【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于油井鉆井，具體涉及一種用于超短半徑鉆井的柔性螺桿鉆具。
技術介紹
1、目前，隨著油氣田開發逐步進入中后期，低滲透油氣藏、井間剩余油，近井地帶的薄油層和中低滲油藏的開發是海上油田產能接替的重要方向，超短半徑鉆完井技術是有效挖潛低滲油氣藏、薄油藏、近井地帶剩余油的重要措施之一。與常規水平井相比，超短半徑水平井造斜井段較短，具有靶前距短、不損失油層、新井老井都可應用、一口井中可鉆多個分支、挖潛程度高、施工時間短、費用低等技術優勢。
2、相關技術中的基于柔性螺桿鉆具的超短半徑鉆井技術(mur)是利用多節相連的柔性短節組成鉆井鉆具，曲率半徑范圍為3-5m，將開窗、造斜、水平段鉆進全部在油層井段內完成，并沿油層延伸鉆進的一種超短半徑鉆井技術。然而，如果造斜井段比較深，鉆具的長度就會過長，存在托壓現象嚴重，無法將扭矩有效傳遞給鉆頭，嚴重影響井眼水平段延伸距離等問題。不僅如此，由于常規螺桿鉆具難以下入超短半徑水平井造斜段，無法控制調節水平段軌跡，一旦鉆出油層，只能終止作業，有待改進。
技術實現思路
1、為了解決上述全部或部分問題，本專利技術的目的在于提供一種用于超短半徑鉆井的柔性螺桿鉆具，可以提高扭矩傳遞效率，延長水平段延伸距離，并且能夠調整鉆進軌跡。
2、本專利技術提供了一種用于超短半徑鉆井的柔性螺桿鉆具，包括由上到下依次連接的上接頭、動力部、下接頭、傳動短節以及鉆頭，所述動力部包括：
3、定子外殼，頂端與所述上接頭連接、底端與所述下接頭連接，且
4、定子襯套，固定于所述定子外殼的內側壁上；
5、螺桿轉子，設置于所述定子襯套內，并與所述定子襯套共軛配合，且所述螺桿轉子的底端與所述傳動短節連接；
6、所述定子襯套和所述螺桿轉子分別采用可彎曲材料制成，所述定子襯套的內側壁設置有螺紋流道，且所述螺紋流道與所述螺桿轉子上的螺紋相配合，當鉆井液流經所述螺紋流道時，在鉆井液壓差以及所述定子襯套和所述螺桿轉子的共軛作用下，所述螺桿轉子沿所述定子襯套的周向做行星運動，并通過所述傳動短節將行星運動轉換為軸向運動傳遞至所述鉆頭，以使所述鉆頭沿自身軸心轉動。
7、可選地，所述定子襯套采用橡膠材料制成，且所述定子襯套硫化固定于所述定子外殼的內側壁上。
8、可選地，所述定子外殼由多個萬向節串聯構成，且位于最上方的所述萬向節與所述上接頭連接，位于最下方的所述萬向節與所述下接頭連接。
9、可選地，每個所述萬向節分別包括：
10、萬向套，固定套設于所述定子襯套上；
11、支撐套，固定套設于所述定子襯套上、且位于所述萬向套的下方；
12、支撐軸，頂端位于所述萬向套內、底端與所述支撐套螺紋連接；
13、萬向球，一體成型連接于所述支撐軸的頂端，并與所述萬向套形成萬向轉動配合；
14、讓位孔，貫穿所述支撐軸以及所述萬向球，且所述定子襯套從所述讓位孔中穿過，并與所述支撐軸以及所述萬向球固定連接。
15、可選地，每個所述萬向套上分別螺紋連接有限轉銷釘，每個所述萬向球上分別設置有限轉槽，所述限轉銷釘位于相應的所述限轉槽內，且所述限轉銷釘的外側壁與相應的所述限轉槽的內側壁之間形成限轉間隙，以限制所述萬向球相對于所述萬向套的轉動角度。
16、可選地，每個所述萬向套的下端分別一體成型設置有限位環，且所述限位環與相應的所述萬向球的下端球面抵接。
17、可選地，每個所述限位環的內側壁分別設置有第一導向弧面，且所述第一導向弧面與相應的所述萬向球的下端球面緊密配合。
18、可選地，所述上接頭以及每個所述支撐套的外側壁分別設置有外螺紋，每個所述萬向套的內側壁分別設置有內螺紋，且所述外螺紋與所述內螺紋相匹配，當所述萬向套與所述上接頭或者相應的所述支撐套螺紋連接后，所述上接頭或者所述萬向套的底端與相應的所述萬向球的上端球面抵接。
19、可選地，所述上接頭以及每個所述萬向套的底端分別設置有第二導向弧面，且所述第二導向弧面與相應的所述萬向球的上端球面緊密配合。
20、可選地，每個所述第二導向弧面上分別固定嵌設有密封圈，且所述密封圈與相應的所述萬向球的上端球面緊密抵接。
21、由上述技術方案可知，本專利技術提供的用于超短半徑鉆井的柔性螺桿鉆具，具有以下優點：
22、該柔性螺桿鉆具通過鉆井液為驅動介質，當鉆井液流經螺紋流道時，在鉆井液壓差以及定子襯套和螺桿轉子的共軛作用下，螺桿轉子能夠沿定子襯套的周向做行星運動，并通過傳動短節將行星運動轉換為軸向運動傳遞至鉆頭，以使鉆頭沿自身軸心轉動。此設計能夠縮短動力源與鉆頭之間的距離，從而提高扭矩傳遞效率，保證鉆頭的轉速，以提高作業時效。同時，由于螺桿轉子、定子襯套以及定子外殼能夠彎曲，并且整個螺桿鉆具的長度減小，不僅能夠有效減小曲率半徑，實現超短半徑鉆井，還能延長水平段延伸距離，同時能夠實現鉆進軌跡調整。不僅如此，當螺桿鉆具水平鉆進過程中，當隨鉆測量信號測得井斜角變化較大時，可停止轉盤驅動調整工具面，并調整鉆壓和轉速，采用滑動鉆進，將井眼軌跡控制在儲層內。
