一种钻井自动防斜装置及其防斜方法与流程

1.本发明涉及钻井设备领域，尤其涉及一种钻井自动防斜装置及其防斜方法。


背景技术：

2.在油田钻井时，一般使用钻头不断旋转向下钻孔，在钻头工作时，需要使钻头保持竖直向下的运动趋势，钻头不能偏斜，否则钻出的井也是斜的，目前防止钻头倾斜的方法，是在钻头上安装防斜装置。
3.例如申请号202110236198.3的专利公开了一种自动防斜钻井装置，整个装置是由钻头部分、旋转部分、传动舱、防斜翼装置四部分组成。在钻头部分装有监测装置，监测装置内置井深测量仪，便于施工人员观测钻头所处位置；旋转轴部分安装有扶正装置，可对旋转轴进行支撑扶正作用；传动舱内置传动齿轮组，为防斜翼装置提供动力；防斜翼装置内部安装有控制球，发生井斜时，控制球触发进回油阀开关，使液压柱伸出，与井壁作用，让钻柱回归竖直状态。
4.申请号202222983703.3的专利公开了一种地面大口径钻井保直防斜钻具组合，包括钻头、近扶正器、中扶正器、上扶正器、第一钻铤、第二钻铤、第三钻铤、钻杆，近扶正器的一端安装在钻头上，近扶正器的另一端与第一钻铤的一端连接，第一钻铤的另一端与中扶正器的一端连接，中扶正器的另一端与第二钻铤的一端连接，第二钻铤的另一端与上扶正器的一端连接，上扶正器的另一端与第三钻铤的一端连接，第三钻铤的另一端与钻杆连接；通过确定合适的钻具组合，以此达到提高底部钻具的刚性和抗弯曲能力，钻具组合有效抵抗了钻头的侧向力，避免出现严重狗腿度，起到降低孔斜效果，避免因孔斜问题导致钻井返工，提升施工效率。
5.申请号201911072745.8公开了一种自纠偏射流垂直钻井装置，包括外筒、上接头和下接头，所述上接头和下接头与外筒螺纹连接，所述下接头连接钻头，所述上接头与下接头之间还依次设有装配于筒体内部的流体控制器、上流体通道短节、射流组件和下流体通道短节；所述流体控制器侧壁设有六个均布的径向的控制通道孔，流体控制器侧壁内部还设有六个轴向的控制通道，六个控制通道孔分别连通六个控制通道；所述流体控制器内设置有可转动的重力感应凸轮，重力感应凸轮挡住部分控制通道孔。本发明防斜效果好，可以施加足够的钻压进行钻进作业，钻井时效高，并且结构简单，使用成本较低。
6.然而上述专利及类似的产品，在钻头倾斜时，虽然能将倾斜的钻头纠正过来，但是无法告知工作人员钻头发生过倾斜，以及倾斜的时间，从而使工作人员无法评估钻井局部的倾斜情况，需要做出改进。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种钻井自动防斜装置及其防斜方法，以解决上述技术问题。
8.本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：
9.一种钻井自动防斜装置，包括钻头，所述钻头内部设置有空腔，所述空腔中央设置有导向柱，所述导向柱上下两端皆与钻头固接，所述空腔内部设置有上隔板，所述上隔板边缘与钻头固接，所述上隔板下方设置有下隔板，所述下隔板边缘与钻头固接，所述上隔板、下隔板皆固定套设在导向柱上，所述下隔板左右两侧皆设置有防斜机构。
10.优选的，所述防斜机构包括上导向管，所述上导向管顶端贯穿下隔板且与下隔板固接，所述上导向管内设置有活塞，所述活塞与上导向管内壁滑动连接，所述上导向管底端固设有限位板，所述限位板、活塞皆套设在导向杆上，所述活塞与导向杆固接，所述限位板与导向杆滑动连接，所述导向杆上端固设有浮块，所述浮块位于上隔板与下隔板之间，所述上隔板与下隔板之间填充有水，所述导向杆上固定套设有连接管，所述连接管右侧与支撑板左端固接，所述支撑板顶面固设有控制器，所述控制器顶部设置有自复位控制按钮，所述控制器与报警器无线连接。
11.优选的，所述支撑板右端固设有滑块，所述滑块与滑轨滑动连接，所述滑轨与钻头固接，所述滑轨上端固设有压板，所述压板位于控制器上方。
12.优选的，所述上隔板与下隔板之间设置有浮板，所述浮板滑动套设在导向柱上，所述浮板顶面通过多个弹簧与上隔板连接。
13.优选的，所述钻头左侧顶部设置有与空腔连通的开口，所述开口处设置有盖板，所述盖板边缘通过多个螺丝与钻头连接。
14.优选的，所述浮块底面固设有螺纹杆，所述螺纹杆上螺纹连接有多个配重块。
15.优选的，所述导向杆下端滑动连接在下导向管内，所述下导向管下端与钻头固接。
