本發(fā)明屬于主要涉及石油天然氣鉆井、煤層氣鉆井、地質(zhì)勘探、礦山鉆探等行業(yè)井下作業(yè)設(shè)備領(lǐng)域，具體是一種小彎角高造斜率鉆井傳動(dòng)裝置。

背景技術(shù)：

水平井、大位移井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井是油氣藏高效開發(fā)的最佳方式，由于國(guó)外對(duì)于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)的壟斷，因此井下彎外殼動(dòng)力鉆具是國(guó)內(nèi)在復(fù)雜結(jié)構(gòu)井鉆井過程中采用的主要鉆井工具。經(jīng)過多年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)在常規(guī)彎外殼動(dòng)力鉆具生產(chǎn)制造的技術(shù)方面已基本成熟，但主要用于中、長(zhǎng)半徑水平井的鉆井作業(yè)，而用于短半徑水平井鉆井作業(yè)的彎外殼動(dòng)力鉆具在國(guó)內(nèi)還是空白。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有彎外殼動(dòng)力鉆具主要由螺桿馬達(dá)和帶有彎外殼的傳動(dòng)裝置組合而成，彎曲點(diǎn)距離鉆頭的距離是1.7米-2.2米，彎角分為0.5度、1度、1.25度、1.5度、1.75度、2度、3度等，以滿足不同鉆井造斜率的要求，鉆井過程中的使用方式分為，造斜井段是滑動(dòng)鉆進(jìn)方式，穩(wěn)斜井段是復(fù)合鉆進(jìn)方式，常規(guī)彎外殼動(dòng)力鉆具存在以下不足，（1）彎曲點(diǎn)到鉆頭的距離較長(zhǎng)，復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)，彎角越大，外殼體受力越大，極易造成彎外殼斷裂，發(fā)生井下事故；（2）不能在靠近鉆頭端連接其他輔助工具，因?yàn)檫B接輔助工具后，相當(dāng)于延長(zhǎng)了彎曲點(diǎn)到鉆頭的距離，就會(huì)降低鉆井造斜率，無法滿足鉆井軌跡控制的要求。針對(duì)上述問題，急需研制一種小彎角高造斜率的鉆井傳動(dòng)裝置，能夠與螺桿馬達(dá)連接，并縮短彎曲點(diǎn)到鉆頭的距離，達(dá)到鉆井井眼軌跡精確控制的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了進(jìn)一步提高水平井、大位移井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井鉆井軌跡控制精度，在現(xiàn)有技術(shù)裝備的基礎(chǔ)上，既能夠滿足鉆井造斜率的要求，又能夠降低復(fù)合鉆進(jìn)過程中的風(fēng)險(xiǎn)，打破國(guó)外在中短半徑復(fù)雜結(jié)構(gòu)井鉆井領(lǐng)域的技術(shù)壟斷，本發(fā)明的目的是為石油天然氣鉆井、煤層氣鉆井、地質(zhì)勘探、礦山鉆探現(xiàn)場(chǎng)提供小彎角高造斜率鉆井傳動(dòng)裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

小彎角高造斜率鉆井傳動(dòng)裝置，包括外殼體以及通過扶正軸承安裝在外殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，且轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和外殼體之間形成環(huán)空；所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括自上而下依次連接的上萬向軸、上過水短節(jié)、下萬向軸和下過水短節(jié)；所述上過水短節(jié)外壁與外殼體之間安裝上扶正軸承，且上扶正軸承兩側(cè)的上過水短節(jié)外壁上加工有將其內(nèi)腔與所述環(huán)空連通的上旁通孔和下旁通孔；所述下過水短節(jié)外壁與外殼體之間安裝下扶正軸承，且下扶正軸承上側(cè)的下過水短節(jié)外壁上加工有將其內(nèi)腔與所述環(huán)空連通的旁通孔。

進(jìn)一步的，所述下過水短節(jié)與外殼體內(nèi)壁之間安裝軸承。

進(jìn)一步的，所述上過水短節(jié)與外殼體內(nèi)壁之間安裝軸承。

進(jìn)一步的，所述上旁通孔的開口方向?yàn)橛蓛?nèi)側(cè)斜向上方向外側(cè)延伸。

進(jìn)一步的，所述下旁通孔的開口方向?yàn)橛蓛?nèi)側(cè)斜向下方向外側(cè)延伸。

本實(shí)用新型能夠進(jìn)一步提高水平井、大位移井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井的軌跡控制精度，降低井眼擴(kuò)大率的不利影響，減小復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)發(fā)生彎外殼斷裂的風(fēng)險(xiǎn)，改善井眼的光滑性，對(duì)于提高復(fù)雜結(jié)構(gòu)井的鉆井效率具有至關(guān)重要的意義?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，利用小彎角高造斜率鉆井傳動(dòng)裝置能夠平均提高綜合鉆井效率32.2%-68.9%，且鉆井質(zhì)量符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了低能耗、高效率鉆井的目的。

