本申請涉及石油鉆井，尤其涉及一種具有導向功能的井下工具。

背景技術：

1、隨著水平井鉆井技術的成熟，為了節(jié)約成本，提高效率，除了少數的勘探井外，大多施工井均采用水平井技術。目前水平井鉆井技術主要有兩種，一種是傳統(tǒng)的彎螺桿鉆具定向鉆井技術，另一種是旋轉導向鉆井技術，旋轉導向技術目前以進口產品為主，成本很高；而彎螺桿鉆具定向技術的核心是采用一個帶幾何彎角的螺桿鉆具，保證井眼軌跡可以向著指定方位實現井斜角變化，最終打出想要的定向井或水平井，但是幾何彎角的存在使pdc鉆頭在鉆進過程中產生周期性的交變應力，在交變應力作用下，切削齒加速磨損，切削齒之間不均勻磨損加重，鉆頭胎體出現局部磨損和變形，損壞風險增加，保徑齒磨損加劇，保徑結構出現變形和損壞。

技術實現思路

1、本申請的目的是針對以上問題，提供一種具有導向功能的井下工具，包括：

2、外殼組件，所述外殼組件可在頂部驅動裝置驅動下繞自身軸線轉動；

3、螺桿組件，所述螺桿組件設于所述外殼組件內部，其一端伸出于所述外殼組件并連接有鉆頭，所述螺桿組件內部具有第一流通腔，其與所述外殼組件之間具有伸縮腔，所述螺桿組件可在高壓液體作用下相對于所述外殼組件轉動；

4、推塊，所述推塊設于所述外殼組件上對應所述伸縮腔的位置，可沿所述外殼組件徑向移動；

5、限流組件，所述限流組件具有第一狀態(tài)和第二狀態(tài)，當處于所述第一狀態(tài)時，所述伸縮腔與所述第一流通腔連通，所述推塊伸出于所述外殼組件，當處于所述第二狀態(tài)時，所述伸縮腔與所述第一流通腔隔斷，所述推塊與所述外殼組件平齊。

6、根據本申請某些實施例提供的技術方案，所述限流組件還包括驅動件和限流機構，所述驅動件和所述限流機構均設于所述第一流通腔內部，所述限流機構內部具有第一通道，所述第一通道的兩端分別連通所述第一流通腔和所述伸縮腔，所述驅動件的驅動端固定有蘑菇頭，所述蘑菇頭可在所述驅動件驅動下沿所述外殼組件軸線方向移動以控制所述第一通道的通斷，進而使所述限流組件在所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)之間進行切換。

7、根據本申請某些實施例提供的技術方案，所述外殼組件包括相互連接的定子和第一外殼，所述螺桿組件包括相互連接的轉子和芯軸，所述芯軸遠離所述轉子的一端連接所述鉆頭，所述芯軸與所述第一外殼之間形成所述伸縮腔，其上還開設有第一通孔，所述第一通孔的兩端分別連通所述第一通道和所述伸縮腔，所述定子與轉子相配合，可在高壓液體作用下驅動所述芯軸和所述鉆頭相對于所述外殼組件轉動。

8、根據本申請某些實施例提供的技術方案，所述第一外殼的兩端與所述芯軸之間均設有限流軸承組，所述第一外殼、所述芯軸與兩個所述限流軸承組共同合圍形成所述伸縮腔。

9、根據本申請某些實施例提供的技術方案，所述伸縮腔內還設有推力軸承組，所述推力軸承組兩端分別抵靠在兩個所述限流軸承組上，用于承受所述鉆頭鉆進時產生的軸向壓力。

10、根據本申請某些實施例提供的技術方案，所述轉子與所述外殼組件之間具有第二流通腔，所述轉子上開設有第二通孔，所述限流機構將所述第一流通腔分隔為第一部分和第二部分，所述第二流通腔通過所述第二通孔與所述第一部分連通，所述第二部分可與所述第一通道連通。

11、根據本申請某些實施例提供的技術方案，還包括通訊組件，所述通訊組件包括第二外殼，所述第二外殼連接在所述外殼組件遠離所述鉆頭的一端，所述第二外殼內設有相互電連接的發(fā)射總成和接收總成，所述發(fā)射總成和所述接收總成用于與地面控制器進行控制交互。

12、根據本申請某些實施例提供的技術方案，所述第一流通腔內還設有電池組件，所述電池組件的兩端分別與所述接收總成和所述限流組件固定并電連接。

13、根據本申請某些實施例提供的技術方案，所述驅動件的驅動端與所述蘑菇頭之間還設有井斜單元，所述井斜單元用于檢測所述鉆頭鉆進時的井斜角。

14、與現有技術相比，本申請的有益效果：本申請?zhí)峁┮环N具有導向功能的井下工具，包括外殼組件，其可在頂部驅動裝置驅動下繞自身軸線轉動，外殼組件內部設有螺桿組件，螺桿組件的一端伸出于外殼組件并連接有鉆頭，螺桿組件內部具有第一流通腔，其與外殼組件之間具有伸縮腔，螺桿組件可在高壓液體作用下相對于外殼組件轉動，外殼組件上對應伸縮腔的位置設有推塊，推塊可沿外殼組件徑向移動；還包括限流組件，限流組件具有第一狀態(tài)和第二狀態(tài)，當處于第一狀態(tài)時，伸縮腔與第一流通腔連通，推塊伸出于外殼組件，當處于第二狀態(tài)時，伸縮腔與第一流通腔隔斷，推塊與外殼組件平齊；通過在外殼組件上設置可沿外殼組件徑向移動的推塊，使用限流組件控制伸縮腔與第一流通腔的通斷，在二者連通時，高壓液體進入伸縮腔使推塊伸出于外殼組件，與井壁作用使鉆頭產生側向位移，同時可通過頂部驅動裝置驅動外殼組件轉動控制鉆頭位移的具體方向，從而實現定向鉆進，相較于傳統(tǒng)的彎螺桿鉆具，推塊在定向鉆進階段之外可縮回伸縮腔，保持與外殼組件平齊，避免鉆具在鉆進時長時間受到側向力作用，有效減輕了鉆頭相關結構的磨損，大大延長其使用壽命。

