双重 管 相关申请 本 申请要求专利申请号为 202110814021.7、 申请日为 2021.07.19、 发明名称为“双 重管” 的中国发明专利的优先权； 本申请要求专利申请号为 202121638377.1、 申请日为 2021.07.19、 发明名称为 “双重管” 的中国实用新型专利的优先权 技术领域 本发 明涉及钻探技术和油气开采技术领域， 尤其是一种一种双重管。 背景技术 对地下物质资源和空 间资源进行勘探、 开发需要大量应用钻井技术。 现有的导向钻 井技术主要有井下马达导向钻井技术和旋转导 向钻井技术。上述技术可达到的最大造斜 率一般不超过 15° /30米。 针对浅部地层、 软地层以及易破碎地层， 目前尚无有效手段 进行水平井、 定向井或分支井开发。 本发明针对浅部地层、 泥土层、 软地层以及易破碎 地层容易坍塌的问题提出采用带有 导向装置的双重柔性管实现高曲率的可控轨迹 钻井 或者通过高曲率井段实现其延申井段的钻探。 其好处在于， 在钻探过程中以铰接形成的 柔性外管作为保护和支撑井壁的护管，柔性内 管柱与铰接形成的柔性外管柱形成钻井液 流通的循环通道， 实现了钻井液的循环， 避免了钻井液直接冲刷地层； 避免坍塌物体直 接堵塞井孔； 当出现地层坍塌时可以直接通过内柔性管抽出 承载本体及钻头， 将外柔性 管留在地层达到套管或导管或桩基的效果。 发明内容 本发 明的目的是提供一种能够实现具有一定井眼延 伸长度的导向钻井的双重管。 本发 明的上述目的可采用下列技术方案来实现： 本发 明提供了一种双重管， 其包括： 内管柱， 其下端连接有导向装置， 所述导向装置的下端连接有钻头， 所述导向装置 能够驱动所述钻头偏转预设角度，所述内管柱 的内部设有用于钻井循环介质流通的贯通 流道； 柔性外管柱 ， 其套设于所述内管柱的外部， 且所述柔性外管柱与所述内管柱之间形 成有用于所述钻井循环介质流通的环形空间， 所述导向装置的上部或所述内管柱的下部 与所述柔性外管柱的下部对应位置相铰接。 本发 明的特点及优点是： 本发 明的双重管， 通过设置导向装置， 使得在旋转的条件下， 能够通过导向装置驱 动钻头按预设方向偏转预设角度， 以改变井眼轨迹， 从而实现短半径造斜； 通过设置柔 性外管柱，使得在旋转的条件下，能够很好的 向导向装置传递用于驱动钻头旋转的扭矩， 从而实现具有一定井眼延伸长度的导向钻井。 附图说明 以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解 释， 并不限定本发明的范围。 其中: 图 1是本发明的双重管的一种结构示意图； 图 2是本发明的双重管的另一种结构示意图； 图 3是本发明的双重管的又一种结构示意图； 图 4是本发明的双重管的又一种结构示意图； 图 5是本发明的双重管的安装结构图； 图 6是图 4中 A处的局部放大图。 附图标号说明：

