本發明涉及地質鉆進領域,特別涉及一種單側推靠式導向節。
背景技術:
在現有鉆進技術中,砂卵石地層是主要的含水層,但是砂卵石地層軟硬交錯、膠結度差,是特別難以鉆進的地層。砂卵石地層軟硬交錯帶來的主要問題是鉆進方向難以控制,膠結度差帶來的問題主要是井壁穩定性差,很容易塌孔。目前,潛孔錘跟管鉆進技術是砂卵石地層鉆進的有效方法方法,但是潛孔錘跟管鉆進只能用于不含水地層而且鉆進效率低。通過雙壁鉆桿與地面雙動力頭鉆機相連接,外鉆桿在鉆進直孔時充當套管護壁,在定向時充當造斜面,可以實現砂卵石地層高效定向鉆進。
現有技術中存在的主要問題有以下幾方面:第一,造斜角小,導致造斜率小。第二,有軸承,需要密封潤滑。第三,泥漿流量小,不適合在漏失性地層中使用。
輻射井能提高單井出水量7-8倍,目前傳統輻射井的施工步驟是:(1)先完成豎井施工。(2)人員下到井底利用沖擊回轉鉆機完成水平輻射孔施工。
傳統施工方法的局限性在于:(1)由于施工人員要下到狹小的豎井中,施工環境特別惡劣,安全性差。(2)由于空間有限,沖擊回轉鉆機的能力受到很大的限制導致輻射孔的長度受到很大的限制。本發明與非開挖雙動力頭鉆機結合可運用非開挖回拖濾水管的方式完成水平輻射孔的施工,不需人員下到豎井中,具有施工效率高,施工安全等優點。
技術實現要素:
針對上述現有技術中的缺點和不足,本發明的目的在于提供一種能夠在孔下調整鉆桿鉆進方向的單側推靠式導向節。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
一種單側推靠式導向節,包括油缸外套、油缸、內鉆桿和支撐板,所述內鉆桿通過軸承懸掛支撐在油缸外套內,在油缸外套的外壁上開有與支撐板形狀相應的容納腔,容納腔底部開有至少一個與油缸外套內腔導通的泄壓孔,所述油缸設置在泄壓孔內,所述油缸與泄壓孔的孔壁之間相對滑動,孔壁和油缸之間采用密封圈密封,油缸的活塞與支撐板固定連接。
優選地,還包括至少一個復位彈簧,所述復位彈簧設置于容納腔底部開設的彈簧槽內,所述復位彈簧的兩端分別與彈簧槽的底部和支撐板固定連接。
優選地,還包括探棒倉,所述探棒倉開設于油缸外套上,所述探棒倉內設置有探棒。
優選地,在油缸外套的一端內環設置臺階面,在油缸外套設置有臺階面的一端端面固定連接有軸承擋圈,在臺階面和軸承擋圈之間設置有軸承支座,所述軸承支座通過軸承懸掛在油缸外套上。
優選地,內鉆桿靠近所述軸承支座的一端連接轉換接頭。
優選地,所述泄壓孔的數量為4個,4個泄壓孔沿油缸外套軸向分布形成泄壓孔縱列,泄壓孔縱列中相鄰泄壓孔之間的間距相等。
優選地,所述復位彈簧的數量為2個,2個復位彈簧分別設置于泄壓孔縱列的兩端,2個復位彈簧與各自最接近的泄壓孔之間的距離相等。
優選地,在油缸外套遠離轉換接頭的一端內壁上設置有內螺紋。
與現有技術相比,本發明實施例至少具有以下優點:
第一,在一定范圍內可通過調節鉆井液的壓力來調節支撐板的伸出長度,進而調節鉆孔的造斜率。
第二,探棒安裝在距離鉆頭較近的位置可以更準確地探測到鉆頭的深埋及方位,從而使鉆孔方位的控制更加精確。
第三,由于內鉆桿與油缸外套是相對獨立的,所以在擰卸掉轉換接頭后可以將內鉆桿完全從外鉆桿中抽出,從而方便濾水管的下放。
附圖說明
圖1為本發明單側推靠式導向節的結構示意圖;
圖2為圖1中A-A向的剖面結構示意圖。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚,下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此,以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發明的范圍,而是僅僅表示本發明的選定實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