16.本发明的有益效果是：
17.当钻头倾斜时，钻头内的水也向一侧倾斜，使倾斜一侧的水位升高，从而带动浮块同步升高，使浮块通过导向杆带动支撑板上移，使压板按压自复位控制按钮，从而使控制器控制报警器启动发出报警声，从而使工作人员知道钻头发生了倾斜，及时调整钻头的位置。
附图说明
18.图1为本发明的结构示意图；
19.图2为图1的a部放大示意图；
20.图3为图1的b部放大示意图；
21.图4为图3的b1部放大示意图；
22.图5为图3的b2部放大示意图；
23.图6为图3的b3部放大示意图；
24.附图标记：1、弹簧；3、下隔板；4、导向柱；5、钻头；6、浮板；7、上隔板；8、导向杆；9、下导向管；10、浮块；11、螺纹杆；12、配重块；13、活塞；14、上导向管；15、限位板；16、压板；17、滑轨；18、自复位控制按钮；19、滑块；20、控制器；21、连接管；22、支撑板；23、盖板；24、空腔；25、螺丝。
具体实施方式
25.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非
全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。
26.下面结合附图描述本发明的具体实施例。
27.实施例1
28.如图1-6所示，一种钻井自动防斜装置，包括钻头5，钻头5内部设置有空腔24，空腔位于钻头5上部，空腔24中央设置有导向柱4，导向柱4上下两端皆与钻头5固接，空腔24内部设置有上隔板7，上隔板7边缘与钻头5固接，上隔板7下方设置有下隔板3，下隔板3边缘与钻头5固接，上隔板7、下隔板3皆固定套设在导向柱4上，下隔板3左右两侧皆设置有防斜机构。
29.防斜机构包括上导向管14，上导向管14顶端贯穿下隔板3且与下隔板3固接，上导向管14内设置有活塞13，活塞13与上导向管14内壁滑动连接，上导向管14底端固设有限位板15，限位板15、活塞13皆套设在导向杆8上，限位板15用于防止活塞13滑出上导向管14，活塞13与导向杆8固接，限位板15与导向杆8滑动连接，导向杆8上端固设有浮块10，浮块10为木质，浮块10位于上隔板7与下隔板3之间，上隔板7与下隔板3之间填充有水，导向杆8上固定套设有连接管21，连接管21右侧与支撑板22左端固接，支撑板22顶面固设有控制器20，控制器20顶部设置有自复位控制按钮18，控制器20与报警器无线连接，控制器20用于控制报警器启动。支撑板22右端固设有滑块19，滑块19与滑轨17滑动连接，滑轨17与钻头5固接，滑轨17上端固设有压板16，压板16位于控制器20上方。上隔板7与下隔板3之间设置有浮板6，浮板6用于压住上隔板7与下隔板3之间的水，防止水波动过大，浮板6滑动套设在导向柱4上，浮板6顶面通过多个弹簧1与上隔板7连接。浮块10底面固设有螺纹杆11，螺纹杆11上螺纹连接有多个配重块12。导向杆8下端滑动连接在下导向管9内，下导向管9下端与钻头5固接。
30.工作原理：钻头5在向下钻探的过程中发生倾斜时，以向右侧倾斜为例，上隔板7与下隔板3之间的水也向右侧倾斜，水集中到右侧，使右侧水位升高，由于水位升高，浮块10同步升高，浮块10通过导向杆8、连接管21、支撑板22驱动控制器20上升，使自复位控制按钮18与压板16接触被按压，从而使控制器20控制报警器启动发出报警声，提醒工作人员钻头发生了倾斜，及时调整钻头的位置。
31.通过将不同数量的配重块12与螺纹杆11连接，可以调节浮块10在水中的位置，使浮块10与浮板6之间保持一定的距离，从而给浮板6一定的上浮空间。
32.实施例2
33.如图1-6所示，在其它部分均与实施例1相同的情况下，本实施例与实施例1的区别在于：钻头5左侧顶部设置有与空腔24连通的开口，开口处设置有盖板23，盖板23边缘通过多个螺丝25与钻头5连接。取下螺丝25，然后取下盖板23，可以向上隔板7与下隔板3之间加水。
34.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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和简化描述，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。