23、本專利技術的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述。
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1.一種用于超短半徑鉆井的柔性螺桿鉆具，其特征在于，包括由上到下依次連接的上接頭(1)、動力部(2)、下接頭(3)、傳動短節(4)以及鉆頭(5)，所述動力部(2)包括：
2.根據權利要求1所述的柔性螺桿鉆具，其特征在于，所述定子襯套(22)采用橡膠材料制成，且所述定子襯套(22)硫化固定于所述定子外殼(21)的內側壁上。
3.根據權利要求1所述的柔性螺桿鉆具，其特征在于，所述定子外殼(21)由多個萬向節(6)串聯構成，且位于最上方的所述萬向節(6)與所述上接頭(1)連接，位于最下方的所述萬向節(6)與所述下接頭(3)連接。
4.根據權利要求3所述的柔性螺桿鉆具，其特征在于，每個所述萬向節(6)分別包括：
5.根據權利要求4所述的柔性螺桿鉆具，其特征在于，每個所述萬向套(61)上分別螺紋連接有限轉銷釘(7)，每個所述萬向球(64)上分別設置有限轉槽(8)，所述限轉銷釘(7)位于相應的所述限轉槽(8)內，且所述限轉銷釘(7)的外側壁與相應的所述限轉槽(8)的內側壁之間形成限轉間隙(9)，以限制所述萬向球(64)相對于所述萬向套(61)的
6.根據權利要求4所述的柔性螺桿鉆具，其特征在于，每個所述萬向套(61)的下端分別一體成型設置有限位環(10)，且所述限位環(10)與相應的所述萬向球(64)的下端球面抵接。
7.根據權利要求6所述的柔性螺桿鉆具，其特征在于，每個所述限位環(10)的內側壁分別設置有第一導向弧面(11)，且所述第一導向弧面(11)與相應的所述萬向球(64)的下端球面緊密配合。
8.根據權利要求4所述的柔性螺桿鉆具，其特征在于，所述上接頭(1)以及每個所述支撐套(62)的外側壁分別設置有外螺紋(12)，每個所述萬向套(61)的內側壁分別設置有內螺紋(13)，且所述外螺紋(12)與所述內螺紋(13)相匹配，當所述萬向套(61)與所述上接頭(1)或者相應的所述支撐套(62)螺紋連接后，所述上接頭(1)或者所述萬向套(61)的底端與相應的所述萬向球(64)的上端球面抵接。
9.根據權利要求8所述的柔性螺桿鉆具，其特征在于，所述上接頭(1)以及每個所述萬向套(61)的底端分別設置有第二導向弧面(14)，且所述第二導向弧面(14)與相應的所述萬向球(64)的上端球面緊密配合。
10.根據權利要求9所述的柔性螺桿鉆具，其特征在于，每個所述第二導向弧面(14)上分別固定嵌設有密封圈(15)，且所述密封圈(15)與相應的所述萬向球(64)的上端球面緊密抵接。
...【技術特征摘要】
1.一種用于超短半徑鉆井的柔性螺桿鉆具，其特征在于，包括由上到下依次連接的上接頭(1)、動力部(2)、下接頭(3)、傳動短節(4)以及鉆頭(5)，所述動力部(2)包括：
2.根據權利要求1所述的柔性螺桿鉆具，其特征在于，所述定子襯套(22)采用橡膠材料制成，且所述定子襯套(22)硫化固定于所述定子外殼(21)的內側壁上。
3.根據權利要求1所述的柔性螺桿鉆具，其特征在于，所述定子外殼(21)由多個萬向節(6)串聯構成，且位于最上方的所述萬向節(6)與所述上接頭(1)連接，位于最下方的所述萬向節(6)與所述下接頭(3)連接。
4.根據權利要求3所述的柔性螺桿鉆具，其特征在于，每個所述萬向節(6)分別包括：
5.根據權利要求4所述的柔性螺桿鉆具，其特征在于，每個所述萬向套(61)上分別螺紋連接有限轉銷釘(7)，每個所述萬向球(64)上分別設置有限轉槽(8)，所述限轉銷釘(7)位于相應的所述限轉槽(8)內，且所述限轉銷釘(7)的外側壁與相應的所述限轉槽(8)的內側壁之間形成限轉間隙(9)，以限制所述萬向球(64)相對于所述萬向套(61)的轉動角度。
6.根據權利要求4所述的柔性螺桿鉆具，其特征在于，每個所述萬向套(61)的下端分別一體...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張文博，張誠成，薛憲波，梁聰，華澤君，劉東偉，劉海軍，劉曉民，關皓綸，趙志，
申請(專利權)人：中海油田服務股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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