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专利名称：一种垂直钻井工具

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202011053037.2

专利申请（专利权）人：山西风雷钻具有限公司
权利人地址：山西省临汾市侯马市风雷街188号10号信箱

专利发明（设计）人：刘海军,郑锡坤,张立,董卫国,杨文涛,李桂变,杨剑,陈晓宇

专利摘要：本发明公开一种垂直钻井工具，包括依次连接的压缩节、第一稳定器、钻铤节、第二稳定器和加重节，第一稳定器和第二稳定器结构相同；压缩节包括上接头、压缩壳体、压管和碟簧，所述压管穿设在压缩壳体一端，上接头连接端通过螺纹穿设在压缩壳体另一端，且与压管在压缩壳体内的一端接触，同时，上接头与压管之间顶接有碟簧；第一稳定器包括滚轮、稳定器本体和第一连接管，稳定器本体外圆周上设置有滚轮，第一连接管穿设在稳定器本体内。本发明有效地解决了油气井勘探过程中复杂性井况造成的钻柱倾斜问题，达到了保证井眼垂直精度，提高钻井效率的目的，可适用于各类油气勘探钻井钻直井的过程中。

主权利要求：
1.一种垂直钻井工具，其特征在于，包括依次连接的压缩节、第一稳定器、钻铤节、第二稳定器和加重节，所述第一稳定器和第二稳定器结构相同；
压缩节，包括上接头、压缩壳体、压管和碟簧，所述压管穿设在压缩壳体一端，上接头连接端通过螺纹穿设在压缩壳体另一端，且与压管在压缩壳体内的一端接触，同时，上接头与压管之间顶接有碟簧；
第一稳定器，包括滚轮、稳定器本体和第一连接管，所述稳定器本体外圆周上设置有滚轮，同时，第一连接管穿设在稳定器本体内；
钻铤节，包括钻铤本体、第二连接管、第三连接管、第一单向阀和第二单向阀，所述第二连接管和第三连接管依次穿设在钻铤本体内，同时，第二连接管和第三连接管顶接，钻铤本体两端圆周壁上分别安装有第一单向阀和第二单向阀；
加重节，包括加重壳体、上压块、支撑环和下接头，所述加重壳体一端内部连接有上压块，另一端通过螺纹连接有下接头，上压块和下接头之间、且在加重壳体内顶接有若干依次连接的支撑环；
此外，上接头、压缩壳体、稳定器本体、钻铤本体、加重壳体和下接头的外径相同；
所述上接头、压管、第一连接管、第二连接管、第三连接管、上压块、支撑环和下接头之间依次贯通中心通孔，同时，压管、第一连接管、第二连接管、第三连接管、上压块、支撑环和下接头依次顶接；
所述压缩壳体为管状结构，包括大径通孔和与其承接的小径通孔，压管呈T型结构，压管细端穿设在小径通孔内，且端末伸出压缩壳体，粗端靠近小径通孔且配合穿设在大径通孔内，压管与大径通孔之间套设有第一密封圈，同时，压管粗端的端面上开设有内径大于中心通孔的凹孔；
所述上接头一端外径与压缩壳体外径相同，上接头中间位置包括与大径通孔连接的螺纹段和在大径通孔配合穿设的光滑段，上接头另一端为用于穿设碟簧的穿簧段，穿簧段端末配合穿设在凹孔内，且穿簧段端末与凹孔内壁穿套有第二密封圈，碟簧顶接在光滑段和压管粗端的端面上。
2.根据权利要求1所述的一种垂直钻井工具，其特征在于，所述稳定器本体为管状结构，所述第一连接管呈T型结构，第一连接管配合穿设在稳定器本体管内，第一连接管粗端与稳定器本体管内壁之间套设有第三密封圈，同时，该端的端面上垫有第四密封圈。
3.根据权利要求1所述的一种垂直钻井工具，其特征在于，所述第二连接管和第三连接管与钻铤本体内之间均匀、间隔开设有间隙，第二连接管远离第三连接管一端端面上垫有第五密封圈，第三连接管与第二连接管顶接一端与钻铤本体内壁之间套设第六密封圈，第三连接管远离第二连接管一端变径收缩于钻铤本体，且伸出钻铤本体配合连接；所述第一单向阀和第二单向阀分别与第二连接管和第三连接管与钻铤本体内之间的某一间隙连通。
