孔內水壓定向器的製作方法

2023-12-09 18:40:46

專利名稱：孔內水壓定向器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於石油、煤炭、地礦、冶金、水電等行業勘探工程定向鑽進 孔內造斜器具，具體為一種孔內水壓定向器。
背景技術：
定向鑽進技術已在我國石油、煤炭、地礦、冶金等行業得到廣泛應用。定向鑽進導 向的準確性，主要取決於孔內造斜機具的定向方法與精度。目前我國定向鑽進孔內造斜機 具的定向主要藉助高精度的測量儀器通過計算來完成，其操作繁瑣且往往因儀器方位精度 誤差而造成定位不準。
發明內容為了克服現有孔內造斜機具操作繁瑣且定位不準的不足，本實用新型旨在提供 一種孔內水壓定向器，它藉助重錘原理，可通過壓水機械定位和水壓變化來準確對孔內造 斜機具進行定位。為了實現上述目的，本實用新型所採用的技術方案是所述孔內水壓定向器包括 與一鑽杆相連的中空的通水接頭和與另一鑽杆相連的中空的公接頭，其特點是，該通水接 頭與公接頭之間由一通水夾套相連，所述通水夾套內腔設有根據通水接頭中空腔的水壓大 小而使通水接頭的中空腔和公接頭的中空腔連通或通路關閉的開合裝置。在本實用新型中，所述開合裝置的結構優選為，所述通水接頭與所述通水夾套結 合處內側設有一限位套，該限位套朝向通水夾套一端為細頸軸，該限位套的細頸軸上裝有 可相對該細頸軸轉動的偏心重錘，該偏心重錘的偏心端內活動連接有重錘銷，所述通水夾 套內壁上設有當通水接頭內水壓大於某壓力值P時與所述重錘銷相配合連接的限位孔，所 述限位套的細頸軸端與一通水活塞相連，該通水活塞的活塞杆上裝有彈簧；所述通水夾套 內側開有當通水接頭內水壓不小於某壓力值P時通水接頭的中空腔和公接頭的中空腔連 通，當通水接頭內水壓小於某壓力值P時通水接頭的中空腔和公接頭的中空腔之間通路關 閉的通水孔。進一步地，為了便於通水接頭內水推動限位套移動，所述限位套朝向通水接頭的 一端為空腔，所述壓力值P的大小為通水接頭內水推動限位套右移至重錘銷插入限位孔內 時的水壓力。本實用新型的工作原理(1)藉助重錘原理，確定定向造斜機具低邊與孔眼低邊 吻合，定向造斜機具低邊即造斜機具彎接頭彎曲的反方向，孔眼低邊即鑽孔眼傾斜後孔底 平面的最低點所在位置。(2)在通水夾套中設置開、閉兩種水路狀態，通過帶彈簧反力的通水活塞的移動， 由壓水水壓變化情況完成造斜機具低邊定位。(3)根據定向鑽孔導向參數設計值，以孔眼低邊為基準完成導斜機具的孔內定向。(4)在完成造斜機具低邊定位的同時，孔內水壓定向器重錘銷插入限位孔中，固定帶彈簧反力的通水活塞，打開衝洗液過水通道，保證後續定向連續造斜鑽進衝洗液暢通，從 而達到鑽進時冷卻機具的目的。本實用新型藉助重錘原理，通過壓水機械定位和水壓變化情況完成孔內造斜機具 低邊定位，繼而再以孔眼低邊為基準完成導斜機具的孔內定向。定向鑽進造斜機具下入孔 內安裝到位後，孔內水壓定向器偏心重錘在重力作用下平衡鉛直下垂；經鑽杆向孔內水壓 定向器壓水，水壓由小到大變化並推動帶彈簧反力的通水活塞位移至限制位；通過鑽杆按 每5度小角度轉動孔內造斜機具，當造斜機具低邊轉到孔眼低邊時，孔內水壓定向器重錘 銷插入限位孔中，通水活塞限位並打開過水通道，再次壓水時水壓基本恆定(穩定流量)，以 此通過轉動孔內造斜機具並配合壓水時水壓變化情況來完成孔內造斜機具低邊與孔眼低 邊吻合定位，繼而以孔眼低邊為基準按設計定向參數完成導斜機具的孔內定向。所述孔內 水壓定向器，在完成孔內定向的同時，孔內水壓定向器重錘銷插入限位孔中，固定帶彈簧反 力的通水活塞，打開衝洗液過水通道，保證後續定向連續造斜鑽進衝洗液暢通。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是藉助重錘原理，通過壓水機械定位和 水壓變化來準確對孔內造斜機具進行定位，其操作簡單，定位準確。可廣泛用於石油、煤炭、 地礦、冶金、水電等行業勘探工程定向鑽進孔內造斜器具的定向。

