一种可用于钻井钻具的摆动组件的制作方法

1.本实用新型涉及石油、煤矿和勘探用钻具技术领域，具体而言，涉及一种可用于钻井钻具的摆动组件。


背景技术：

2.随着油田开发进入中后期，由于套损等工程因素造成原井或附近剩余油无法开采，或区块精细描述后、重新认识有增产潜力等地质因素，打加密井或者更新井开采富集油会使采油成本大幅上升。利用原井套管和已有的地面设施开窗侧钻可以保证油田稳产、上产。通过开窗，打出长井段、大位移的井眼，开采原井眼开采不到的剩余油或者新区块。
3.所谓开窗侧钻就是利用老井井眼对老井附近剩余油进行有效动用，充分利用老井原有的采输设备，使储层生产潜力得以充分发挥的新技术新工艺。不仅能延长老井生产“寿命”，提高原油产量，还可利用老井井眼大幅降低投资成本、缩短施工周期，提高综合效益。
4.该项技术在全国各油田得到了广泛的推广应用，并取得了明显的经济效益和社会效益，成为油田特别是老油区增效、节约挖潜的重要手段和措施。
5.常用的导向螺杆钻具即是用来造斜的钻具，为了钻出一定斜度和方位的井眼，控制井眼的轨迹，导向螺杆钻具带有一定的弯度，导向螺杆钻具的万向轴壳体设计为弯壳体，一般为0～3
°
的弯度，来达到一定的造斜率要求；而导向螺杆钻具又分为单弯螺杆钻具和可调弯螺杆钻具，单弯螺杆钻具的结构弯角是固定的，不同井段的曲率半径变化较大时，需更换螺杆钻具，达到不同的造斜率要求；可调弯螺杆钻具则是可在钻井平台上随意调整螺杆钻具的弯角，从而获得满意的造斜率，调整角度越大，曲率半径越小，造斜率则越大，对石油的采收率则更好。
6.但现有的可调弯螺杆钻具是根据钻井情况在下井前调整好钻具的弯角，即钻具在下井时具有固定弯度，且现有的可调弯螺杆钻具最短半径定向导向仅能达到15
°
/30m，在小井眼中最也不超过18
°
/30m，对于距离竖井较近的石油开采处，目前这种可调弯螺杆钻具的曲率半径仍较大，造斜率仍不能满足需求，因此，现急需一种可用于钻井钻具的摆动组件，使钻井钻具在钻进过程中可自动调节弯度，从而提高钻具的造斜率。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供一种可用于钻井钻具的摆动组件，当用于钻井钻具上时，可在钻具下井后，当钻压到达固定值时可自动弯折，使钻具本体的弯度得到调节，且使钻具的最高造斜率可达到90
°
/30m，甚至可达到90
°
/15m。
8.为实现本实用新型目的，采用的技术方案为：一种可用于钻井钻具的摆动组件，包括上接头和下接头，上接头和下接头外共同套接有铰接套筒，铰接套筒上安装有至少一个横向装配的销轴，上接头或/和下接头外壁还开设有与销轴配合的导向槽，且铰接套筒内壁还具有供上接头或/和下接头摆动的避让面；所述上接头或/和下接头还套设有密封铰接套筒端面的封堵件。
9.进一步的，所述铰接套筒内还设有至少一个弧形切面，上接头或/和下接头的插接端具有与弧形切面配合的配合面。
10.进一步的，所述弧形切面上还嵌装有密封件。
11.进一步的，所述上接头或/和下接头的插接端外侧还具有球头部，且铰接套筒内壁具有与球头部配合的球窝部。
12.进一步的，所述铰接套筒内还设有铰接座，弧形切面为铰接座的端面。
13.进一步的，所述铰接套筒的一端或两端为弧形切口，且封堵件一端为上与弧形切口配合的密封弧面。
14.进一步的，所述上接头或下接头的摆动角度为0
°
～5
°
。
15.进一步的，所述上接头和下接头的另一端均设有连接螺纹。
16.本实用新型的有益效果是：
17.本实用新型可直接安装在螺杆钻具或涡轮钻具上使用，且在使用过程中，螺杆钻具本体或涡轮钻具本体内的万向轴总成可贯穿本实用新型，且本实用新型在下井前保持竖直无弯度状态，当到达设定井深时，随着钻压的不断增加，钻具本体在钻进端安装的钻头处形成支点，动力钻具本体会根据下井前预设的弯角方向，通过一个或多个摆动组件改变动力钻具本体的弯度，且最高造斜率可达到90
°
/30m，甚至可达到90
°
/15m。
附图说明
18.图1是本实用新型提供的可用于钻井钻具的摆动组件的结构图；
19.图2是图1中摆动组件的横剖图；
20.图3是图1中摆动组件的纵剖图；
21.图4是本实用新型用于螺杆钻具上的安装结构图。
22.附图中标记及相应的零部件名称：