35.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明
的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种钻井自动防斜装置，其特征在于：包括钻头(5)，所述钻头(5)内部设置有空腔(24)，所述空腔(24)中央设置有导向柱(4)，所述导向柱(4)上下两端皆与钻头(5)固接，所述空腔(24)内部设置有上隔板(7)，所述上隔板(7)边缘与钻头(5)固接，所述上隔板(7)下方设置有下隔板(3)，所述下隔板(3)边缘与钻头(5)固接，所述上隔板(7)、下隔板(3)皆固定套设在导向柱(4)上，所述下隔板(3)左右两侧皆设置有防斜机构。2.根据权利要求1所述的一种钻井自动防斜装置，其特征在于：所述防斜机构包括上导向管(14)，所述上导向管(14)顶端贯穿下隔板(3)且与下隔板(3)固接，所述上导向管(14)内设置有活塞(13)，所述活塞(13)与上导向管(14)内壁滑动连接，所述上导向管(14)底端固设有限位板(15)，所述限位板(15)、活塞(13)皆套设在导向杆(8)上，所述活塞(13)与导向杆(8)固接，所述限位板(15)与导向杆(8)滑动连接，所述导向杆(8)上端固设有浮块(10)，所述浮块(10)位于上隔板(7)与下隔板(3)之间，所述上隔板(7)与下隔板(3)之间填充有水，所述导向杆(8)上固定套设有连接管(21)，所述连接管(21)右侧与支撑板(22)左端固接，所述支撑板(22)顶面固设有控制器(20)，所述控制器(20)顶部设置有自复位控制按钮(18)，所述控制器(20)与报警器无线连接。3.根据权利要求2所述的一种钻井自动防斜装置，其特征在于：所述支撑板(22)右端固设有滑块(19)，所述滑块(19)与滑轨(17)滑动连接，所述滑轨(17)与钻头(5)固接，所述滑轨(17)上端固设有压板(16)，所述压板(16)位于控制器(20)上方。4.根据权利要求3所述的一种钻井自动防斜装置，其特征在于：所述上隔板(7)与下隔板(3)之间设置有浮板(6)，所述浮板(6)滑动套设在导向柱(4)上，所述浮板(6)顶面通过多个弹簧(1)与上隔板(7)连接。5.根据权利要求4所述的一种钻井自动防斜装置，其特征在于：所述钻头(5)左侧顶部设置有与空腔(24)连通的开口，所述开口处设置有盖板(23)，所述盖板(23)边缘通过多个螺丝(25)与钻头(5)连接。6.根据权利要求5所述的一种钻井自动防斜装置，其特征在于：所述浮块(10)底面固设有螺纹杆(11)，所述螺纹杆(11)上螺纹连接有多个配重块(12)。7.根据权利要求6所述的一种钻井自动防斜装置，其特征在于：所述导向杆(8)下端滑动连接在下导向管(9)内，所述下导向管(9)下端与钻头(5)固接。8.根据权利要求7所述的一种钻井自动防斜装置的防斜方法，其特征在于：包括：钻头(5)在向下钻探的过程中发生倾斜时，以向右侧倾斜为例，上隔板(7)与下隔板(3)之间的水也向右侧倾斜，使右侧水位升高，浮块(10)同步升高，浮块(10)通过导向杆(8)、连接管(21)、支撑板(22)驱动控制器(20)上升，使自复位控制按钮(18)与压板(16)接触被按压，从而使控制器(20)控制报警器启动发出报警声，提醒工作人员钻头发生了倾斜，及时调整钻头的位置。

技术总结
本发明公开了一种钻井自动防斜装置，包括钻头，所述钻头内部设置有空腔，所述空腔中央设置有导向柱，所述导向柱上下两端皆与钻头固接，所述空腔内部设置有上隔板，所述上隔板边缘与钻头固接，所述上隔板下方设置有下隔板，所述下隔板边缘与钻头固接，所述上隔板、下隔板皆固定套设在导向柱上，所述下隔板左右两侧皆设置有防斜机构。当钻头倾斜时，钻头内的水也向一侧倾斜，使倾斜一侧的水位升高，从而带动浮块同步升高，使浮块通过导向杆带动支撑板上移，使压板按压自复位控制按钮，从而使控制器控制报警器启动发出报警声，从而使工作人员知道钻头发生了倾斜，及时调整钻头的位置。及时调整钻头的位置。及时调整钻头的位置。


技术研发人员：李清 刘召友 常军利 刘佳杰 叶强
受保护的技术使用者：李清
技术研发日：2023.07.10
技术公布日：2023/8/28