1、 内管柱； 11、 贯通流道； 111、 承压软管； 112、 刚性管柱；

2、 导向装置； 21、 套筒； 22、 承载本体； 23、 传动轴；

24、 第一铰接结构； 25、 驱动液压缸；

26、 偏心环； 27、 电驱动执行器；

28、 第二铰接结构； 291、 第一扶正结构； 292、 第二扶正结构；

3、 钻头； 4、 柔性外管柱； 41、 外连接短节； 42、 外铰接结构；

5、 环形空间； 51、 扶正轴承； 52、 液压系统； 53、 电能传递装置；

6、 悬挂装置； 7、 扶正装置； 71、 扶正轴承； 72、 滚轮扶正器；

9、 跨接线； 99、 动力机构。 具体实施方式 为 了对本发明的技术特征、 目的和效果有更加清楚的理解， 现对照附图说明本发明 的具体实施方式。 在本发明的描述中， 除非另有说明， “多个” 的含义是两个或两个以 上。 为 了对本发明的技术方案、 目的和效果有更清楚的理解， 现结合附图说明本发明的 具体实施方式。 其中， 形容词性或副词性修饰语 “上”和 “下”、 “内”和 “外” 的使用 仅是为了便于多组术语之间的相对参考，且并 非描述对经修饰术语的任何特定的方向限 制。 另外， 术语“第一”、 “第二”等仅用于描述目的， 而不能理解为指示或暗示相对重 要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量， 由此， 限定有 “第 “第二”等的特征 可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特 征 。 在本发明的描述中， 除非另有说明， “多个” 的含义是两个或两个以上。 方案一 如 图 1、 图 2和图 3所示， 本发明提供了一种双重管， 其包括内管柱 1和柔性外管 柱 4， 其中： 内管柱 1 的下端连接有导向装置 2, 导向装置 2的下端连接有钻头 3, 导向装置 2 能够驱动钻头 3偏转预设角度， 即导向装置 2能够驱动钻头 3以预设的方向偏转预设的 角度， 从而改变井眼轨迹， 以实现短造斜率； 内管柱 1的内部设有用于钻井循环介质流 通的贯通流道 11， 钻井循环介质能通过贯通流道 11流向钻头 3， 以携带钻头 3处的岩 斜通过内外管柱之间的环空返出，其中，钻头 3的具体结构及其工作原理均为现有技术， 在此不再赘述； 柔性外管柱 4套设于内管柱 1的外部，且柔性外管柱 4与内管柱 1之间形成有用于 钻井循环介质流通的环形空间， 钻井循环介质能从环形空间返回井口， 导向装置 2的上 部或内管柱 1的下部与柔性外管柱 4的下部对应位置相铰接，使得柔性外管柱 4既能将 钻压扭矩传递给导向装置 2, 又能够对内管柱 1起到保护作用。 本发 明的双重管， 通过设置导向装置 2, 使得在旋转的条件下， 能够通过导向装置 2驱动钻头 3按预设方向偏转预设角度， 以改变井眼轨迹， 从而实现短半径造斜； 通过 设置柔性外管柱 4, 使得在旋转的条件下， 能够很好的向导向装置 2传递用于驱动钻头 3旋转的扭矩， 从而实现具有一定井眼延伸长度的导向钻井。 进一步 ， 如图 1、 图 2和图 3所示， 柔性外管柱 4包括多个由上至下依次铰接的外 连接短节 41，相邻的两外连接短节 41之间通过外铰接结构 42相接，位于最下方的外连 接短节 41与导向装置 2的上端相接， 即柔性外管柱 4呈铰链式结构， 由于柔性外管柱 4 直径较大， 为了满足造斜的要求， 采用铰接的方式能最大限度的增加柔性外管柱 4的柔 性， 其中， 外铰接结构 42可以是现有技术中的万向节与套筒 21的配合结构， 也可以是 现有技术中的球座和球头的配合结构， 在此不再赘述。 当然， 柔性外管柱 4也可以是割缝管， 并且， 为确保环形空间的密封性， 在割缝管 的割缝中填充有密封材料。 进一步 ， 内管柱 1为承压软管 111或者刚性管柱 112， 在使用时， 可以根据钻设的 井的轨迹， 选用承压软管 111或者刚性管柱 112作为内管柱 1。 进一步 ， 如图 1、 图 2和图 3所示， 柔性外管柱 4与内管柱 1之间设有多个间隔设 置的扶正装置 7, 扶正装置 7能够保持内管柱 1和柔性外管柱 4之间始终形成有环形空 间， 以确保循环介质可以从内管柱 1内部流向钻头 3， 再从内管柱 1和柔性外管柱 4之 间的环形空间返回井口。 进一步 ，每一外连接短节 41与内管柱 1之间均设有扶正装置 7, 以避免各个外连接 短节 41之间产生屈曲或扭曲， 妨碍钻压扭矩传递， 从而使得钻压扭矩能够顺利传递。 