下面詳細描述本發明的實施例,所述實施例的示例在附圖中示出,其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的,旨在用于解釋本發明,而不能理解為對本發明的限制。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳述。
一種單側推靠式導向節,包括油缸外套5、油缸4、內鉆桿11和支撐板7,內鉆桿11通過軸承懸掛支撐在油缸外套5內,在油缸外套5的外壁上開有與支撐板7形狀相應的容納腔6,容納腔6底部開有至少一個與油缸外套5內腔導通的泄壓孔3,油缸4設置在泄壓孔3內,油缸4與泄壓孔3的孔壁之間相對滑動,孔壁和油缸4之間采用密封圈密封,油缸4的活塞與支撐板7固定連接。關于油缸4的數量是根據所需要的推力來決定的,如果是一個油缸4推力不夠,那么就設置兩個或者更多油缸4,直至達到需要的推力為止。
為了使支撐板7被油缸4頂出后能夠收回,還包括至少一個復位彈簧2,復位彈簧2設置于容納腔6底部開設的彈簧槽內,復位彈簧2的兩端分別與彈簧槽的底部和支撐板7固定連接。
為了準確的探測到探頭的深埋和方位,還包括探棒倉10,探棒倉10開設于油缸外套5上,探棒倉10內設置有探棒。
在油缸外套5的一端內環設置臺階面,在油缸外套5設置有臺階面的一端端面固定連接有軸承擋圈9,在臺階面和軸承擋圈9之間設置有軸承支座8。關于油缸外套5、軸承、軸承支座8和內鉆桿11之間的關系如下:軸承支座8為空心圓柱(空心腔內帶有階梯),內徑比內鉆桿11的外徑略大,這樣內鉆桿11就可以完全穿過去,避免內鉆桿11與外套管的直接接觸。軸承支座8通過軸承懸掛在油缸外套5上。
內鉆桿11靠近軸承支座8的一端連接轉換接頭1,用于連接鉆頭。
泄壓孔3的數量為4個,4個泄壓孔3沿油缸外套5軸向分布形成泄壓孔3縱列,泄壓孔3縱列中相鄰泄壓孔3之間的間距相等。
復位彈簧2的數量為2個,2個復位彈簧2分別設置于泄壓孔3縱列的兩端,2個復位彈簧2與各自最接近的泄壓孔3之間的距離相等。復位彈簧2與泄壓孔3的數量以及對應關系并不唯一,鉆井液的壓力是推動油缸4的動力,復位彈簧2的恢復形變力是使支撐板7回收的動力。兩者數量及對應關系的配合應滿足鉆井液能夠將油缸4從泄壓孔3內推出,同時復位彈簧2的恢復形變力能夠在油缸外套5和內鉆桿11之間環空內的鉆井液壓力恢復至加壓之前的狀態時,能夠將支撐板7回收。
在油缸外套5遠離轉換接頭1的一端內壁上設置有內螺紋,用于連接外鉆桿。
本發明單側推靠式導向節在鉆孔時的造斜原理說明:
單側推靠式導向節通過內鉆桿11和外鉆桿與地面上的雙動力頭鉆機相連,內鉆桿11和外鉆桿既可以相對獨立的旋轉,也可以同步旋轉。
通過控制注入到內鉆桿11和外鉆桿之間環空內的鉆井液的流量和壓力,鉆井液流量和壓力的變化導致鉆井液在油缸4所處的位置形成的壓力產生變化,當壓力達到一定程度時,油缸4活塞會在通過鉆井液液壓驅動下伸出,從而頂起支撐板7,復位彈簧2被支撐板7拉起處于拉伸狀態,支撐板7與鉆孔的孔壁接觸后會產生與鉆桿軸向垂直的作用力,進而改變鉆頭的鉆進方向,產生造斜的效果。當要調整鉆進方向時將油缸外套5帶有支撐板7一側調整到需要改變方向的180°位置固定下來,再單獨旋轉內鉆桿11,鉆孔即向需要調整的方向偏轉。當需要鉆進直孔時,同時旋轉內鉆桿11和外鉆桿,由于鉆孔的孔壁施加給支撐板7的作用力方向在不停的改變,所以鉆孔成直線狀態。減小鉆井液的流量,使得油缸4所處位置的鉆井液的憋壓狀態得到緩解,復位彈簧2自身的恢復形變力帶動支撐板7返回容納腔6內,避免影響外鉆桿旋轉。
以上所述,僅為本發明較佳的具體實施方式,但本發明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內,可輕易想到的變化或替換,都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此,本發明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。