泥浆动力侧向力发生装置的制作方法

本技术涉及石油钻井工程随钻测控，尤其是一种泥浆动力侧向力发生装置。

背景技术：

1、随着石油开发技术的发展，水平井和定向井在开发井中所占的比例越来越高，定向井和水平井施工过程中，常见的轨迹控制方法为滑动钻进螺杆进行轨迹控制，以及应用旋转导向系统进行轨迹控制。现代导向钻井有滑动导向与旋转导向两种类型，常用的旋转导向技术也有两种，一种是指向式导向，一种是推靠式导向。

2、现有的推靠式旋转导向钻井系统由地面监控系统和井下工具构成。井下工具分为导向短节、随钻测量系统、双向通讯和动力模块三大模块，各模块之间通过标准化接头连接。该标准化接头包含钻杆和导电装置，可同时完成各模块间的连接、密封和电子连接。

3、其中，随钻测量系统由无磁钻铤和随钻测量探管构成，作用是测量井斜和方位并将测得的数据发送给脉冲发生器和导向控制系统。双向通讯和动力模块主要由无磁钻铤、泥浆发电机、脉冲发生器、电子仓等构成，作用是为井下工具提供电能，完成地面-井下双向通讯的大部分工作(即捕捉地面监控系统下传的指令信号，向地面发送钻井液正脉冲信号)。导向短节是旋转导向钻井系统在钻柱旋转的条件下进行定向钻井时的井下决策和执行机构，作用是将转盘扭矩传递给钻头并控制钻头侧向切削地层的侧向力大小和方向。导向短节结构复杂，工况复杂，承受的载荷复杂，其性能和寿命直接决定旋转导向系统的优劣，是旋转导向钻井系统最核心的部分。

4、基于此，如何降低成本，提高导向系统的使用寿命，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种泥浆动力侧向力发生装置，不需要专门设置适应泥浆恶劣环境下活塞密封圈，降低了成本，在运动过程中，球本身的自转可使自身磨损比较均匀，消除了偏磨现象，整体寿命有较大提升。

2、为实现上述目的，本实用新型提供一种泥浆动力侧向力发生装置，包括推靠器柱状主体、推靠装置和控制阀；所述推靠器柱状主体沿轴心方向设置有空腔；所述推靠装置包括所述推靠器柱状主体周向均匀设置有至少三个活塞孔，所述活塞孔内设置有球形活塞，所述活塞孔远离轴心一侧设置有摩擦块；所述控制阀包括设置于所述空腔内的工作阀，所述工作阀分别设置有与所述活塞孔连通的控制流道，至少三个的所述控制流道与所述空腔内连通的出口设置有用于控制所述控制流道与所述空腔开断的角度阀，使得所述角度阀在外部动力的作用下保持在特定方向，推靠器柱状主体转动过程中，转动至上述特定方向的所述控制流道导通，位于该方向的球形活塞推动摩擦块伸出，对所述推靠器柱状主体向上述特定方向施加动态的推力。

3、进一步的，所述工作阀沿轴向设置有工作流道。

4、进一步的，所述角度阀包括阀杆和阀片，所述阀片设置有扇形的开口。

5、进一步的，所述阀杆的轴向端部设置有控制轴，所述控制轴设置有用于使所述控制轴的轴心与所述推靠器柱状主体的轴心重合的扶正环。

6、进一步的，所述控制轴和所述阀杆之间设置有使所述角度阀向所述控制流动方向移动的弹簧。

7、进一步的，所述活塞孔内设置有便于所述球形活塞移动的活塞套。

8、进一步的，所述活塞套内壁沿所述球形活塞的运动方向设置有排液槽。

9、进一步的，所述推靠器柱状主体的一端设置有过渡接头，所述过渡接头沿轴向设置有空腔，该空腔内设置有与所述控制轴连接的过渡轴。

10、进一步的，环绕所述角度阀和所述控制轴设置有过滤网。

11、进一步的，所述推靠器柱状主体远离所述过渡接头的一端设置有喷嘴。

12、与现有技术相比，本实用新型通过相对旋转的角度阀将内部泥浆导向至球形活塞后端，驱动活塞向外运动，推动摩擦块向井壁施加推力从而使安装了该装置的井下钻具产生反向作用力，利用该作用力，可使钻具或钻头在受控制的反作用力的影响下，产生诸如井斜、方位等方面的轨迹预期效果。本装置不需要专门设置适应泥浆恶劣环境下活塞密封圈，降低了成本，在运动过程中，球本身的自转可使自身磨损比较均匀，消除了偏磨现象，整体寿命有较大提升。

技术特征：

1.一种泥浆动力侧向力发生装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的泥浆动力侧向力发生装置，其特征在于：所述工作阀(7)沿轴向设置有工作流道(701)。

3.如权利要求1所述的泥浆动力侧向力发生装置，其特征在于：所述角度阀(6)包括阀杆(601)和阀片(602)，所述阀片(602)设置有扇形的开口(603)。

4.如权利要求3所述的泥浆动力侧向力发生装置，其特征在于：所述阀杆(601)的轴向端部设置有控制轴(3)，所述控制轴(3)设置有用于使所述控制轴(3)的轴心与所述推靠器柱状主体(4)的轴心重合的扶正环。

5.如权利要求4所述的泥浆动力侧向力发生装置，其特征在于：所述控制轴(3)和所述阀杆(601)之间设置有使所述角度阀(6)向控制流动方向移动的弹簧(12)。

6.如权利要求1所述的泥浆动力侧向力发生装置，其特征在于：所述活塞孔内设置有便于所述球形活塞(8)移动的活塞套。

7.如权利要求6所述的泥浆动力侧向力发生装置，其特征在于：所述活塞套内壁沿所述球形活塞(8)的运动方向设置有排液槽。

8.如权利要求4所述的泥浆动力侧向力发生装置，其特征在于：所述推靠器柱状主体(4)的一端设置有过渡接头(2)，所述过渡接头(2)沿轴向设置有空腔(15)，该空腔(15)内设置有与所述控制轴(3)连接的过渡轴(1)。

9.如权利要求8所述的泥浆动力侧向力发生装置，其特征在于：所述推靠器柱状主体(4)远离所述过渡接头(2)的一端设置有喷嘴(11)。

10.如权利要求4所述的泥浆动力侧向力发生装置，其特征在于：环绕所述角度阀(6)和所述控制轴(3)设置有过滤网(13)。

技术总结
本技术涉及石油钻井工程随钻测控技术领域，具体公开了一种泥浆动力侧向力发生装置，包括推靠器柱状主体、推靠装置和控制阀；推靠装置包括推靠器柱状主体周向均匀设置有至少三个活塞孔，活塞孔内设置有球形活塞，活塞孔远离轴心一侧设置有摩擦块；控制阀包括设置于空腔内的工作阀，使得角度阀在外部动力的作用下保持在特定方向，推靠器柱状主体转动过程中，转动至上述特定方向的控制流道导通，位于该方向的球形活塞推动摩擦块伸出，对推靠器柱状主体向上述特定方向施加动态的推力。本技术不需要专门设置适应泥浆恶劣环境下活塞密封圈，降低了成本，在运动过程中，球本身的自转可使自身磨损比较均匀，消除了偏磨现象，整体寿命有较大提升。

技术研发人员：吴柏志,陈威,侯树刚,刘庆龙,肖红兵,刘文庭
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：20220915
技术公布日：2024/1/12