一种套管内延伸钻井工具的制作方法

本发明涉及石油与天然气钻井技术领域，特别是涉及一种套管内延伸钻井工具。

背景技术：

随着石油、天然气钻井技术的不断进步，钻井的深度不断增加，水平段也不断的延长。随之而来的问题就是随着水平段的不断延长，钻具高边与井壁的摩擦越来越大，其消耗的来自垂直段提供的钻压越来越多，导致钻头部位的钻压越来越低，进而导致钻头不能够有效的破岩，不仅降低了钻井效率，同时也限制了钻井的水平段的距离。虽然目前旋转地质导向和轴向振动工具一定程度得解决了因高边摩阻消耗钻压的问题，但是其高昂的作业费用仍然限制了部分低产能特别是中后期开发油区的使用。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种套管内延伸钻井工具，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种套管内延伸钻井工具，包括外壳，所述外壳的两端分别固定有下接头和上接头，所述下接头和上接头之间形成空腔，所述外壳内设有动力钻井机构，所述动力钻井机构包括钻杆接头，所述钻杆接头远离下接头的一端螺纹连接有公扣接头，所述公扣接头上套接有连接中轴，所述公扣接头与连接中轴之间设有承压轴承，所述连接中轴螺纹连接有驱动器外壳，所述公扣接头远离钻杆接头的一端伸入驱动器外壳连接有导流中轴，所述导流中轴连接有动力叶轮，所述动力叶轮连接有扶正块，所述动力叶轮与扶正块间隙配合，所述钻杆接头连接有钻杆，所述钻杆接头与钻杆螺纹连接，所述钻杆螺纹连接有钻头。

优选的，所述钻杆接头内壁上设有螺纹，所述公扣接头外壁上设有与钻杆接头相适配的螺纹，所述公扣接头的一端螺纹连接在钻杆接头内，所述公扣接头的另一端固定有过盈键，所述公扣接头通过过盈键连接导流中轴。

优选的，所述导流中轴远离公扣接头的一端固定有过盈键，所述导流中轴通过过盈键连接动力叶轮。

优选的，所述驱动器外壳的外壁上固定有限位台阶，所述限位台阶固定在外壳的内壁上。

优选的，所述承压轴承套接在公扣接头伸入驱动器外壳的一端上，所述承压轴承与连接中轴接触连接。

优选的，所述驱动器外壳的内壁上设有螺纹，所述连接中轴的外壁上设有与驱动器外壳相适配的螺纹，所述连接中轴的一端螺纹连接在驱动器外壳内。

优选的，所述扶正块靠近上接头的一端螺纹连接有水力增压台。

本发明公开了以下技术效果：1.本发明作为新的管内延伸水平井钻井技术能够在低摩阻的情况下延伸钻井水平段十几米至几十米的水平深度，与旋转地质导向作业相比，单井的作业费用只是旋转地质导向作业的十几分之一甚至几十分之一，与轴向振动工具作业相比本工具使用过程中不会产生振动，因此能够有效的保护钻头，

2.本发明使用过程中能够避免钻头在软硬交错地层的粘滑振动问题，在使用相同钻头的情况下较之于使用轴向振动工具能够钻进更远的距离，且单井作业费用也要低于目前使用轴向振动工具的作业费用，本发明的强度要大于目前所使用钻杆的强度，因此不会对钻井作业安全产生任何影响，工具设计有供钻井液流通的通道，保证钻进过程中所产生岩屑能够及时地返出井口，不会导致任何井下复杂情况的发生。

3.目前已有的大位移水平井钻井工具使用过程中，往往会产生不规则的井眼，为后期完井作业带来一定的困难，本工具使用过程中没有任何推靠和扶正工具，且钻头不会产生振动弹跳，所钻井眼光滑无螺纹且井径尺寸上下一致，因此一种管内延伸钻井工具的研制是目前大位移水平井钻井技术的重要方向。

4.本发明能够保证钻井过程中关于钻井深度及长度的要求，在不增加原有钻井作业人员的情况下完成作业，工具操作简单，只需按照正常钻井液循环泵压泵入钻井液即可进行作业，在作业完成之前只需根据钻头的磨损程度起钻更换与下接头相连接的钻杆接头上的钻头即可继续进行钻井作业，同时本发明相较于其他工具所钻井眼光滑，无需多次通井作业即可进行测井及完井作业，因此其使用不仅能够降低钻井成本，还能缩短建井周期。进而提高钻井的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明套管内延伸钻井工具结构示意图；

