距離、直徑可使BHA的力學特性發生變化，以圖7所示的鑽具組合為例(a)為增斜組合，(b)為降斜組合，(c)為穩斜組合。比較(a)、(b)，二者差異僅在於有無近鑽頭穩定器。如果用本發明即自動井斜角控制器代替(a)中的近鑽頭穩定器，即(d)所示，此時相當於近鑽頭穩定器是可自動調整的。如上所述，當實際井斜角α未達到預定井斜角αy時，變徑穩定器直徑變大，相當於圖(a)中的增斜組合，於是它使井斜增加;反之，當實際井斜角α超過預定井斜角αy時，變徑穩定器直徑變小(和鑽鋌一樣)，相當於無近鑽頭穩定器即(b)中的降斜組合，於是它使井斜減少，這些動作是隨著正常鑽進過程自動進行的，因此它可使α保持在αy的鄰域內波動，非常接近預定的井斜角值。
現分析本發明在實用中的控制精度與誤差，以鑽進水平段為例。在接單根停泵的時間內，從原理上分析，發生器水平滾道內的滾珠對±0.12°以上的傾角即可發出信號;考慮到製造誤差，滾珠對滾道傾角的不敏感區應在±1°以內。則鑽進一個單根(10m)的軌道波動幅度則為(±0.02)m～(±0.175)m由於接單根是鑽進過程中的必然操作，故無論水平鑽進距離是多少，一般均可將軌跡波動幅度限制在上述範圍內。即使製造誤差很大而使滾珠滾動的不敏感區為±2.5°，則軌跡波動幅度最大值僅為(±0.436m)，遠遠小於現有水平井施工技術中的軌跡波動幅度。
權利要求
1.一種用於石油、地質勘探開發方面的定向鑽井和水平鑽井過程，對井眼軌道參數實現自動控制的自動井斜角控制器其特徵在於它是由重力信號發生與調整裝置1(即信號發生機構)、油壓傳動裝置2(即信號接收與傳遞機構)和液壓伸縮式變徑穩定器3(即信號放大與隨動執行機構)組成(1)重力信號發生與調整裝置1(即信號發生機構)是由發生器柱體(26)、滾珠(27)、水平滾道F、螺紋球座(28)、密封墊片(29)、定位鋼珠(45)和緊釘螺釘(46)組成發生器柱體(26)內鑽有內壁光潔的水平滾道F，內裝滾珠(27)；柱體(26)外側有環形凹槽形成腔G，另從側面鑽孔H；螺紋球座(28)裝在水平滾道F一側，其間設墊片(29)，上述腔室充滿液壓油；(2)油壓傳動裝置2(即信號接收與傳遞機構)是由一個裝在殼體(1)內的工具芯體(2)、在芯體上加工的一系列油路、兩個裝在芯體上的液控單向閥組件(16-18、21-23和30～36)和裝在芯體(2)內的活塞組件(3、8、12-14)、端蓋(9-11)所構成的雙作用油缸；(3)液壓伸縮式變徑穩定器3(即信號放大與隨動執行機構)是由穩定器本體(3)、裝在該本體(37)內部柱孔內的穩定器主活塞(38)、活塞下部的復位彈簧(56)及其定位組件(57-59)、一系列伸縮式柱塞組件(42-44)組成；它裝在本體(1)上，位於油缸下部。
2.根據權利要求1所述的自動井斜角控制器，其特徵是油壓傳動裝置採用傳動油與鑽井液相離的油壓傳動系統，在工具芯體(2)上有一個高壓油腔(A)和低壓油腔(a)，二者的容積分別為油缸工作容積的2倍左右。在高壓油腔的端部裝有中心鑽通孔(B)的螺塞(7)，密封墊片(6)和固定於該螺塞環槽內的膠囊(4);低壓油腔的端部裝著鑽有徑向、軸向相交孔b、c的螺塞(49)，在螺塞(49)端部槽內固定著折縐形的膠囊(52)，其下部固定著彈簧座(53)和復位彈簧(54)。
3.根據權利要求1所述的自動井斜角控制器，其特徵是油壓傳動裝置中的液控單向閥套(21)、(31)上的小孔內柱面刻有小溝槽g′、h′;大孔內裝有橡膠圈(22)和(32)。
4.根據權利要求1所述的自動井斜角控制器，其特徵是高壓油腔一端的螺塞中心孔與鑽柱內的高壓鑽井液相通，低壓油腔園柱孔底部有孔，墊片(47)和通孔螺塞(48)與環空相通，鑽井液與工作油的可能通路處均設有密封件。
5.根據權利要求1所述的自動井斜角控制器，其特徵是穩定器3的主活塞(38)由不同尺寸的柱面、錐面組成。
6.根據權利要求1或5所述的自動井斜角控制器，其特徵是一系列伸縮式柱塞組件(42-44)裝在穩定器本體上若干組呈螺旋式排列的徑向孔內，每組均由滑動的臺階形柱塞(44)和復位小彈簧(42)組成，臺階形柱塞(44)大端柱面車有與主閥芯(38)圓柱面角度相配的園臺面。
7.根據權利要求1或5所述的自動井斜角控制器，其特徵是穩定器本體(37)上鑽有若干組多排按一定規律排列的徑向園孔，園孔外面凹坑內焊有支承環(43);徑向園孔內刻有直槽，本體上有裝著篩孔板的園柱孔。
8.根據權利要求1或5所述的自動井斜角控制器，其特徵是穩定器主活塞(38)上部車有密封槽，復位彈簧支承座(59)內孔也車有密封槽，內裝密封元件(60)與(61)。
9.根據權利要求1所述的自動井斜角控制器，其特徵是有一個角度標定和調整部件，它由刻度線中心銷(63)、重錘線(64-65)和轉動銷(66)組成。
10.根據權利要求1或5所述的自動井斜角控制器，其特徵是油缸活塞杆下端接頭(14)外徑和穩定器主活塞(38)內孔直徑間留有適當間隙，活塞杆的長度與穩定器位置須保證柱塞(44)的有效動作，為此在活塞杆(12)下端設有可調件(13)(14)。
11.根據權利要求1或5所述的自動井斜角控制器，其特徵是本體上有3條直槽，每條直槽內有一徑向孔，內裝外端焊有直筋板的活動柱塞，大活塞上有一組柱面和錐面，其餘結構特徵與前述的那種變徑穩定器相同。
12.根據權利要求1～11所述的自動井斜角控制器，其特徵是通過自動井斜角控制器在井下實現信號發生、接收、放大、執行、誤差反饋與控制等一系列閉環自動控制過程，控制下部鑽具組合中穩定器的直徑變化以改變鑽具組合的力學性質，從而對井斜角進行控制。
全文摘要
本發明公開了一種用於石油和地質勘探開發的水平鑽井和定向鑽井過程中對井斜角進行自動控制的自動井斜角控制器，它是由信號發生機構即滾珠式重力信號裝置、信號接收機構即油壓傳動裝置、信號放大執行機構即液控伸縮式變徑穩定器組成。本發明由於採用井下自動閉環控制避免了對井斜的影響產生諸多複雜因素，控制住井斜誤差，使實鑽井斜角和設計井斜角吻合，井身質量高，使在薄油層及超薄油層中鑽水平井成為可能。此外，還省去檢測儀器，去掉測斜環節，減少了起下鑽次數，從而縮短了鑽井時間，降低了鑽井成本。
文檔編號E21B7/04GK1053939SQ90109809
公開日1991年8月21日 申請日期1990年12月18日 優先權日1990年12月18日
發明者蘇義腦 申請人:石油勘探開發科學研究院鑽井工藝研究所