一种用于电驱动定向穿越的导向工具制造技术

一种用于电驱动定向穿越的导向工具，本发明专利技术涉及一种用于电驱动定向穿越的井眼轨迹控制工具，它主要由壳体、公电接头、电接头尾座、接线盒、电缆总成、变径模块和母电接头组成；壳体由上壳体和下壳体组成，上壳体通过凹槽与下壳体连接；电缆总成由电缆出口接头、电缆和电机电源线组成；电缆一端通过接线盒与公电接头连接，电缆另一端通过接线盒与母电接头连接；2根电机电源线分别穿过电缆出口接头与电缆实现对应相位的电连接；变径模块由电机、联轴器、翼块、丝杠和滑块组成，电机通过联轴器与丝杠连接，滑块套在丝杠上，翼块通过T型槽与滑块连接；滑块在丝杠上做直线运动，推动翼块径向伸出。本发明专利技术具有结构简单、操作容易、能实现智能化和自动化的井眼轨迹控制。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电驱动定向穿越的导向工具
本专利技术涉及一种用于电驱动定向穿越的导向工具，用于管道定向穿越领域的扩孔用辅助工具，属于石油天然气钻井装置

技术介绍
在管道定向穿越中，为了解决定向穿越中大管径、长距离、复杂地层等工况时出现的扩孔动力不足、效率低、故障率高等难题，以及为了解决定向穿越中信号传输失真或电缆装卸麻烦、易断裂、故障率高等问题，提出了一种电驱动定向穿越扩孔方法。电驱动定向穿越扩孔方法通过能传输动力及信号的智能钻杆(详细技术说明见专利号：ZL201410612951.4)将地面大功率强电传输到地下，驱动地下电机，地下电机再带动扩孔器进行扩孔；同时，采用载波技术能实现地面和地下信号的双向有线传输。目前，在钻井领域或管道定向穿越领域，通常利用可变弯外壳、可控偏心器、旋转导向工具和变径稳定器等导向工具来实现井眼轨迹的控制。可变弯外壳和可控偏心器通过液压驱动来实现导向钻进。最具有代表性的旋转导向系统有BakerHughes公司的AutoTrakRCLS、Schlumberger公司的PowerDrive、Weatherford公司的RevolutionRSS、Gyrodata公司的WellGuideRSS和Halliburton公司的GeoPilot，其中，AutoTrakRCLS系统、PowerDrive系统、RevolutionRSS系统和WellGuideRSS系统的导向工具都是通过控制液压力来实现导向钻进，Geo-Pilot系统的导向工具通过机械驱动来实现导向钻进。在井下有限的空间内设计整套系统，使得导向机构组件十分复杂，且液压响应速度较慢。变径稳定器有纯机械式、机液式或机电液一体式结构，其中机电液式结构中的电指的是控制信号用弱电。现有的变径稳定器主要基于机械力或液力进行变径操作，操作复杂；其控制信号通常采用泥浆脉冲、电磁波、声波等方式传输，传输速度慢、可靠性低。总的来说，现有的导向工具多因结构复杂、加工难度大、效率低等原因难以满足实际需要。同样，电驱动定向穿越扩孔方法采用现有的旋转导向工具或变径稳定器进行井眼轨迹控制仍难满足施工需要。为了解决电驱动定向穿越扩孔方法井眼轨迹控制问题，本专利技术提出一种电驱动定向穿越的导向工具。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种用于电驱动定向穿越的导向工具，从而提高管道定向穿越的成孔质量、减少施工事故、降低施工成本。