[0013]
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。[0014]圖1是本實用新型的結構原理圖；[0015]圖2是本實用新型的工作狀態圖。[0016]在圖中[0017]1-通水接頭；2-公接頭；3-限位套；[0018]4-偏心重錘；5-重錘銷；6-通水活塞；[0019]7-彈簧；9-通水孔；10-限位孔；[0020]11-通水夾套。
具體實施方式一種孔內水壓定向器，如圖1所示，包括與一鑽杆相連的中空的通水接頭1和與另 一鑽杆相連的中空的公接頭2，該通水接頭1與公接頭2之間由一通水夾套11相連，所述通 水夾套11內腔設有根據通水接頭1中空腔的水壓大小而使通水接頭1的中空腔和公接頭 2的中空腔連通或通路關閉的開合裝置；該開合裝置的結構為，所述通水接頭1與所述通水 夾套11結合處內側設有一限位套3，該限位套3朝向通水接頭1的一端為空腔，且限位套3 朝向通水夾套11 一端為細頸軸，該限位套3的細頸軸上裝有可相對該細頸軸轉動的偏心 重錘4，該偏心重錘4的偏心端內活動連接有重錘銷5，所述通水夾套11內壁上設有當通水 接頭1內水壓大於某壓力值P時與所述重錘銷5相配合連接的限位孔10，所述限位套3的 細頸軸端與一通水活塞6相連，該通水活塞6的活塞杆上裝有彈簧7 ；所述通水夾套11內 側開有當通水接頭1內水壓不小於某壓力值P時通水接頭1的中空腔和公接頭2的中空腔 連通，如圖2所示，當通水接頭1內水壓小於某壓力值P時通水接頭1的中空腔和公接頭2 的中空腔之間通路關閉的通水孔9。[0022]具體工作過程(1)按照定向鑽孔設計軌跡要求，根據鑽孔測斜資料計算確定定 嚮導斜參數。(2)孔內水壓定向器地表水壓定向試驗，並根據鑽孔水位計算確定孔內水壓定向 器工作水壓參數，即開通水壓臨界值P、閉合水壓變化值和開通水壓穩定值。(3)組裝並下入定向鑽進造斜鑽具組，測量與計算確認安裝到位。定向鑽進造斜機具下入孔內安裝到位後，孔內水壓定向器的偏心重錘4在重力作 用下平衡鉛直下垂；經鑽杆向孔內水壓定向器壓水，水壓由小到大變化並推動帶彈簧7反 力的通水活塞6位移至限制位。(4)經鑽杆向孔內水壓定向器內壓水，按每5度小角度轉動一次孔內水壓定向器， 並配合壓水-停壓水-壓水循環觀測水壓變化情況，完成孔內造斜機具低邊定位。當造斜 機具低邊轉到孔眼低邊時，重錘銷5插入限位孔10中，通水活塞6限位並打開過水通道，再 次壓水時水壓基本恆定，流量穩定。(5)根據定向鑽孔導向參數設計值，以此通過轉動造斜機具並配合水壓變化情況 來完成孔內造斜機具低邊與孔眼低邊吻合定位，繼而以孔眼低邊為基準按設計定向參數完 成導斜機具的孔內定向。與此同時孔內水壓定向器的重錘銷5插入限位孔10中，固定帶彈 簧7反力的通水活塞6，打開衝洗液過水通道，保證後續定向連續造斜鑽進衝洗液暢通，可 實施通水(衝洗液)、迴轉、給壓進行定向連續造斜鑽進。本實用新型可廣泛應用於造斜段頂角大於45度的定向鑽進孔內造斜機具定向。
權利要求1.一種孔內水壓定向器，包括與一鑽杆相連的中空的通水接頭(1)和與另一鑽杆相連 的中空的公接頭(2)，其特徵是，該通水接頭(1)與公接頭(2)之間由一通水夾套(11)相連， 所述通水夾套(11)內腔設有根據通水接頭(1)中空腔的水壓大小而使通水接頭(1)的中空 腔和公接頭(2)的中空腔連通或通路關閉的開合裝置。
2.根據權利要求1所述的孔內水壓定向器，其特徵是，所述開合裝置的結構為，所述通 水接頭(1)與所述通水夾套(11)結合處內側設有一限位套(3)，該限位套(3)朝向通水夾套 (11) 一端為細頸軸，該限位套(3)的細頸軸上裝有可相對該細頸軸轉動的偏心重錘(4)， 該偏心重錘(4)的偏心端內活動連接有重錘銷(5)，所述通水夾套(11)內壁上設有當通水 接頭(1)內水壓大於某壓力值P時與所述重錘銷(5)相配合連接的限位孔(10)，所述限位 套(3)的細頸軸端與一通水活塞(6)相連，該通水活塞(6)的活塞杆上裝有彈簧(7)；所述 通水夾套(11)內側開有當通水接頭(1)內水壓不小於某壓力值P時通水接頭(1)的中空腔 和公接頭(2)的中空腔連通，當通水接頭(1)內水壓小於某壓力值P時通水接頭(1)的中空 腔和公接頭(2 )的中空腔之間通路關閉的通水孔(9 )。
3.根據權利要求2所述的孔內水壓定向器，其特徵是，所述限位套(3)朝向通水接頭 (1)的一端為空腔。
專利摘要本實用新型公開了一種孔內水壓定向器，針對定向鑽進孔內造斜機具定向技術難題，創新提出了採用重錘原理，通過壓水機械定位和水壓變化值來準確對孔內造斜機具進行定位，該孔內水壓定向器包括與一鑽杆相連的中空的通水接頭和與另一鑽杆相連的中空的公接頭，該通水接頭與公接頭之間由一通水夾套相連，所述通水夾套內腔設有根據通水接頭中空腔的水壓大小而使通水接頭的中空腔和公接頭的中空腔連通或通路關閉的開合裝置。本實用新型結構簡單,操作方便，定位準確,可廣泛應用於造斜段頂角大於45度的定向鑽進孔內造斜機具定向。
文檔編號E21B7/08GK201915838SQ20112002207
公開日2011年8月3日 申請日期2011年1月24日 優先權日2011年1月24日
發明者陳安重 申請人:中國水電顧問集團中南勘測設計研究院