一种工具面定位装置制造方法及图纸

本发明专利技术特提供一种工具面定位装置，用以解决采用弯螺杆定向钻井过程中工具面受反扭矩动态变化而跑偏的问题，其结构包括上接头、上筒体、节流嘴、复位套、锁定筒、上芯轴、钢球、弹簧、螺钉、中筒体、隔离活塞、中芯轴、一级主弹簧、一级弹簧座、一级浮动活塞、一级定位套、下筒体、下芯轴、二级主弹簧、二级弹簧座、二级浮动活塞、二级定位套、下接头、扶正壳体、短节、转换接头、主轴销、定位块、柱塞、销轴。定位块通过液压方式驱动，实现打开与收回，过程中扶正力稳定。一种工具面定位装置结构简单、可靠，可在较低成本下实现准确定位的目的。

Tool surface positioning device

The present invention provides a tool face positioning device, in order to solve the surface by the anti torque dynamic change and deviation of the problem using the tool process screw in directional drilling, the structure comprises an upper joint, upper cylinder, throttle nozzle, reset cylinder, locking sleeve, a core shaft, a steel ball, a spring, screw, barrel the isolation body, piston, a core shaft, a main spring, a spring seat, a floating piston, a positioning sleeve, cylinder body, core shaft, two main spring, spring seat, grade two and grade two grade two floating piston positioning sleeve and a lower joint, centralizer casing, short adapter, spindle, pin, piston pin, and a positioning block. The positioning block is driven by hydraulic means to realize the opening and retraction, and the righting force is stable in the process. The utility model relates to a tool surface positioning device, which is simple and reliable in structure and can realize accurate positioning under lower cost.