4.根据权利要求1所述的一种垂直钻井工具，其特征在于，所述上压块圆周面与加重壳体内壁之间套设有第七密封圈，上压块靠近加重壳体端口的端面上垫有第八密封圈，相邻支撑环之间垫设有第九密封圈。 说明书 : 一种垂直钻井工具技术领域[0001] 本发明属于石油钻井工具加工领域，具体涉及一种垂直钻井工具。背景技术[0002] 在石油或地质勘探钻井过程中，经常会遇见在地层倾角大、高陡构造带、山前逆掩推覆体区域等复杂地质条件下钻深井、超深井，尤其是钻深探井、超深探井以及区域第一口预探井、大陆科探井时,普遍要求防斜打快和安全低成本,而常规钻井技术在复杂易斜地层钻深井、钻遇高陡构造或是地应力异常地层时，钻头在地层倾角、地应力及钻压的共同作用下，会偏离正常的井眼轨迹垂直轴线而出现井斜。出现井斜后往往会给后续的钻井、测井和完井作业带来很大的风险，严重制约了钻井效率的提高。发明内容[0003] 鉴于此，本发明的目的在于，提供一种垂直钻井工具，用于解决地层倾斜、钻具弯曲等引起的钻头侧向力迭加导致钻井过程中钻柱倾斜的垂直钻井导向工具。[0004] 为了达到上述目的，进而采取的技术方案如下：[0005] 一种垂直钻井工具，其特征在于，包括依次连接的压缩节、第一稳定器、钻铤节、第二稳定器和加重节，所述第一稳定器和第二稳定器结构相同；[0006] 压缩节，包括上接头、压缩壳体、压管和碟簧，所述压管穿设在压缩壳体一端，上接头连接端通过螺纹穿设在压缩壳体另一端，且与压管在压缩壳体内的一端接触，同时，上接头与压管之间顶接有碟簧；[0007] 第一稳定器，包括滚轮、稳定器本体和第一连接管，所述稳定器本体外圆周上设置有滚轮，同时，第一连接管穿设在稳定器本体内；[0008] 钻铤节，包括钻铤本体、第二连接管、第三连接管、第一单向阀和第二单向阀，所述第二连接管和第三连接管一次穿设在钻铤本体内，同时，第二连接管和第三连接管顶接，钻铤本体两端圆周壁上分别安装有第一单向阀和第二单向阀；[0009] 加重节，包括加重壳体、上压块、支撑环和下接头，所述加重壳体一端内部连接有上压块，另一端通过螺纹连接有下接头，上压块和下接头之间、且在加重壳体内顶接有若干依次连接的支撑环；[0010] 此外，上接头、压缩壳体、稳定器本体、钻铤本体、加重壳体和下接头的外径相同；[0011] 所述上接头、压管、第一连接管、第二连接管、第三连接管、上压块、支撑环和下接头之间依次贯通的中心通孔，同时，压管、第一连接管、第二连接管、第三连接管、上压块、支撑环和下接头依次顶接。[0012] 作为本发明进一步的改进，所述压缩壳体为管状结构，包括大径通孔和与其承接的小径通孔，压管呈T型结构，压管细端穿设在小径通孔内，且端末伸出压缩壳体，粗端靠近小径通孔且配合穿设在大径通孔内，压管与大径通孔之间套设有第一密封圈，同时，压管粗端的端面上开设有内径大于中心通孔的凹孔；[0013] 所述上接头一端外径与压缩壳体外径相同，上接头中间位置包括与大径通孔连接的螺纹段和在大径通孔配合穿设的光滑段，上接头另一端为用于穿设碟簧的穿簧段，穿簧段端末配合穿设在凹孔内，且穿簧段端末与凹孔内壁穿套有第二密封圈，碟簧顶接在光滑段和压管粗端的端面上。[0014] 作为本发明进一步的改进，所述稳定器本体为管状结构，所述第一连接管呈T型结构，第一连接管配合穿设在稳定器本体管内，第一连接管粗端与稳定器本体管内壁之间套设有第三密封圈，同时，该端的端面上垫有第四密封圈。[0015] 作为本发明进一步的改进，所述第二连接管和第三连接管与钻铤本体内之间均匀、间隔开设有间隙，第二连接管远离第三连接管一端端面上垫有第五密封圈，第三连接管与第二连接管顶接一端与钻铤本体内壁之间套设第六密封圈，第三连接管远离第二连接管一端变径收缩钻铤本体配合连接且伸出钻铤本体；[0016] 所述第一单向阀和第二单向阀分别与第二连接管和第三连接管与钻铤本体内之间的某一间隙连通。[0017] 作为本发明进一步的改进，所述上压块圆周面与加重壳体内壁之间套设有第七密封圈，上压块靠近加重壳体端口的端面上垫有第八密封圈，相邻支撑环之间垫设有第九密封圈。[0018] 本发明的有益效果是：本发明有效地解决了油气井勘探过程中复杂性井况造成的钻柱倾斜问题，达到了保证井眼垂直精度，提高钻井效率的目的，可适用于各类油气勘探钻井钻直井的过程中。附图说明[0019] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：[0020] 图1为本发明的结构示意图；[0021] 图2为图1中压缩节的结构示意图；[0022] 图3为图2中上接头的结构示意图；[0023] 图4为图2中压缩壳体的结构示意图；[0024] 图5为图1中第一稳定器/第二稳定器的结构示意图；[0025] 图6为图1中钻铤节的结构示意图；[0026] 图7为图1中加重节的结构示意图。具体实施方式[0027] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。[0028] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。