本發(fā)明屬于石油勘探開發(fā)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具和方法。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有的推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具依靠翼肋推靠井壁產(chǎn)生反作用力來實(shí)現(xiàn)控制工具鉆進(jìn)軌跡，在中硬或硬地層中井壁對(duì)翼肋支撐較好，反作用力足夠，因此造斜率相對(duì)較高。但是在軟地層中，由于井壁無法為翼肋提供足夠的反作用力，導(dǎo)致工具造斜能力降低，無法滿足鉆進(jìn)軌跡要求，因此工具應(yīng)用受到限制。而且，推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具雖然具有造斜率高的優(yōu)點(diǎn)，由于翼肋對(duì)井壁有擠壓，其鉆出的軌跡波動(dòng)大，井眼不夠平滑，鉆頭及軸承磨損較嚴(yán)重，后期維護(hù)費(fèi)用較高。

2、現(xiàn)有的指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具通過控制偏置軸的角度來實(shí)現(xiàn)控制造斜率，雖然鉆進(jìn)軌跡平滑，鉆頭磨損較小，但是其造斜能力較低，不適合鉆進(jìn)大狗腿井，應(yīng)用同樣有限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述全部或部分問題，本發(fā)明目的在于提供一種復(fù)合型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具和方法，以在軟地層中依靠偏執(zhí)機(jī)構(gòu)，可以保證儀器造斜能力；在中硬地層中，既能降低翼肋對(duì)井壁的破壞，提高井眼質(zhì)量，也能提高造斜能力，擴(kuò)大儀器適應(yīng)性。

2、根據(jù)本申請(qǐng)的第一方面，提供了一種復(fù)合型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具，包括：推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其包括：導(dǎo)向短節(jié)，導(dǎo)向短節(jié)的末端設(shè)置有鉆頭；和，設(shè)置在導(dǎo)向短節(jié)上的推靠機(jī)構(gòu)，推靠機(jī)構(gòu)用于改變導(dǎo)向短節(jié)的推靠合力大小和方向；偏置機(jī)構(gòu)，其包括：偏置軸，偏置軸與導(dǎo)向短節(jié)連接；和，設(shè)置在偏置軸上的偏置部件，偏置部件用于控制偏置軸的偏置角度和方位；以及，導(dǎo)電滑環(huán)組，其與外部控制系統(tǒng)電連接，同時(shí)，設(shè)置于推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與偏置機(jī)構(gòu)之間，導(dǎo)電滑環(huán)組用于偏置機(jī)構(gòu)與推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的供電和通訊。

3、在一些實(shí)施例中，偏置機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置于其內(nèi)部的無線傳輸裝置，無線傳輸裝置用于傳輸復(fù)合型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具上部的電能和信號(hào)。

4、在一些實(shí)施例中，還包括控制單元，控制單元設(shè)置于復(fù)合型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具的頂部，控制單元通過帶密封的電子接插件與偏置機(jī)構(gòu)連接。

5、在一些實(shí)施例中，偏置軸上設(shè)置有無線傳輸裝置，其用于接收偏置機(jī)構(gòu)耦合傳輸來的電能和信號(hào)。

6、在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電滑環(huán)組包括設(shè)置于偏置軸下端的導(dǎo)電公滑環(huán)，導(dǎo)電公滑環(huán)通過密封電纜與無線傳輸裝置連接。

7、在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電滑環(huán)組還包括設(shè)置于推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與偏置機(jī)構(gòu)相連的一端的導(dǎo)電母滑環(huán)，導(dǎo)電公滑環(huán)與導(dǎo)電母滑環(huán)對(duì)接接觸連接，導(dǎo)電公滑環(huán)與導(dǎo)電母滑環(huán)用于電能和信號(hào)的傳輸。

8、在一些實(shí)施例中，偏置部件的內(nèi)部形成有過孔，過孔用于穿過承壓電纜，以用于導(dǎo)電滑環(huán)組與無線傳輸裝置的連接。

9、根據(jù)本申請(qǐng)的第二方面，提供了一種復(fù)合型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向方法，該復(fù)合型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向方法，的步驟包括：提供推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括：導(dǎo)向短節(jié)，導(dǎo)向短節(jié)的末端設(shè)置有鉆頭；和，設(shè)置在導(dǎo)向短節(jié)上的推靠機(jī)構(gòu)，推靠機(jī)構(gòu)用于改變導(dǎo)向短節(jié)的推靠合力大小和方向；提供偏置機(jī)構(gòu)，偏置機(jī)構(gòu)包括：偏置軸，偏置軸與導(dǎo)向短節(jié)連接；和，設(shè)置在偏置軸上的偏置部件，偏置部件用于控制偏置軸的偏置角度和方位；以及，提供導(dǎo)電滑環(huán)組，導(dǎo)電滑環(huán)組與外部控制系統(tǒng)電連接，同時(shí)，設(shè)置于推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與偏置機(jī)構(gòu)之間，導(dǎo)電滑環(huán)組用于偏置機(jī)構(gòu)與推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的供電和通訊。