小彎角高造斜率鉆井傳動(dòng)裝置連接在螺桿馬達(dá)與鉆頭之間，鉆井過程中，鉆井液驅(qū)動(dòng)螺桿馬達(dá)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭矩，扭矩依次經(jīng)過小彎角高造斜率鉆井傳動(dòng)裝置內(nèi)的上萬向軸、上過水短節(jié)、下萬向軸、下過水短節(jié)后傳遞至井底鉆頭，驅(qū)動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)破巖，與此同時(shí)，鉆井液經(jīng)過上萬向軸與外殼體內(nèi)壁之間的環(huán)空，經(jīng)上旁通孔進(jìn)入上過水短節(jié)內(nèi)部，然后經(jīng)下旁通孔進(jìn)入下萬向軸與外殼體內(nèi)壁之間的環(huán)空，再經(jīng)下過水短節(jié)的旁通孔進(jìn)入內(nèi)部并到達(dá)鉆頭。小彎角高造斜率鉆井傳動(dòng)裝置較常規(guī)彎外殼傳動(dòng)工具能夠大大縮短彎曲點(diǎn)到鉆頭的距離，可由常規(guī)1.7m-2.2m縮短至0.6m-0.9m，同時(shí)也有利于降低彎角的度數(shù)，能夠以較小的彎角達(dá)到常規(guī)較高彎角的造斜率，并且彎角的降低與距離的縮短還能夠有效降低復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)，防止因扭矩過載而造成彎外殼斷裂情況的發(fā)生。小彎角高造斜率鉆井傳動(dòng)裝置能夠進(jìn)一步提高水平井、大位移井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井的軌跡控制精度，降低井眼擴(kuò)大率的不利影響，減小復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)發(fā)生彎外殼斷裂的風(fēng)險(xiǎn)，改善井眼的光滑性，對(duì)于提高復(fù)雜結(jié)構(gòu)井的鉆井效率具有至關(guān)重要的意義。

附圖說明

圖1是依據(jù)本發(fā)明所提出的小彎角高造斜率鉆井傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-外殼體，2-上萬向軸，3-上過水短節(jié)，4-上旁通孔，5-上扶正軸承，6-下旁通孔，7-下萬向軸，8-下過水短節(jié)，9-旁通孔，10-軸承，11-下扶正軸承。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明。

如圖1，小彎角高造斜率鉆井傳動(dòng)裝置主要外殼體1、上萬向軸2、上過水短節(jié)3、上旁通孔4、上扶正軸承5、下旁通孔6、下萬向軸7、下過水短節(jié)8、旁通孔9、軸承10、下扶正軸承11組成。上萬向軸2安裝在上過水短節(jié)3的上部，下萬向軸7連接在上過水短節(jié)3與下過水短節(jié)8的中間，上過水短節(jié)3加工上旁通孔4和下旁通孔6，下過水短節(jié)8加工旁通孔9，上過水短節(jié)3與外殼體1內(nèi)壁之間安裝上扶正軸承5，下過水短節(jié)8與外殼體1內(nèi)壁之間安裝軸承10和下扶正軸承11。

彎曲點(diǎn)位于外殼體1外部，并靠近下部鉆頭接頭，小彎角高造斜率鉆井傳動(dòng)裝置連接在螺桿馬達(dá)與鉆頭之間，鉆井過程中，鉆井液驅(qū)動(dòng)螺桿馬達(dá)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭矩，扭矩依次經(jīng)過小彎角高造斜率鉆井傳動(dòng)裝置內(nèi)的上萬向軸2、上過水短節(jié)3、下萬向軸7、下過水短節(jié)8后傳遞至井底鉆頭，驅(qū)動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)破巖，與此同時(shí)，鉆井液經(jīng)過上萬向軸2與外殼體1內(nèi)壁之間的環(huán)空，經(jīng)上旁通孔4進(jìn)入上過水短節(jié)3內(nèi)部，然后經(jīng)下旁通孔6進(jìn)入下萬向軸7與外殼體1內(nèi)壁之間的環(huán)空，再經(jīng)下過水短節(jié)8的旁通孔9進(jìn)入內(nèi)部并到達(dá)鉆頭。小彎角高造斜率鉆井傳動(dòng)裝置較常規(guī)彎外殼傳動(dòng)工具能夠大大縮短彎曲點(diǎn)到鉆頭的距離，可由常規(guī)1.7m-2.2m縮短至0.6m-0.9m，同時(shí)也有利于降低彎角的度數(shù)，能夠以較小的彎角達(dá)到常規(guī)較高彎角的造斜率，并且彎角的降低與距離的縮短還能夠有效降低復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)，防止因扭矩過載而造成彎外殼斷裂情況的發(fā)生。小彎角高造斜率鉆井傳動(dòng)裝置能夠進(jìn)一步提高水平井、大位移井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井的軌跡控制精度，降低井眼擴(kuò)大率的不利影響，減小復(fù)合鉆進(jìn)時(shí)發(fā)生彎外殼斷裂的風(fēng)險(xiǎn)，改善井眼的光滑性，對(duì)于提高復(fù)雜結(jié)構(gòu)井的鉆井效率具有至關(guān)重要的意義。

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，利用小彎角高造斜率鉆井傳動(dòng)裝置能夠平均提高綜合鉆井效率32.2%-68.9%，且鉆井質(zhì)量符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了低能耗、高效率鉆井的目的。同時(shí)，小彎角高造斜率鉆井傳動(dòng)裝置還具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、性能可靠、操作方便等特點(diǎn)。