图2为本发明动力钻井机构的结构示意图；

图3为本发明a部局部放大图；

图4为本发明b部局部放大图；

图5为本发明c部局部放大图；

图6为本发明水力增压台主视图；

图7为本发明水力增压台俯视图；

其中，1为下接头、2为外壳、3为钻杆接头、4为公扣接头、5为连接中轴、6为承压轴承、7为导流中轴、8为动力叶轮、9为驱动器外壳、10为扶正块、11为上接头，12为过盈键，13为限位台阶，14水力增压台，15钻杆,16钻头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供一种套管内延伸钻井工具，包括外壳2，所述外壳2的两端分别固定有下接头1和上接头11，所述下接头1和上接头11之间形成空腔，下接头1、外壳2和上接头11作为工具的壳体支撑部分，所述外壳2内设有动力钻井机构，所述动力钻井机构包括钻杆接头3，所述钻杆接头3远离下接头1的一端螺纹连接有公扣接头4，所述公扣接头4上套接有连接中轴5，所述公扣接头4与连接中轴5之间设有承压轴承6，保证动力叶轮8所产生扭矩能够有效地传递给钻杆接头3，所述连接中轴5螺纹连接有驱动器外壳9，所述公扣接头4远离钻杆接头3的一端伸入驱动器外壳9连接有导流中轴7，所述导流中轴7连接有动力叶轮8，所述动力叶轮8连接有扶正块10，所述动力叶轮8与扶正块10间隙配合，能够满足扶正的需求同时不产生较大的摩擦，所述扶正块10与水力增压台14螺纹连接，所述钻杆接头3与钻杆15螺纹连接，所述钻杆15与钻头16钻头螺纹连接。

本发明所有零件均为金属零件，没有橡胶件，因此本发明所涉及的工具具有较大的温度和压力使用范围，能够满足高温高压钻井的需要。

进一步的优化方案，所述钻杆接头3内壁上设有螺纹，所述公扣接头4外壁上设有与钻杆接头3相适配的螺纹，所述公扣接头4的一端螺纹连接在钻杆接头3内，所述公扣接头4的另一端固定有过盈键12，所述公扣接头4通过过盈键12连接导流中轴7。

进一步的优化方案，所述导流中轴7远离公扣接头4的一端固定有过盈键12，所述导流中轴7通过过盈键12连接动力叶轮8。

进一步的优化方案，所述驱动器外壳9的外壁上固定有限位台阶13，所述限位台阶13固定在外壳2的内壁上。

进一步的优化方案，所述承压轴承6套接在公扣接头4伸入驱动器外壳9的一端上，所述承压轴承6与连接中轴5接触连接。

进一步的优化方案，所述驱动器外壳9的内壁上设有螺纹，所述连接中轴5的外壁上设有与驱动器外壳9相适配的螺纹，所述连接中轴5的一端螺纹连接在驱动器外壳9内。

进一步的优化方案，所述扶正块10靠近上接头11的一端螺纹连接有水力增压台14，水力增压台是增加钻压的辅助配件，通过增大钻井液的截流面积使(f＝p*s)钻井液作用到工具上的力增大，这个力通过工具和钻杆15传递到钻头，进而提高钻压，所述水力增压台14的中心开设有正六方不贯通深孔(图中未标出)，可作为水力增压台14与工具安装时的扭力孔，同时作为内部工具维修和安装时的中心对准工具固定孔。

工作原理：本发明公开的管内延伸钻井工具按照从内之外从下至上的顺序安装，钻杆接头3通过螺纹与公扣接头4相连接，连接中轴5与驱动器外壳9通过螺纹相连接，公扣接头4与连接中轴5之间安装有承压轴承6保证动力叶轮8所产生扭矩能够有效地传递给钻杆接头3，公扣接头4与导流中轴7采用过盈键11连接，导流中轴7与动力叶轮8采用过盈键11连接、扶正块10与动力叶轮8采用间隙配合连接能够满足扶正的需求同时不产生较大的摩擦，动力钻井机构在装配过程中采用从下至上的安装方式，由于部分零件间隙较小，一般采用表面涂抹煤油等润滑油的方式进行装配，下接头1、外壳2和上接头11作为工具的壳体支撑部分。井下作业施工时钻井液的冲击动力叶轮8产生扭矩和向井底钻进的钻压能够满足延伸钻进工作的需要，其在作业过程中不需要增加钻井设备，对钻井用泥浆要求低，只需原钻井段所使用工具及泥浆就可以进行作业，作业程序简单不需要钻机转盘转动只需要钻井泵提供叶轮转动及为钻头提供钻压所需要的钻井液即可，其动力钻井机构能够与钻杆一起向井底方向运动，直至运动到最接近井底的缩颈接头处，即为作业完成。作业完成后工具随钻杆一起起出至井口进行回收，在下次作业时只需重新更换磨损较严重的零件即可进行下次作业，其使用过程中不会对主要部件造成损坏，部件可反复使用，重复使用仅需更换部分部件，工具使用成本低，本工具支撑部分与钻杆尺寸相同，对钻井设备要求低，本工具采用强度的较高的常规部件，因此工具具有较高的鲁棒性和较长的使用寿命。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。