1.一种适于水平及水平分支钻进的纯机械旋导钻井工具,其特征在于,包括自顶向下依次连接的钻柱、偏重机构和单弯螺杆钻具,偏重机构包括连接轴承、偏重机构外壳和偏重块;钻柱与连接轴承的内部连接,连接轴承的外部与偏重机构外壳的上端固定连接,连接轴承与偏重机构外壳连接处设置有密封圈;偏重机构下端与单弯螺杆钻具的定子固定连接,单弯螺杆钻具下端设有弯角,用于平衡钻具自重所造成的井眼轨迹降斜趋势。
2.根据权利要求1所述的适于水平及水平分支钻进的纯机械旋导钻井工具,其特征在于,所述偏重块的横截面左右对称、呈扇面结构,偏重块与偏重机构外壳采用刚性连接,偏重块与偏重机构外壳始终保持相对静止;
偏重机构中心为管状结构,以保证钻井液流经钻柱、连接轴承、偏重机构和单弯螺杆钻具到达钻头处。
3.根据权利要求1所述的适于水平及水平分支钻进的纯机械旋导钻井工具,其特征在于,所述连接轴承用于传递由钻柱所产生的轴向力,密封圈采用O型密封圈、X型密封圈或U型密封圈。
4.一种基于权利要求1~3任一所述的适于水平及水平分支钻进的纯机械旋导钻井工具的工作方法,其特征在于,偏重机构的纵剖面为重力稳定面α,单弯螺杆钻具与弯角所在面为螺杆工具面β,偏重机构下端与单弯螺杆钻具的定子之间固定连接以保证螺杆工具面与偏重机构重力稳定面的一致性;当处于钻进工作条件下,偏重机构外壳和偏重块保持径向的相对静止,钻柱的旋转带动连接轴承旋转,从而给偏重机构外壳施加正向扭矩;钻井液依次流经钻柱、连接轴承、偏重机构和单弯螺杆钻具,驱动单弯螺杆钻具的转子和钻头旋转,实现钻进,而钻头破岩会给单弯螺杆钻具的定子施加反向扭矩并向上传导至偏重结构外壳;偏重块在自重作用下给偏重机构外壳施加正向扭矩;由于偏重机构外壳与单弯螺杆钻具的定子固定连接,偏重机构外壳被施加的正向扭矩、单弯螺杆钻具的定子被施加的反向扭矩及自重作用下偏重机构外壳被施加的正向扭矩的综合作用下将保持螺杆工具面β稳定。
5.根据权利要求4所述的适于水平及水平分支钻进的纯机械旋导钻井工具的工作方法,其特征在于,在长水平段钻进条件下,螺杆工具面β保持在高边方向,利用单弯螺杆钻具中弯角上弯产生的增斜作用与螺杆自重产生的降斜作用相互平衡,从而始终保持井斜角为
90°。
6.根据权利要求4所述的适于水平及水平分支钻进的纯机械旋导钻井工具的工作方法,其特征在于,在水平分支钻进条件下,将单弯螺杆钻具摆动不同的角度,设重力稳定面α与螺杆工具面β的夹角为θ,当θ小于90°或大于270°时,钻进呈现出分支井的井眼轨迹。