23.201、上接头，202、下接头，203、铰接套筒，204、销轴，205、导向槽，206、避让面，207、封堵件，208、铰接座；
24.2021、配合面，2022、球头部；
25.2031、弧形切口；
26.2071、密封弧面；
27.2081、弧形切面，2082、密封件，2083、球窝部，2084、耐磨齿。
具体实施方式
28.下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
29.如图1至图4所示，本实用新型提供的一种可用于钻井钻具的摆动组件，包括对接的上接头201和下接头202，而上接头201和下接头202的另一端均固定连接在钻具本体1上，而当摆动组件2为多个时，下一上接头201可直接固定连接在上一下接头202上，此时，下一上接头201与上一下接头202可直接固定连接或直接设置成一体结构。
30.所述上接头201和下接头202外共同套设有铰接套筒203，使上接头201与下接头202的对接端均插设在铰接套筒203内，且铰接套筒203内安装有至少一个横向装配的销轴204，销轴204的延伸方向与铰接套筒203内壁相切，当上接头201或下接头202中其中一个可
摆动时则销轴204为一个，当上接头201和下接头202均可摆动时则销轴204为两个；销轴204的延伸方向与外铰接套筒203内壁相切，且上接头201或/和下接头202外壁还开设有与销轴204外壁配合的导向槽205，销轴204不仅能使上接头201或/和下接头202不能在铰接套筒203内轴向移动，且使上接头201或下接头202在摆动时以销轴204为中心点，对上接头201或下接头202的摆动进行限制。
31.所述铰接套筒203内壁还具有供上接头201或/和下接头202摆动的避让面206，避让面206为凹陷面，且避让面206位于上接头201或下接头202的摆动侧，使上接头201或下接头202在摆动方向与铰接套筒203内壁之间的间隙更大，方便上接头201或/和下接头202相对铰接套筒203进行摆动；同时，由于铰接套筒203内壁与上接头201、下接头202外壁之间的间隙较大，为保证摆动组件2的密封性，上接头201或/和下接头202上还设有对铰接套筒203端面进行密封的封堵件207，且封堵件207通过螺钉或螺纹固定在上接头201或/和下接头202上，使上接头201或/和下接头202在相对铰接套筒203摆动过程中始终处于封闭状态，能有效防止钻井液泄漏，且有效防止钻具本体1外侧的泥浆进入到上接头201或/和下接头202与铰接套筒203之间的间隙内，避免影响上接头201或下接头202的摆动，有效降低上接头201或下接头202在摆动过程中因摩擦较大而造成磨损。
32.在一些实施例中，所述铰接套筒203内还设有至少一个弧形切面2081，上接头201或/和下接头202的插接端具有与弧形切面2081配合的配合面2021，弧形切面2081的高端与配合面2021的低端配合，弧形切面2081的低端与配合面2021的高端配合；通过弧形切面2081与配合面2021的配合，使上接头201或下接头202在摆动过程中弧形切面2081与配合面2021始终保持密封贴合；同时，由于上接头201或/和下接头202的摆动角度的限制，使上接头201或下接头202在摆动过程中，配合面2021与弧形切面2081并不会完全错开，使上接头201或下接头202在摆动过程中，配合面2021与弧形切面2081始终保持密封配合，不仅使钻具本体1内的传动总成能正常保持传动，且有效防止位于钻具本体1内壁与传动总成之间的泥浆通过配合面2021与弧形切面2081之间进入到上接头201或/和下接头202与铰接套筒203之间的间隙内，避免泥浆中的泥沙增加上接头201或/和下接头202与铰接套筒203之间的磨损。
33.在一些实施例中，所述弧形切面2081上还嵌装有密封件2082，使弧形切面2081与配合面2021的配合时的密封效果更好；同时，密封件2082为橡胶密封圈或其它类型密封件，且弧形切面2081上的密封件2082可为多个，多个密封件2082径向间隔排布，使弧形切面2081与配合面2021之间的密封效果更好。
