一种双层快推垂直钻井工具的制作方法

形，一级推块包裹于母体外，一级推块中部设有导向孔，二级推块设置于导向孔内，限位栓依次穿过一级推块和二级推块，限位栓上套设有弹簧，弹簧的两端分别与一级推块和二级推块连接；弹簧将一级推块和二级推块连接成一体，不与母体相连，纠斜完成后，转动芯轴，通道关闭，没有高压钻井液流入，推力消失，此时二级推块在弹簧的作用下往回收缩，而一级推块在内外压差的作用下也往回收缩。
12.进一步地，限位栓为限位螺栓。
13.按照上述技术方案，弹簧为油封弹簧。
14.按照上述技术方案，油封弹簧内注有硅油。
15.按照上述技术方案，推块装置的个数为两个；
16.所述下部开关在两处推块开设通孔b，相差90
°
，工具在特定方向纠斜时，可以使上下推块在纠斜方向同时伸出，可以实现工具两处推块的耦合推出，提高纠斜效率和可靠性。
17.按照上述技术方案，测试短节和下接头通过螺纹分别与芯轴的上端和下端连接；
18.母体与测试短节之间和母体与下接头之间均设有串轴承13；串轴承的上下端分别设有轴承上挡圈和轴承下挡圈。
19.按照上述技术方案，测试短节与母体之间设有中间接头，中间接头与母体连接，串轴承布置于中间接头与芯轴之间。
20.按照上述技术方案，偏心块的上端和下端均对称布置有圆锥滚子轴承。
21.本发明具有以下有益效果：
22.本发明为纯机械结构控制执行垂直钻井，在井下复杂多变的环境中不易失效；偏心块感应井斜的重力信号，进而带动阀体的下部开关旋转，以打开其高边流道并关闭低边流道，从而向高边推块与母体之间的空腔分配钻井液，在高压钻井液的作用下，高边方向的推块伸出，推靠井壁，校正工具的倾斜状态，从而纠正井斜状态；在纠斜完成后，推出的推块通过弹簧的拉力收缩回位，此时位于其他井眼高边的推块会再次在内外压差的纠斜作用力下被推出。本发明为纯机械结构控制垂直钻井，大幅提高钻速和井眼质量，降低施工风险，结构简单、可靠适用性强，可以实现连续纠斜作业；操作简单，无需对操作人员进行特殊培训；不存在电子设备，稳定可靠，制造成本低。
附图说明
23.图1是本发明实施例中双层快推垂直钻井工具的结构示意图；
24.图2是图1的a-a剖视图；
25.图3是图1的b-b剖视图；
26.图4是本发明实施例中偏心块的结构示意图；
27.图5是图1的局部k视图；
28.图中，1-测试短节，2-芯轴，3-轴承上挡圈，4-轴承下挡圈，5-中间接头，6-圆锥滚子轴承，7-母体，8-偏心块，9-一级推块，10-二级推块，11-下部开关，12-紧固螺钉，13-串轴承，14-下接头，101-螺母，102-限位栓，103-弹簧，104-硅油，a-通孔，b-通孔，c-通孔。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
30.参照图1～图5所示，本发明提供的一种实施例中一种双层快推垂直钻井工具，包括测试短节1、芯轴2、母体7、偏心块8、推块装置和下接头14，芯轴2套设于母体7内，测试短节1和下接头14分别套设于芯轴2的上端和下端，偏心块8套置于芯轴2和母体7之间，芯轴2与母体7之间设有阀体；
31.芯轴2为中空管结构，芯轴2的中心设有钻井液过流通道，推块装置设置于母体7上，阀体分别与偏心块8和推块装置连接；测试短节1用于与上部钻具相接，下接头14用于与钻头相接，当钻井工具在井中歪斜时偏心块8重心偏移下发生旋转，带动阀体打开，使钻井液过流通道内的高压钻井液与推块装置接触，推块装置在高压钻井液作用下向外推出于所需纠斜处；当纠斜完成后，偏心块8恢复原状，阀体关闭。
32.进一步地，阀体包括下部开关11，下部开关11套设于芯轴2和母体7之间，与偏心块8连接，下部开关11可随偏心块8转动，芯轴2上设有通孔a，下部开关11上设有通孔b，母体7上设有通孔c，通孔c布置于推块装置的内侧；钻井工具在钻井中未歪斜时，通孔b与通孔a和通孔c错位布置，当钻井工具歪斜时偏心块8重心偏移下发生旋转，带动下部开关11转动，通孔b与通孔a和通孔c连通，高压钻井液经通孔a、通孔b和通孔c推动推块装置伸出进行纠斜，纠斜完成后，偏心块8回位带动下部开关11回转，使三个通孔错开不连通，推块装置回位。
33.进一步地，推块装置的个数为两个，呈上下两层错位布置，两层推块装置位置错位90
°
布置。
34.每层推块装置包括两个推块单元，两个推块单元相对对称布置于母体7的两侧。