再进一步 ， 如图 1和图 2所示， 扶正装置 7为扶正轴承 71或者滚轮扶正器 72, 具 体的， 扶正轴承 71和滚轮扶正器 72均能使内管柱 1可以相对柔性外管柱 4旋转， 以在 插入泥或其他流变性地层的过程中， 传递钻井动力， 较佳的， 滚轮扶正器 72还能起到 支撑作用。 进一步 ， 如图 2所示， 内管柱 1与柔性外管柱 4之间连接有悬挂装置 6, 且悬挂装 置 6位于内管柱 1的上部， 具体的， 当内管柱 1为刚性管柱 112时， 悬挂装置 6包括止 推轴承和扶正轴承 71，或者同时具有扶正和止推功能的复合轴承� ��使内管柱 1和柔性外 管柱 4不发生轴向错动， 同时可以不阻碍内管柱 1在柔性外管柱 4内部转动。 进一步 ，如图 1、图 2和图 3所示，导向装置 2通过跨接线 9与井口控制端点连接， 井口的控制端可以向导向装置 2下达控制指令， 此外， 井口的控制端还可以向导向装置 2输送 电力， 以避免井下发电带来的额外成本以及断电风险 ； 在图 1、 图 2和图 4所示 的施例中， 跨接线 9通过电能传递装置 53将电能和 /或控制信号传递给液压系统 52, 以 实现导向控制。 进一步 ，如图 1、图 2和图 3所示，导向装置 2包括由内至外依次套设的传动轴 23、 承载本体 22和套筒 21， 套筒 21的上端与柔性外管柱 4的下端铰接， 承载本体 22的上 端与内管柱 1的下端连接， 传动轴 23的下端与钻头 3相接， 传动轴 23与承载本体 22 之间设置有环形活动空间， 环形活动空间内设有偏转机构， 偏转机构能驱动传动轴 23 与承载本体 22相对运动，以驱动钻头 3按预设方向偏转预设角度，从而改变井眼轨� �， 进而实现短半径造斜。 在本发 明的一种实施方式中， 如图 1和图 2所示， 套筒 21的上部与传动轴 23或承 载本体 22之间通过第一铰接结构 24相接， 偏转机构包括至少三组沿承载本体 22的下 部周向间隔设置的驱动液压缸 25,较佳的，各驱动液压缸 25沿承载本体 22的周向均匀 排布， 驱动液压缸 25包括设置于承载本体 22的外壁中的活塞结构容置腔和设置于活塞 结构容置腔内的驱动活塞结构， 驱动活塞结构能推动传动轴 23和承载本体 22相对套筒 发生转动， 使承载本体 22的下端的钻头 3侧向切削对称方位的地层。 在本发 明的另一种实施方式中， 如图 4、 图 5和 6所示， 套筒 21的下部与传动轴 23或承载本体 22之间通过第一铰接结构 24相接， 驱动活塞结构能推动传动轴 23和承 载本体 22相对套筒发生偏转，此时承载本体和传动轴� ��第一铰接结构 24为支点撬动钻 头侧向切削对应方位的地层。 需要说明的是，传动轴 23和承载本体 22之间为依靠扶正轴承连接的两个独立组块; 或者， 承载本体 22本身起到传动轴的作用， 带动钻头旋转以进行切削地层， 即该实施 例中，可以省去单独的传动轴 23。此外，钻头包括用于切削破碎软地层的水� ��喷射钻头。 在本发 明的另一种实施方式中， 如图 3所示偏转机构包括偏心环 26和电驱动执行 器 27, 电驱动执行器 27设置于承载本体 22上，偏心环 26设置于传动轴 23与承载本体 22之间， 传动轴 23的下部与承载本体 22之间通过第二铰接结构 28相接， 电驱动执行 器 27能驱动偏心环 26转动， 偏心环 26的转动能驱动传动轴 23和承载本体 22相对运 动， 具体的， 电器执行器为驱动电机， 驱动电机能驱动偏心环 26转动， 偏心环 26的转 动能驱动传动轴 23以第二铰接结构 28为中心摆动和 /或绕承载本体 22的轴线转动； 承 载本体 22的上部与套筒 21之间设有第一扶正结构 291， 承载本体 22的下部与套筒 21 之间设有第二扶正结构 292， 第二铰接结构 28位于第一扶正结构 291与第二扶正结构 292之间， 第一扶正结构 291和第二扶正结构 292能够保证可控柔性钻压扭矩传递管柱 与井眼始终保持同轴。 需要说明的是，上述偏转机构的具体工作原理 均为现有技术，在此不再赘述，当然， 偏转机构也可以采用其他能够驱动钻头按预设 方向偏转预设角度的任何现有结构。 综上所述 ， 本发明的双重管， 通过设置导向装置， 使得在旋转的条件下， 能够通过 导向装置驱动钻头按预设方向偏转预设角度， 以改变井眼轨迹， 从而实现短半径造斜; 通过设置柔性外管柱， 使得在旋转的条件下， 能够很好的向导向装置传递用于驱动钻头 旋转的扭矩， 从而实现具有一定井眼延伸长度的导向钻井。 方案二 如 图 1-图 4和图 6所示， 本发明提供了一种双重管， 该双重管包括： 内管柱 1， 其 下端连接有导向装置 2, 导向装置 2的下端连接有钻头 3, 导向装置 2能够驱动钻头 3 偏转预设角度，内管柱 1的内部设有用于钻井循环介质流通的贯通流� �;柔性外管柱 4, 其套设于内管柱 1的外部，且柔性外管柱 4与内管柱 1之间形成有用于钻井循环介质流 通的环形空间。 