34.在一些实施例中，所述上接头201或/和下接头202的插接端外侧还具有球头部2022，且球头部2022位于上接头201或下接头202弯折方向的外侧，铰接套筒203内壁具有与球头部2022配合的球窝部2083，为了保证铰接套筒203的强度，可使铰接套筒203厚度保持均匀；通过球头部2022与球窝部2083的配合，且由于球头部2022并未完全包覆上接头201或下接头202的插接端，从而不仅可对上接头201或下接头202的摆动方向进行限制，且有效减小上接头201或下接头202插接端与铰接套筒203之间的摩擦，使上接头201或下接头202的摆动更加方便。
35.在一些实施例中，所述铰接套筒203内还固定安装有铰接座208，铰接座208外壁与铰接套筒203内壁密封配合，当上接头201或下接头202中的其中一个可相对铰接套筒203摆
动时，铰接座208与上接头201、下接头202对接端的端面即为弧形切面2081，当上接头201和下接头202均可相对铰接套筒203摆动时，则铰接座208两端的端面均为弧形切面2081；同时，当上接头201和下接头202均可摆动时，铰接座208还可为两个，此时，两个铰接座208密封对接，而两个铰接座208上与上接头201、下接头202对接的一端即为弧形切面2081。通过安装铰接座208，在保证上接头201与下接头202密封对接的同时，保证上接头201或/和下接头202可在铰接座208内摆动，使上接头201或/和下接头202的摆动更加方便、顺畅。
36.在一些实施例中，所述铰接套筒203的一端或两端为弧形切口2031，弧形切口2031的中心与弧形切面2081的中心重合，且封堵件207与弧形切口2031对接的一端端面为密封弧面2071，由于封堵件207固定在上接头201或下接头202上，上接头201或下接头202在摆动时，封堵件207随上接头201或下接头202同步动作，使密封弧面2071与弧形切口2031产生相对位移，由于弧形切口2031与密封弧面2071均为圆弧状且中心重合，使密封弧面2071与弧形切口2031产生相对位移过程中始终保持密封配合，使上接头201或下接头202在摆动过程中，封堵件207始终对铰接套筒203的端面进行密封，使上接头201或下接头202在摆动过程中外界的泥沙不能进入到铰接套筒203内壁与上接头201或下接头202外壁之间的间隙内，避免泥沙进入到铰接套筒203内壁与上接头201或下接头202外壁之间的间隙内增加摩擦，有效防止对上接头201或下接头202的插接端受到磨损；同时，弧形切口2031或密封弧面2071也还可嵌装密封圈，提高弧形切口2031与密封弧面2071密封度，使铰接套筒203端面的密封效果更好。
37.在一些实施例中，所述上接头201和下接头202的另一端均为与钻具本体1固定连接的一端，且上接头201和下接头202的另一端均设有连接螺纹，使上接头201和上接头201与钻具本体1的连接更加方便。
38.本实用新型用于螺杆钻具或涡轮钻具上时，安装有本实用新型提供的摆动组件的螺杆钻具区别与现有技术中的可调弯螺杆钻具，使螺杆钻具在下井前钻具本体1的摆动组件2处，处于竖直无弯度状态，当到达设定井深时，随着钻压的不断增加，钻具本体1在钻进端安装的钻头处形成支点，钻具本体1会根据下井前预设的弯角方向，通过一个或多个摆动组件2改变钻具本体1的弯度，使最高造斜率可达到90
°
/30m，甚至可达到90
°
/15m。本实用新型中用于螺杆钻具或涡轮钻具上时，钻具本体1内仍保留万向轴总成、传动总成的安装，而无需增加其它附属的铰接结构或弯接头，使本实用新型在钻进过程中，钻具本体1的整体性和安全性得到保证，且保证下钻的通过性，且不增加钻具整体的长度，使本实用新型的钻进效率和钻进质量得到大大提高。
39.本实用新型中的摆动组件2还可直接连接在钻具本体的动力连接端，例如图4所示，此时，钻具本体的其余部位也可配设安装摆动组件，此时，钻具本体的其余部位也可配设固定弯点，钻具本体的其余部位也可也可同时配设摆动组件和固定弯点。
40.由于本实用新型的密封性较好，且本实用新型内部呈中空结构，即本实用新型在一些特殊工况的情况下还可当做管件的接头使用，使管件在特殊工况下，可根据特殊的使用环境，使管件的局部可弯折。
41.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。