[0029] 请参考图1?7：[0030] 一种垂直钻井工具，包括依次连接的压缩节10、第一稳定器20、钻铤节30、第二稳定器60和加重节40，即钻铤节30两端分别连接有第一稳定器20和第二稳定器60，通过结构及预应力保持钻井过程中使用常规参数即可钻出弯度不大于0.5度的直井；[0031] 压缩节10是垂直钻井工具提供预紧力的部件，包括上接头11、压缩壳体12、压管13和碟簧14，所述压管13穿设在压缩壳体12一端，上接头11连接端通过螺纹穿设在压缩壳体12另一端，且与压管13在压缩壳体12内的一端接触，同时，上接头11与压管13之间顶接有碟簧14；[0032] 第一稳定器20/第二稳定器60，包括滚轮21、稳定器本体22和第一连接管23，所述稳定器本体22外圆周上设置有滚轮21，同时，第一连接管23穿设在稳定器本体22内；滚轮21可以通过旋转减小了工具与井眼的摩擦力，延长工具寿命，内部的第一连接管23将压缩节10传递来的压力传递到钻铤节30；[0033] 钻铤节30，包括钻铤本体31、第二连接管32、第三连接管33、第一单向阀34和第二单向阀35，所述第二连接管32和第三连接管33一次穿设在钻铤本体31内，同时，第二连接管32和第三连接管33顶接，钻铤本体31两端圆周壁上分别安装有第一单向阀34和第二单向阀35；钻铤节30起着延长工具长度并保持工具直线度的作用，其特有的内外部结构在预压力的作用下保持直线状态不发生弯曲，钻铤节30全长内部保持受压状态，钻铤本体31保持受拉状态；[0034] 加重节40，包括加重壳体41、上压块42、支撑环43和下接头44，所述加重壳体41一端内部连接有上压块42，另一端通过螺纹连接有下接头44，上压块42和下接头之间、且在加重壳体41内顶接有若干依次连接的支撑环43；轴承节在工具中起到连接钻头、增加钻压及调整井眼钻进方向的作用；[0035] 此外，上接头11、压缩壳体12、稳定器本体22、钻铤本体31、加重壳体41和下接头44的外径相同；[0036] 所述上接头11、压管13、第一连接管23、第二连接管32、第三连接管33、上压块42、支撑环43和下接头44之间依次贯通的中心通孔50，同时，压管13、第一连接管23、第二连接管32、第三连接管33、上压块42、支撑环43和下接头44依次顶接。[0037] 所述压缩壳体12为管状结构，包括大径通孔121和与其承接的小径通孔122，压管13呈T型结构，压管13细端穿设在小径通孔122内，且端末伸出压缩壳体12，粗端靠近小径通孔122且配合穿设在大径通孔121内，压管13与大径通孔121之间套设有第一密封圈15，同时，压管13粗端的端面上开设有内径大于中心通孔50的凹孔131；[0038] 所述上接头11一端外径与压缩壳体12外径相同，上接头11中间位置包括与大径通孔121连接的螺纹段111和在大径通孔121配合穿设的光滑段112，上接头11另一端为用于穿设碟簧14的穿簧段113，穿簧段113端末配合穿设在凹孔131内，且穿簧段113端末与凹孔131内壁穿套有第二密封圈16，碟簧14顶接在光滑段112和压管13粗端的端面上。[0039] 所述稳定器本体22为管状结构，所述第一连接管23呈T型结构，第一连接管23配合穿设在稳定器本体22管内，第一连接管23粗端与稳定器本体22管内壁之间套设有第三密封圈24，同时，该端的端面上垫有第四密封圈25。[0040] 所述第二连接管32和第三连接管33与钻铤本体31内之间均匀、间隔开设有若干间隙36，第二连接管32远离第三连接管33一端端面上垫有第五密封圈37，第三连接管33与第二连接管32顶接一端与钻铤本体31内壁之间套设第六密封圈38，第三连接管33远离第二连接管32一端变径收缩钻铤本体31配合连接且伸出钻铤本体31；[0041] 所述第一单向阀34和第二单向阀35分别与第二连接管32和第三连接管33与钻铤本体31内之间的某一间隙36连通。[0042] 所述上压块42圆周面与加重壳体41内壁之间套设有第七密封圈45，上压块42靠近加重壳体41端口的端面上垫有第八密封圈46，相邻支撑环43之间垫设有第九密封圈47。[0043] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

专利地区：山西

专利申请日期：2020-09-29

专利公开日期：2024-08-30

专利公告号：CN112065280B