在本发 明条件下， 当采用正循环方式钻井时， 钻井循环介质可以流经内管柱 1内部 的贯通流道， 流经承载本体或传动轴， 继而流经钻头将井底的岩土碎肩带离井底， 再流 经承载本体与套筒间的环形空间，再继续流经 柔性外管柱 4与内管柱 1之间形成的环形 空间返回井口。 或者， 在本发明条件下， 当采用反循环钻井方式钻井时， 钻井循环介质 可以通过柔性外管柱 4与内管柱 1之间形成的环形空间，流至套筒与承载本体� �的环形 空间， 继而流经钻头将井底的岩土碎肩带离井底， 返回的钻井循环介质分别经过承载本 体或传动轴内的贯通流道流至内管柱， 并经内管柱返回井口。 上述两种钻井循环介质的 循环方式可以大幅度的避免钻井液对土体的冲 刷。 如 图 4和图 6所示， 内管柱 1和柔性外管柱 4之间始终形成有环形空间 5， 以确保 循环介质可以从内管柱 1内部流向钻头 3， 再从内管柱 1和柔性外管柱 4之间的环形空 间 5返回井口， 或者， 循环介质可以从内管柱 1和柔性外管柱 4之间的环形空间 5流向 钻头 3, 再从内管柱 1内部返回井口。 上面 已经描述了通过导向装置 2驱动钻头 3按预设方向偏转预设角度， 以改变井眼 轨迹的技术方案。 具体地， 钻头 3偏转时， 钻头 3侧向切削井孔侧壁时， 则井眼轨迹会 向该侧偏转， 实现改变井眼轨迹。 导 向装置 2驱动钻头 3偏转预设角度， 使井眼轨迹发生偏转， 由于柔性外管柱 4具 有柔性， 随着井眼轨迹发生偏转， 柔性外管柱 4也会随着偏转。 导向装置 2可以固接于 柔性外管柱 4的下端， 导向装置 2随着柔性外管柱 4一起发生偏转。 为 了便于该双重管改变轨迹， 使得偏转更加灵活， 在一实施方式中， 导向装置 2可 以与柔性外管柱 4之间采用铰接的方式连接， 具体地， 导向装置 2与柔性外管柱 4之间 通过外铰接结构 42实现铰接。在另一实施方式中，导向装置 2连接于内管柱 1的下端， 导向装置 2连接于内管柱 1的下端， 井眼轨迹偏转时， 导向装置 2可以相对于柔性外管 柱 4发生偏转。 在一实施方式 中， 导向装置包括承载本体和套筒， 套筒的上端与柔性外管柱的下部 铰接， 承载本体的上端与内管柱的下端连接， 钻头连接于承载本体下端。 通过套管 21 与柔性外管柱 4铰接， 来实现导向装置 2与柔性外管柱 4铰接。 进一步地 ， 承载本体 22可相对于套筒 21偏转， 从而带动钻头 3进行偏转。 进一步地 ， 如图 1和图 2所示， 导向装置 2还包括传动轴 23套筒 21的上端与柔性 外管柱 4的下端铰接， 传动轴 23的上端与内管柱 1的下端连接， 传动轴 23的下端与钻 头 3相接。 承载本体 22与传动轴 23通过扶正轴承 51可旋转的连接， 传动轴 23能以自 身轴线为轴心作自转运动。 该实施例中， 钻头 3通过传动轴 23来与承载本体 22连接。 如 图 3所示， 传动轴 23能够相对于套筒 21发生偏转， 钻头 3连接于传动轴 23的 下端， 从而带动钻头 3发生偏转， 实现导向装置 2驱动钻头 3偏转预设角度。 如 图 1和图 2所示， 套筒 21与承载本体 22之间通过第一铰接结构 24相接， 第一 铰接结构 24设置于套筒 21的上部。第一铰接结构 24不限于设置于套筒 21的上部， 还 可以设置于套筒 21的中部或下部，第一铰接结构 24作为承载本体 22相对于套筒 21转 动的支点。 上面 已经介绍了套筒 21与承载本体 22之间通过第一铰接结构 24相接的结构， 套 筒 21与承载本体 22之间不限于采用第一铰接结构 24连接， 套筒 21与承载本体 22之 间还可以采用其它能实现承载本体 22与套筒 21之间可偏转连接的结构。 承载本体 22 连接于内管柱 1， 作为另一种实施方式， 可转动地连接结构也可以设置于内管柱 1与套 筒 21之间， 即内管柱 1与套筒 21之间可转动地连接， 承载本体 22带动内管柱 1一起 相对套筒 21偏转； 或者， 如图 4和图 6所示， 套筒 21与传动轴 23之间通过第一铰接 结构 24相接。 如 图 3所示， 上面已经介绍了传动轴 23与承载本体 22之间通过第二铰接结构 28 相接的结构。 传动轴 23与承载本体 22之间不限于采用第二铰接结构 28连接， 传动轴 23与承载本体 22之间还可以采用其它实现可转动地连接的结� ��， 该可转动地连接的结 构作为传动轴 23相对于承载本体 22转动的支点。 如 图 3所示， 承载本体 22的上部与套筒 21之间设有第一扶正结构 291， 承载本体