15、應當理解的是，本申請中對技術特征、技術方案、有益效果或類似語言的描述并不是暗示在任意的單個實施例中可以實現所有的特點和優(yōu)點。相反，可以理解的是對于特征或有益效果的描述意味著在至少一個實施例中包括特定的技術特征、技術方案或有益效果。因此，本說明書中對于技術特征、技術方案或有益效果的描述并不一定是指相同的實施例。進而，還可以任何適當的方式組合本實施例中所描述的技術特征、技術方案和有益效果。本領域技術人員將會理解，無需特定實施例的一個或多個特定的技術特征、技術方案或有益效果即可實現實施例。在其他實施例中，還可在沒有體現所有實施例的特定實施例中識別出額外的技術特征和有益效果。

技術特征：

1.一種具有導向功能的井下工具，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的一種具有導向功能的井下工具，其特征在于，所述限流組件（4）包括驅動件（41）和限流機構，所述驅動件（41）和所述限流機構均設于所述第一流通腔（201）內部，所述限流機構內部具有第一通道（401），所述第一通道（401）的兩端分別連通所述第一流通腔（201）和所述伸縮腔（101），所述驅動件（41）的驅動端固定有蘑菇頭（42），所述蘑菇頭（42）可在所述驅動件（41）驅動下沿所述外殼組件（1）軸線方向移動以控制所述第一通道（401）的通斷，進而使所述限流組件（4）在所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)之間進行切換。

3.根據權利要求2所述的一種具有導向功能的井下工具，其特征在于，所述外殼組件（1）包括相互連接的定子（11）和第一外殼（12），所述螺桿組件（2）包括相互連接的轉子（21）和芯軸（22），所述芯軸（22）遠離所述轉子（21）的一端連接所述鉆頭（7），所述芯軸（22）與所述第一外殼（12）之間形成所述伸縮腔（101），所述芯軸（22）上還開設有第一通孔（221），所述第一通孔（221）的兩端分別連通所述第一通道（401）和所述伸縮腔（101），所述定子（11）與轉子（21）相配合，可在高壓液體作用下驅動所述芯軸（22）和所述鉆頭（7）相對于所述外殼組件（1）轉動。

4.根據權利要求3所述的一種具有導向功能的井下工具，其特征在于，所述第一外殼（12）的兩端與所述芯軸（22）之間均設有限流軸承組（5），所述第一外殼（12）、所述芯軸（22）與兩個所述限流軸承組（5）共同合圍形成所述伸縮腔（101）。

5.根據權利要求4所述的一種具有導向功能的井下工具，其特征在于，所述伸縮腔（101）內還設有推力軸承組（6），所述推力軸承組（6）兩端分別抵靠在兩個所述限流軸承組（5）上，用于承受所述鉆頭（7）鉆進時產生的軸向壓力。

6.根據權利要求3所述的一種具有導向功能的井下工具，其特征在于，所述轉子（21）與所述外殼組件（1）之間具有第二流通腔（102），所述轉子（21）上開設有第二通孔（211），所述限流機構將所述第一流通腔（201）分隔為第一部分和第二部分，所述第二流通腔（102）通過所述第二通孔（211）與所述第一部分連通，所述第二部分可與所述第一通道（401）連通。

7.根據權利要求1所述的一種具有導向功能的井下工具，其特征在于，還包括通訊組件，所述通訊組件包括第二外殼（51），所述第二外殼（51）連接在所述外殼組件（1）遠離所述鉆頭（7）的一端，所述第二外殼（51）內設有相互電連接的發(fā)射總成（52）和接收總成（53），所述發(fā)射總成（52）和所述接收總成（53）用于與地面控制器進行控制交互。

8.根據權利要求7所述的一種具有導向功能的井下工具，其特征在于，所述第一流通腔（201）內還設有電池組件，所述電池組件的兩端分別與所述接收總成（53）和所述限流組件（4）固定并電連接。

9.根據權利要求2所述的一種具有導向功能的井下工具，其特征在于，所述驅動件（41）的驅動端與所述蘑菇頭（42）之間還設有井斜單元（43），所述井斜單元（43）用于檢測所述鉆頭（7）鉆進時的井斜角。

技術總結
本申請?zhí)峁┮环N具有導向功能的井下工具，涉及石油鉆井技術領域，井下工具包括外殼組件，可在頂部驅動裝置驅動下轉動，其內部設有螺桿組件，螺桿組件的一端伸出于外殼組件連接有鉆頭，其內部具有第一流通腔，且與外殼組件之間具有伸縮腔，外殼組件上對應伸縮腔設有推塊，推塊可沿外殼組件徑向移動；還包括限流組件，限流組件可連通伸縮腔與第一流通腔；通過設置推塊，在伸縮腔與第一流通腔連通時，高壓液體進入伸縮腔推出推塊，其與井壁作用使鉆頭側向位移，轉動外殼組件可調整推塊位置，實現定向鉆進，相較于傳統(tǒng)方式，推塊在定向鉆進階段之外可與外殼組件平齊，避免鉆具長時間受側向力作用，有效減輕了鉆頭相關結構的磨損，延長了使用壽命。

技術研發(fā)人員：尹永清,胡進,楊博生,王曦遠,陸立中,姚建勛,屈國慶
受保護的技術使用者：奧瑞拓能源科技股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/4/10