双重管的制作方法

1.本实用新型涉及钻探技术和油气开采技术领域，特别涉及一种双重管。


背景技术：

2.对地下物质资源和空间资源进行探、开发需要大量应用钻井技术。现有的导向钻井技术主要有井下马达导向钻井技术和旋转导向钻井技术。上述技术可达到的最大造斜率一般不超过15
°
/30米，均无法实现钻井可控轨迹短半径导向钻井或在已有的短半径井段的井底端继续进行导向钻井。现有技术中还存在诸多无法有效控制井眼轨迹的径向或短半径钻井技术，此类技术对地下资源开发利用效果不佳。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种能够实现具有一定井眼延伸长度的导向钻井的双重管。
4.为达到上述目的，本实用新型提供了一种双重管，其包括：
5.内管柱，其下端连接有导向装置，所述导向装置的下端连接有钻头，所述导向装置能够驱动所述钻头偏转预设角度，所述内管柱的内部设有用于钻井循环介质流通的贯通流道；
6.柔性外管柱，其套设于所述内管柱的外部，且所述柔性外管柱与所述内管柱之间形成有用于所述钻井循环介质流通的环形空间，所述导向装置的上部或所述内管柱的下部与所述柔性外管柱的下部对应位置相铰接。
7.如上所述的双重管，其中，所述柔性外管柱包括多个由上至下依次铰接的外连接短节，相邻的两所述外连接短节之间通过外铰接结构相接，位于最下方的所述外连接短节与所述导向装置相接。
8.如上所述的双重管，其中，所述柔性外管柱与所述内管柱之间设有多个间隔设置的扶正装置。
9.如上所述的双重管，其中，所述扶正装置为扶正轴承或者滚轮扶正器。
10.如上所述的双重管，其中，每一所述外连接短节与所述内管柱之间均设有所述扶正装置。
11.如上所述的双重管，其中，所述内管柱为承压软管或者刚性管柱。
12.如上所述的双重管，其中，所述内管柱与所述柔性外管柱之间连接有悬挂装置，且所述悬挂装置位于所述内管柱的上部。
13.如上所述的双重管，其中，所述导向装置通过跨接线与井口控制端点连接。
14.如上所述的双重管，其中，所述导向装置包括由内至外依次套设的传动轴、承载本体和套筒，所述套筒的上端与所述柔性外管柱的下端铰接，所述承载本体的上端与所述内管柱的下端连接，所述传动轴的下端与所述钻头相接，所述传动轴与所述承载本体之间设置有环形活动空间，所述环形活动空间内设有偏转机构，所述偏转机构能驱动所述传动轴
与所述承载本体相对运动。
15.如上所述的双重管，其中，所述套筒的上部与所述承载本体之间通过第一铰接结构相接，所述偏转机构包括至少三组沿所述承载本体的下部周向间隔设置的驱动液压缸，所述驱动液压缸包括设置于所述承载本体的外壁中的活塞结构容置腔和设置于所述活塞结构容置腔内的驱动活塞结构，所述驱动活塞结构能推动所述传动轴和所述承载本体相对运动。
16.如上所述的双重管，其中，所述偏转机构包括偏心环和电驱动执行器，所述电驱动执行器设置于所述承载本体上，所述偏心环设置于所述传动轴与所述承载本体之间，所述传动轴的下部与所述承载本体之间通过第二铰接结构相接，所述电驱动执行器能驱动所述偏心环转动，所述偏心环的转动能驱动所述传动轴和所述承载本体相对运动，所述承载本体的上部与所述套筒之间设有第一扶正结构，所述承载本体的下部与所述套筒之间设有第二扶正结构，所述第二铰接结构位于所述第一扶正结构与所述第二扶正结构之间。
17.与现有技术相比，本实用新型的优点如下：
18.本实用新型的双重管，通过设置导向装置，使得在旋转的条件下，能够通过导向装置驱动钻头按预设方向偏转预设角度，以改变井眼轨迹，从而实现短造斜率；通过设置柔性外管柱，使得在旋转的条件下，能够很好的向导向装置传递用于驱动钻头旋转的扭矩，从而实现具有一定井眼延伸长度的导向钻井。
附图说明
19.以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：