22的下部与套筒 21之间设有第二扶正结构 292。 传动轴 23连接有偏转机构， 偏转机构能驱动传动轴 23相对于套筒 21相对偏转。 具体地，偏转机构驱动传动轴 23与承载本体 22 —起，相对于套筒 21发生偏转； 或者， 偏转机构驱动传动轴 23相对于承载本体 22发生偏转，承载本体 22与套筒 21之间未发 生偏转运动， 从而实现传动轴 23相对于套筒 21相对偏转。 承载本体上设置有至少一组驱动液压缸， 驱动液压缸包括设置于承载本体的外壁中 的活塞结构容置腔和设置于活塞结构容置腔内 的驱动活塞结构； 驱动活塞结构能推动承 载本体相对套筒偏转运动。 进一步地 ， 如图 1和图 2所示， 偏转机构包括至少三组沿承载本体 22周向间隔设 置的驱动液压缸 25, 较佳的， 各驱动液压缸 25沿承载本体 22的周向均匀排布， 驱动活 塞结构能推动承载本体 22相对于套筒 21相对运动， 使承载本体 22的下端的钻头 3侧 向切削对称方位的地层。 进一步地 ， 第一铰接结构设置于驱动液压缸下方， 或者， 驱动液压缸设置于第一铰 接结构下方。 承载本体 的上还设置有液压系统 52, 液压系统 52用于调节驱动液压缸内部的液压 力， 用于抵靠套筒。 如 图 3所示，偏转机构包括偏心环 26和电驱动执行器 27, 电驱动执行器 27设置于 承载本体 22上， 偏心环 26设置于传动轴 23与承载本体 22之间， 电驱动执行器 27能 驱动偏心环 26转动， 偏心环 26的转动能驱动传动轴 23和承载本体 22相对运动， 具体 的， 电器执行器为驱动电机， 驱动电机能驱动偏心环 26转动， 偏心环 26的转动能驱动 传动轴 23以第二铰接结构 28为中心摆动和 /或绕承载本体 22的轴线转动。 上面 已经对偏转机构与传动轴 23及承载本体 22连接结构作了介绍，在此不再赘述。 偏转机构可以采用现有技术中的结构。 如 图 5所示， 井口设置有动力机构 99， 动力机构 99与内管柱 1和 /或柔性外管柱 4 连接， 以通过内管柱 1和 /或柔性外管柱 4提供钻头 3旋转破岩所需的扭矩。动力机构为 顶驱装置、 螺杆马达、 转盘装置或其他具有同等功能的旋转驱动装置 。 柔性外管柱与 内管柱之间设有多个间隔设置的扶正装置； 扶正装置固定连接于柔性 外管柱外侧， 且扶正装置设有可供钻井循环介质流通的孔道 。 扶正装置可以为扶正轴承 或者滚轮扶正器。 柔性外管柱包括多个 由上至下依次铰接的外连接短节，相邻的两外 连接短节之间通 过外铰接结构相接， 位于最下方的外连接短节与导向装置相接。 进一步地， 每一外连接 短节与内管柱之间均设有扶正装置。 内管柱为承压软管、 复合材料管柱或者弹性金属管柱。 内管柱可以包含多节相互连 接的短节。 内管柱与柔性外管柱之间连接有悬挂装置， 且悬挂装置位于内管柱的上部。 悬挂装置还设有可供钻井循环介质流通的孔道 。 方案一 中已经对跨接线等结构作了说明， 在此不再赘述。 以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式， 并非用以限定本发明的范围。 任何本 领域的技术人员， 在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的 等同变化与修改， 均应 属于本发明保护的范围。