10、在一些實(shí)施例中，方法的步驟還包括：在鉆進(jìn)狗腿度較小的井時(shí)，通過偏置機(jī)構(gòu)的軸向偏轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)定向鉆井。

11、在一些實(shí)施例中，方法的步驟還包括：在鉆進(jìn)大狗腿的井，利用偏置機(jī)構(gòu)的偏置角度，同時(shí)增大推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的推靠力，共同完成大狗腿造斜。

12、由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的復(fù)合型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具和方法，由于先通過偏置機(jī)構(gòu)設(shè)定了偏置軸的偏置角度，這樣，在鉆進(jìn)狗腿度較小的井時(shí)，推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)推靠井壁的推靠力可以降低，從而能夠有效地減少翼肋對(duì)井壁的破壞，提高井眼質(zhì)量，有利于后續(xù)固井。在鉆進(jìn)大狗腿的井，利用偏置機(jī)構(gòu)的偏置角度，增大推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的推靠力，能夠共同完成大狗腿造斜。

技術(shù)特征：

1.一種復(fù)合型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具，其特征在于，所述偏置機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置于其內(nèi)部的無線傳輸裝置，所述無線傳輸裝置用于傳輸所述復(fù)合型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具上部的電能和信號(hào)耦合信號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具，其特征在于，所述偏置軸上設(shè)置有無線傳輸裝置，其用于接收所述偏置機(jī)構(gòu)耦合傳輸來的電能和信號(hào)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具，其特征在于，還包括控制單元，所述控制單元設(shè)置于所述復(fù)合型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具的頂部，所述控制單元通過帶密封的電子接插件與所述偏置機(jī)構(gòu)連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具，其特征在于，所述導(dǎo)電滑環(huán)組包括設(shè)置于所述偏置軸下端的導(dǎo)電公滑環(huán)，所述導(dǎo)電公滑環(huán)通過密封電纜與所述無線傳輸裝置連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具，其特征在于，所述導(dǎo)電滑環(huán)組還包括設(shè)置于所述推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與所述偏置機(jī)構(gòu)相連的一端的導(dǎo)電母滑環(huán)，所述導(dǎo)電公滑環(huán)與所述導(dǎo)電母滑環(huán)對(duì)接接觸連接，所述導(dǎo)電公滑環(huán)與所述導(dǎo)電母滑環(huán)用于電能和信號(hào)的傳輸。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具，其特征在于，所述偏置部件的內(nèi)部形成有過孔，所述過孔用于穿過承壓電纜，以用于所述導(dǎo)電滑環(huán)組與所述無線傳輸裝置的連接。

8.一種復(fù)合型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向方法，其特征在于，所述方法的步驟包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的復(fù)合型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向方法，其特征在于，所述方法的步驟還包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的復(fù)合型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向方法，其特征在于，所述方法的步驟還包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種復(fù)合型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具和方法，復(fù)合型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具包括：推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其包括：導(dǎo)向短節(jié)，導(dǎo)向短節(jié)的末端設(shè)置有鉆頭；和，設(shè)置在導(dǎo)向短節(jié)上的推靠機(jī)構(gòu)，推靠機(jī)構(gòu)用于改變導(dǎo)向短節(jié)的推靠合力大小和方向；偏置機(jī)構(gòu)，其包括：偏置軸，偏置軸與導(dǎo)向短節(jié)連接；和，設(shè)置在偏置軸上的偏置部件，偏置部件用于控制偏置軸的偏置角度和方位；以及，導(dǎo)電滑環(huán)組，其與外部控制系統(tǒng)電連接，同時(shí)，設(shè)置于推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與偏置機(jī)構(gòu)之間，導(dǎo)電滑環(huán)組用于偏置機(jī)構(gòu)與推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的供電和通訊。本發(fā)明的復(fù)合型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具和方法能夠：在軟地層中依靠偏執(zhí)機(jī)構(gòu)，可以保證儀器造斜能力；在中硬地層中，既能降低翼肋對(duì)井壁的破壞，提高井眼質(zhì)量，也能提高造斜能力，擴(kuò)大儀器適應(yīng)性。

技術(shù)研發(fā)人員：蘭洪波,賈建波,尚捷,孫師賢,菅志軍,張玉霖,張冠祺,朱偉紅,丁旭東,吉玲,王紅亮,李輝,藥曉江
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中海油田服務(wù)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/18