35.进一步地，推块单元包括一级推块9、二级推块10和限位栓102，一级推块9为“匚”形，一级推块9包裹于母体7外，一级推块9中部设有导向孔，二级推块10设置于导向孔内，限位栓102依次穿过一级推块9和二级推块10，限位栓102上套设有弹簧103，弹簧103的两端分别与一级推块9和二级推块10连接；弹簧103将一级推块9和二级推块10连接成一体，不与母体7相连，纠斜完成后，转动芯轴2，通道关闭，没有高压钻井液流入，推力消失，此时二级推块10在弹簧103的作用下往回收缩，而一级推块9在内外压差的作用下也往回收缩。
36.进一步地，限位栓102为限位螺栓。
37.进一步地，弹簧103为油封弹簧。
38.进一步地，油封弹簧内注有硅油。
39.进一步地，所述推块装置由两个推块构成“匚”形结构，所述推块则由一级推块9，二级推块10组成，钻井液进入推块腔内后，在高压液体作用下，推块整体推出，然后二级推块10继续推出，可以提供更大的推出位移和推靠力，可以实现快打快纠。二级推块10与一级推块9采用螺钉连接，中间则采用注硅油的弹簧，注硅油的目的在于增加弹簧刚度，弹簧的目的则在于纠斜完成后，推出的推块在弹簧拉力的作用下迅速复位，不影响后续钻进。
40.进一步地，推块装置的个数为两个；
41.所述下部开关11在两处推块开设通孔，相差90
°
，工具在特定方向纠斜时，可以使上下推块在纠斜方向同时伸出，可以实现工具两处推块的耦合推出，提高纠斜效率和可靠性。
42.进一步地，测试短节1和下接头14通过螺纹分别与芯轴2的上端和下端连接；
43.母体7与测试短节1之间和母体7与下接头14之间均设有串轴承13；串轴承的上下端分别设有轴承上挡圈3和轴承下挡圈4，使工具内外可以发生相对转动。
44.进一步地，测试短节1与母体7之间设有中间接头5，中间接头5与母体7连接，串轴承布置于中间接头5与芯轴2之间。
45.进一步地，偏心块8的上端和下端均对称布置有圆锥滚子轴承6；可以在偏心块8转动时提供轴向支撑。
46.所述测试短节1，同时也作为工具上接头，通过螺纹与芯轴2连接；所述中间接头5，串轴承内连测试短节1，外连母体7；所述圆锥滚子轴承6通过定位对称安装在偏心块8上下两端；所述偏心块8在井斜时在重心偏移下会发生旋转，从而带动下部开关11一起运动；所述下部开关11上设有通孔b，芯轴2设有通孔a，母体7上设有通孔c，当三孔连通时，高压钻井液从芯轴2流入推出推块腔内；所述推块包括：一级推块9，二级推块10，在高压钻井液作用下，推块整体推出，在所需纠斜处，；当纠斜完成后，偏心块8恢复原状，下部开关11再次转动，此时三孔不连通，推块腔内高压钻井液泄压流出，推块复位，从而实现工具的连续工作。
47.本发明的工作原理：如图1所示，本实施例的双层快推垂直钻井工具，所述双层快推垂直钻井工具为可拆卸螺纹连接，上接上部钻具，下接钻头；具体包括：测试短节1，芯轴2，轴承上挡圈3，轴承下挡圈4，串轴承13，中间接头5，圆锥滚子轴承6，母体7，偏心块8，一级推块9，二级推块10，下部开关11，紧固螺钉12，下接头14；所述测试短节1，同时也作为工具上接头，通过螺纹与芯轴2连接；所述中间接头5，串轴承13内连测试短节1，外连母体7；所述圆锥滚子轴承6通过定位对称安装在偏心块8上下两端；所述偏心块8在井斜时在重心偏移下会发生旋转，从而带动下部开关11一起运动；所述下部开关11上设有通孔b，芯轴2设有通孔a，母体7上设有通孔c，当三孔连通时，高压钻井液从芯轴2流入推出推块腔内；所述推块包括：一级推块9，二级推块10，在高压钻井液作用下，推块整体推出，在所需纠斜处；当纠斜完成后，偏心块8恢复原状，下部开关11再次转动，此时三孔不连通，推块腔内高压钻井液泄压流出，推块复位，从而实现工具的连续工作。
48.在一个优选实施例中，如图1和图3所示，所述推块装置由两个推块构成“匚”形结构，所述推块则由一级推块9，二级推块10组成，钻井液进入推块腔内后，在高压液体作用下，推块整体推出，然后二级推块10继续推出，可以提供更大的推出位移和推靠力，可以实现快打纠斜。
49.在一个优选实施例中，如图1和图5所示，二级推块10与一级推块9采用螺栓102连接，中间则采用注硅油的弹簧103，注硅油104的目的在于增加弹簧刚度，弹簧103的目的则在于纠斜完成后，推出的推块在弹簧拉力的作用下迅速复位，不影响后续钻进。
50.在一个优选实施例中，如图1、图2和图4所示，其特征在于：所述偏心块8上下对称布置圆锥滚子轴承6，可以在偏心块8转动时提供轴向支撑，工具的测试短节1，下接头14处分别装有串轴承13，使工具内外可以发生相对转动。
51.以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。