20.图1是本实用新型的双重管的一种结构示意图；
21.图2是本实用新型的双重管的另一种结构示意图；
22.图3是本实用新型的双重管的又一种结构示意图。
23.附图标号说明：
24.1、内管柱；11、贯通流道；111、承压软管；112、刚性管柱；
25.2、导向装置；21、套筒；22、承载本体；23、传动轴；24、第一铰接结构；25、驱动液压缸；26、偏心环；27、电驱动执行器；28、第二铰接结构；291、第一扶正结构；292、第二扶正结构；
26.3、钻头；
27.4、柔性外管柱；41、外连接短节；42、外铰接结构；
28.5、环形空间；
29.6、悬挂装置；
30.7、扶正装置；71、扶正轴承；72、滚轮扶正器；
31.9、跨接线。
具体实施方式
32.为了对本实用新型的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本实用新型的具体实施方式。其中，形容词性或副词性修饰语“上”和“下”、“内”和“外”的使用
仅是为了便于多组术语之间的相对参考，且并非描述对经修饰术语的任何特定的方向限制。另外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
33.如图1、图2和图3所示，本实用新型提供了一种双重管，其包括内管柱1和柔性外管柱4，其中：
34.内管柱1的下端连接有导向装置2，导向装置2的下端连接有钻头3，导向装置2能够驱动钻头3偏转预设角度，即导向装置2能够驱动钻头3以预设的方向偏转预设的角度，从而改变井眼轨迹，以实现短造斜率，内管柱1的内部设有用于钻井循环介质流通的贯通流道11，钻井循环介质能通过贯通流道11流向钻头3，以驱动钻头3进行钻井作业，其中，钻头3的具体结构及其工作原理均为现有技术，在此不再赘述；
35.柔性外管柱4套设于内管柱1的外部，且柔性外管柱4与内管柱1之间形成有用于钻井循环介质流通的环形空间5，钻井循环介质能从环形空间5返回井口，导向装置2的上部或内管柱1的下部与柔性外管柱4的下部对应位置相铰接，使得柔性外管柱4既能将钻压扭矩传递给导向装置2，又能够对内管柱1起到保护作用。
36.本实用新型的双重管，通过设置导向装置2，使得在旋转的条件下，能够通过导向装置2驱动钻头3按预设方向偏转预设角度，以改变井眼轨迹，从而实现短造斜率；通过设置柔性外管柱4，使得在旋转的条件下，能够很好的向导向装置2传递用于驱动钻头3旋转的扭矩，从而实现具有一定井眼延伸长度的导向钻井。
37.进一步，如图1、图2和图3所示，柔性外管柱4包括多个由上至下依次铰接的外连接短节41，相邻的两外连接短节41之间通过外铰接结构42相接，位于最下方的外连接短节41与导向装置2的上端相接，即柔性外管柱4呈铰链式结构，由于柔性外管柱4直径较大，为了满足造斜的要求，采用铰接的方式能最大限度的增加柔性外管柱4的柔性，其中，外铰接结构42可以是现有技术中的万向节与套筒21的配合结构，也可以是现有技术中的球座和球头的配合结构，在此不再赘述。
38.当然，柔性外管柱4也可以是割缝管，并且，为确保环形空间5的密封性，在割缝管的割缝中填充有密封材料。
39.进一步，内管柱1为承压软管111或者刚性管柱112，在使用时，可以根据钻设的井的轨迹，选用承压软管111或者刚性管柱112作为内管柱1。
40.进一步，如图1、图2和图3所示，柔性外管柱4与内管柱1之间设有多个间隔设置的扶正装置7，扶正装置7能够保持内管柱1和柔性外管柱4之间始终形成有环形空间5，以确保循环介质可以从内管柱1内部流向钻头3，再从内管柱1和柔性外管柱4之间的环形空间5返回井口。
41.进一步，每一外连接短节41与内管柱1之间均设有扶正装置7，以避免各个外连接短节41之间产生屈曲或扭曲，妨碍钻压扭矩传递，从而使得钻压扭矩能够顺利传递。