本专利技术所采用的技术方案是：本专利技术一种用于电驱动定向穿越的导向工具，主要由壳体、公电接头、电接头尾座、接线盒、电缆总成、变径模块和母电接头组成；壳体由上壳体和下壳体组成，上壳体通过凹槽与下壳体连接；靠近公电接头的电接头尾座通过螺纹与公电接头连接，靠近母电接头的电接头尾座通过螺纹与母电接头连接，电接头尾座和接线盒分别通过螺栓螺母与电缆出口接头连接；电缆总成由电缆出口接头、电缆和电机电源线组成；电缆为三线电缆，电缆一端通过接线盒与公电接头连接，电缆另一端通过接线盒与母电接头连接，电缆出口接头紧密套在电缆端部；2根电机电源线分别穿过电缆出口接头与电缆实现对应相位的电连接；变径模块由电机、联轴器、翼块、丝杠和滑块组成，电机通过联轴器与丝杠连接，滑块套在丝杠上，翼块通过T型槽与滑块连接；滑块在丝杠上做直线运动，推动翼块径向伸出。上壳体靠近公电接头端为连接螺纹，该端壳体内表面铣成一个法兰盘的安装平面，平面上钻有螺纹孔，用于安装法兰盘，上壳体靠近下壳体端壳体内表面加工有凹槽；下壳体靠近母电接头端为连接螺纹，该端壳体内表面铣有一个法兰盘的安装平面，下壳体靠近上壳体端端面加工有凸台，凸台靠近凹槽端用于实现与上壳体的转动扣合，凸台靠近钢珠端内设置有压簧和钢珠；上壳体和下壳体之间安装有密封垫和壳体定位块，壳体定位块上设置有与钢珠大小相匹配的定位孔；上壳体和下壳体上分别钻有一个导向孔，两个导向孔成轴向分布，安装后在圆周方向互相垂直；导向孔的两端安装翼块，翼块密封圈安装在壳体的密封沟槽内。电机通过螺栓与法兰盘连接，法兰盘通过螺钉与壳体连接；电机外壳上焊接4组电机支撑凸台，4组电机支撑凸台沿电机的径向均匀分布。滑块上加工有两个斜面，两个斜面沿轴向成对称分布，滑块上加工有T型槽，用于连接翼块，同时确保滑块沿水平方向运动；在滑块上连接两个翼块，滑块通过螺纹与丝杠连接，丝杠两端分别安装有联轴器和挡板。本专利技术的有益效果是：1、具有结构简单、加工容易、控制过程简单、操作容易、可靠性高的特点；2、能实现智能化和自动化的井眼轨迹控制，能实现实时控制，可有效缓解管道定向穿越中成孔质量低、故障率高、施工效率低、成本高等困境；3、采用载波技术实现地面和地下信号的双向有线传输，提高信号的传输速度和可靠性。附图说明图1是本专利技术一种用于电驱动定向穿越的导向工具的结构示意图；图2是图1的A-A剖面图；图3是图1的B-B剖面图；图4是本专利技术的上壳体外形示意图；图5是本专利技术的下壳体外形示意图；图6是本专利技术的上壳体和下壳体装配外形图。图中：1.上壳体，2.公电接头，3.接线盒，4.电机，5.电机支撑凸台，6.联轴器，7.翼块，8.丝杠，9.密封垫，10.电缆，11.挡板，12.下壳体，13.母电接头，14.电机电源线，15.滑块，16.翼块密封圈，17.法兰盘，18.法兰盘的安装平面，19.电缆出口接头，20.电接头尾座，21.T型槽，22.导向孔，23.导向孔，24.壳体定位块，25.压簧，26.钢珠。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案作具体描述：如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，本专利技术一种用于电驱动定向穿越的导向工具，主要由壳体、公电接头2、电接头尾座20、接线盒3、电缆总成、变径模块和母电接头13组成，壳体由上壳体1和下壳体12组成，上壳体1通过凹槽与下壳体12连接；靠近公电接头2的电接头尾座20通过螺纹与公电接头2连接，靠近母电接头13的电接头尾座20通过螺纹与母电接头13连接，电接头尾座20和接线盒3分别通过螺栓螺母与电缆出口接头19紧密连接；电缆总成由电缆出口接头19、电缆10和电机电源线14组成；电缆10为三线电缆，可传输三相交流电；电缆10一端通过接线盒3与公电接头2连接，电缆10另一端通过接线盒3与母电接头13连接，电缆出口接头19紧密套在电缆10端部；2根电机电源线14分别穿过电缆出口接头19与电缆10实现对应相位的电连接；变径模块由电机4、联轴器6、翼块7、丝杠8和滑块15组成，电机4通过联轴器6与丝杠8连接，滑块15套在丝杠8上，翼块7通过T型槽21与滑块15连接；滑块15在丝杠8上做直线运动，推动翼块7径向伸出。