42.再进一步，如图1和图2所示，扶正装置7为扶正轴承71或者滚轮扶正器72，具体的，扶正轴承71和滚轮扶正器72均能使内管柱1可以相对柔性外管柱4旋转，以在插入泥或其他流变性地层的过程中，传递钻井动力，较佳的，滚轮扶正器72还能起到支撑作用。
43.进一步，如图2所示，内管柱1与柔性外管柱4之间连接有悬挂装置6，且悬挂装置6位于内管柱1的上部，具体的，当内管柱1为刚性管柱112时，悬挂装置6包括止推轴承和扶正轴承71，或者同时具有扶正和止推功能的复合轴承，使内管柱1和柔性外管柱4不发生轴向错动，同时可以不阻碍内管柱1在柔性外管柱4内部转动。
44.进一步，如图1、图2和图3所示，导向装置2通过跨接线9与井口控制端点连接，井口的控制端可以向导向装置2下达控制指令，此外，井口的控制端还可以向导向装置2输送电力，以避免井下发电带来的额外成本以及断电风险。
45.进一步，如图1、图2和图3所示，导向装置2包括由内至外依次套设的传动轴23、承载本体22和套筒21，套筒21的上端与柔性外管柱4的下端铰接，承载本体22的上端与内管柱1的下端连接，传动轴23的下端与钻头3相接，传动轴23与承载本体22之间设置有环形活动空间，环形活动空间内设有偏转机构，偏转机构能驱动传动轴23与承载本体22相对运动，以驱动钻头3按预设方向偏转预设角度，从而改变井眼轨迹，进而实现短造斜率。
46.在本实用新型的一种实施方式中，如图1和图2所示，套筒21的上部与承载本体22之间通过第一铰接结构24相接，偏转机构包括至少三组沿承载本体22的下部周向间隔设置的驱动液压缸25，较佳的，各驱动液压缸25沿承载本体22的周向均匀排布，驱动液压缸25包括设置于承载本体22的外壁中的活塞结构容置腔和设置于活塞结构容置腔内的驱动活塞结构，驱动活塞结构能推动传动轴23和承载本体22相对运动，使承载本体22的下端的钻头3侧向切削对称方位的地层。
47.在本实用新型的另一种实施方式中，如图3所示偏转机构包括偏心环26和电驱动执行器27，电驱动执行器27设置于承载本体22上，偏心环26设置于传动轴23与承载本体22之间，传动轴23的下部与承载本体22之间通过第二铰接结构28相接，电驱动执行器27能驱动偏心环26转动，偏心环26的转动能驱动传动轴23和承载本体22相对运动，具体的，电器执行器为驱动电机，驱动电机能驱动偏心环26转动，偏心环26的转动能驱动传动轴23以第二铰接结构28为中心摆动和/或绕承载本体22的轴线转动；承载本体22的上部与套筒21之间设有第一扶正结构291，承载本体22的下部与套筒21之间设有第二扶正292结构，第二铰接结构28位于第一扶正结构291与第二扶正结构292之间，第一扶正结构291和第二扶正结构292能够保证可控柔性钻压扭矩传递管柱与井眼始终保持同轴。
48.需要说明的是，上述偏转机构的具体工作原理均为现有技术，在此不再赘述，当然，偏转机构也可以采用其他能够驱动钻头按预设方向偏转预设角度的任何现有结构。
49.综上所述，本实用新型的双重管，通过设置导向装置，使得在旋转的条件下，能够通过导向装置驱动钻头按预设方向偏转预设角度，以改变井眼轨迹，从而实现短造斜率；通过设置柔性外管柱，使得在旋转的条件下，能够很好的向导向装置传递用于驱动钻头旋转的扭矩，从而实现具有一定井眼延伸长度的导向钻井。
50.以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。而且需要说明的是，本实用新型的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本实用新型的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本实用新型理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。