如图1所示，电机4通过螺栓与法兰盘17连接，法兰盘17通过螺钉与壳体连接；电机4外壳上焊接4组电机支撑凸台5，4组电机支撑凸台5沿电机4的径向均匀分布，用于确保电机轴的中心线和壳体的中心线重合，同时用于避免电机4和壳体内壁间的接触。如图1、图2所示，滑块15上加工有两个斜面，两个斜面沿轴向成对称分布，用于与翼块7端部的斜面贴合；滑块15上加工有T型槽21，用于连接翼块7，同时确保滑块15沿水平方向运动，推动翼块7沿导向孔(22，23)径向伸出；在滑块15上连接两个翼块7，滑块15通过螺纹与丝杠8连接，丝杠8两端分别安装有联轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电驱动定向穿越的导向工具，主要由壳体、公电接头(2)、电接头尾座(20)、接线盒(3)、电缆总成、变径模块和母电接头(13)组成，壳体由上壳体(1)和下壳体(12)组成，其特征在于：上壳体(1)通过凹槽与下壳体(12)连接；电接头尾座(20)通过螺纹分别与公电接头(2)和母电接头(13)连接，电接头尾座(20)和接线盒(3)分别通过螺栓螺母与电缆出口接头(19)紧密连接；电缆总成由电缆出口接头(19)、电缆(10)和电机电源线(14)组成；电缆(10)为三线电缆，可传输三相交流电；电缆(10)一端通过接线盒(3)与公电接头(2)连接，电缆(10)另一端通过接线盒(3)与母电接头(13)连接，电缆出口接头(19)紧密套在电缆(10)端部；2根电机电源线(14)分别穿过电缆出口接头(19)与电缆(10)实现对应相位的电连接；变径模块由电机(4)、联轴器(6)、翼块(7)、丝杠(8)和滑块(15)组成，电机(4)通过联轴器(6)与丝杠(8)连接，滑块(15)套在丝杠(8)上，翼块(7)通过T型槽(21)与滑块(15)连接；滑块(15)在丝杠(8)上做直线运动，推动翼块(7)径向伸出。

【技术特征摘要】
1.一种用于电驱动定向穿越的导向工具，主要由壳体、公电接头(2)、电接头尾座(20)、接线盒(3)、电缆总成、变径模块和母电接头(13)组成，壳体由上壳体(1)和下壳体(12)组成，其特征在于：上壳体(1)通过凹槽与下壳体(12)连接；靠近公电接头(2)的电接头尾座(20)通过螺纹与公电接头(2)连接，靠近母电接头(13)的电接头尾座(20)通过螺纹与母电接头(13)连接，电接头尾座(20)和接线盒(3)分别通过螺栓螺母与电缆出口接头(19)紧密连接；电缆总成由电缆出口接头(19)、电缆(10)和电机电源线(14)组成；电缆(10)为三线电缆，可传输三相交流电；电缆(10)一端通过接线盒(3)与公电接头(2)连接，电缆(10)另一端通过接线盒(3)与母电接头(13)连接，电缆出口接头(19)紧密套在电缆(10)端部；2根电机电源线(14)分别穿过电缆出口接头(19)与电缆(10)实现对应相位的电连接；变径模块由电机(4)、联轴器(6)、翼块(7)、丝杠(8)和滑块(15)组成，电机(4)通过联轴器(6)与丝杠(8)连接，滑块(15)套在丝杠(8)上，翼块(7)通过T型槽(21)与滑块(15)连接；滑块(15)在丝杠(8)上做直线运动，推动翼块(7)径向伸出。2.根据权利要求1所述的一种用于电驱动定向穿越的导向工具，其特征在于：滑块(15)上加工有两个斜面，两个斜面沿轴向成对...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖仕红，张伏娟，梁政，张辉耀，刘建生，朱琴琴，沈亚坤，沙喆，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51