【技术实现步骤摘要】
一种工具面定位装置
本专利技术涉及一种用于定向钻井的工具面定位装置。技术背景随着石油工业的发展，油气藏开发越来越多是采用定向井、大位移井、水平井技术来完成的，采用旋转导向技术打定向井已经得到很好的应用，但这方面技术国内外差距很大，国内总体上显得相对落后。而采用弯螺杆定向成本低廉。采用弯螺杆定向过程中，定向是否准确，取决于对工具面控制准确度，由于钻井过程中，工具面会受到反扭矩的动态变化而跑偏，这会使得定向准确度下降。本专利技术一种工具面定位装置可以大大减小由于反扭矩的变化造成工具面跑偏的问题，可以在较低的成本下实现准确定向的目的。
技术实现思路
本专利技术特提供一种工具面定位装置，以解决采用弯螺杆定向钻井过程中工具面受反扭矩动态变化而跑偏的问题，实现准确定向。本专利技术特提供一种工具面定位装置，包括上接头、上筒体、节流嘴、复位套、锁定筒、上芯轴、钢球、弹簧、螺钉、中筒体、隔离活塞、中芯轴、一级主弹簧、一级弹簧座、一级浮动活塞、一级定位套、下筒体、下芯轴、二级主弹簧、二级弹簧座、二级浮动活塞、二级定位套、下接头、扶正壳体、短节、转换接头、主轴销、定位块、柱塞、销轴；其结构特征是：所述上接头下部与所述上筒体采用丝扣连接，所述上接头上部与钻井管柱采用丝扣连接；所述复位套外壁与所述上筒体内腔采用间隙配合。进一步，所述复位套外表面设置有密封圈凹槽，所述密封圈凹槽内安装密封圈，所述复位套上端设有孔，节流嘴安装在所述复位套上端孔中，所述节流嘴与所述复位套上端孔采用过盈配合，所述复位套内表面设置有密封圈凹槽，所述密封圈凹槽内安装密封圈，所述复位套下部内表面设置复位套环形槽，所述复位套下端面安装弹簧，安装好后弹簧处于压缩状态。进一步，所述锁定筒外壁与所述复位套内腔采用间隙配合，所述锁定筒中部设置6个球孔，所述球孔周向均布，安装时将所述钢球置于所述球孔中，所述锁定筒下部开设锁定筒连通孔，所述锁定筒连通孔连通所述锁定筒下部环形腔与所述弹簧腔。进一步，所述中筒体上端与所述锁定筒下端采用过渡配合，所述中筒体上端与所述锁定筒下端采用螺钉连接，所述螺钉在周向均布，所述中筒体上端与所述上筒体下端采用丝扣连接。进一步，所述上芯轴上端外表面设置密封圈凹槽，所述密封圈凹槽中安装密封圈，所述上芯轴上端外表面设置上芯轴环形槽，所述上芯轴与所述中筒体形成的环形腔中安装所述隔离活塞，所述隔离活塞内表面与所述上芯轴间隙配合，所述隔离活塞外表面与所述中筒体间隙配合，所述隔离活塞内外表面均设置密封圈凹槽，并在所述密封圈凹槽中安装密封圈，所述上芯轴下部开设上芯轴连通孔，所述上芯轴连通孔连通所述上芯轴内腔与所述中筒体内腔，所述上芯轴下端与中筒体下部内腔采用间隙配合，所述上芯轴下端外表面开密封圈凹槽，并在所述密封圈凹槽中安装密封圈；所述中芯轴上端与所述上芯轴下端采用丝扣连接。进一步，所述上芯轴下端面安装所述一级主弹簧，所述一级主弹簧处于压缩状态，所述一级主弹簧下端通过所述一级主弹簧座定位，所述一级主弹簧所在腔体填充油液，所述一级主弹簧内表面与所述中芯轴采用间隙配合，所述一级弹簧座内表面设置密封圈凹槽，并在所述密封圈凹槽内安装密封圈，所述一级弹簧座外表面设置一级弹簧座凹槽，所述一级弹簧座凹槽连通所述一级主弹簧所在腔体与所述浮动活塞上腔体。进一步，所述一级浮动活塞内表面与所述一级主弹簧座采用间隙配合，所述一级浮动活塞外表面与所述中筒体采用间隙配合，所述一级浮动活塞内外表面均设置密封圈凹槽，所述密封圈凹槽内安装密封圈。进一步，所述中筒体下部设有中筒体连通孔，所述中筒体连通孔连通所述一级浮动活塞下部腔体与外部环空。采用上述进一步技术方案的有益效果是：利用所述连通孔平衡所述一级浮动活塞下部腔体与外部环空的液压，以实现一级主弹簧所在腔体与外部环空液压相等。进一步，所述下筒体上端与所述中筒体下端采用丝扣连接，所述下筒体上端面与所述一级定位套下端面相接触，所述一级定位套与所述一级弹簧座采用间隙配合，所述下筒体上端内腔与所述中芯轴采用间隙配合，所述下筒体上端内表面设置密封圈凹槽，所述密封圈凹槽中安装密封圈，所述下筒体内腔与所述中芯轴下部采用间隙配合，所述中芯轴下部外表面设置密封圈凹槽，所述密封圈凹槽中安装密封圈，所述下筒体上端与所述中芯轴下端形成环形腔体，所述腔体通过所述中芯轴下端所开中芯轴连通孔与所述中芯轴内腔相连通。进一步，所述下芯轴上端与所述中芯轴下端采用丝扣连接，所述二级主弹簧、二级主弹簧座、二级浮动活塞、二级定位套的结构及安装方式均与所述一级主弹簧、一级主弹簧座、一级浮动活塞、一级定位套相同。进一步，所述二级浮动活塞上腔与所述二级主弹簧所在腔体相通并填充油液，所述下筒体下部设有下筒体连通孔，所述下筒体连通孔连通所述二级浮动活塞下部腔体与外部环空。采用上述进一步技术方案的有益效果是：利用所述连通孔平衡所述二级浮动活塞下部腔体与外部环空的液压，以实现二级主弹簧所在腔体与外部环空液压相等。进一步，所述下接头与所述下筒体采用丝扣连接，所述下接头与所述下芯轴采用间隙配合，所述下接头内表面设置密封圈凹槽，所述密封圈凹槽中安装密封圈，所述下芯轴下部设置台阶，所述下芯轴下部外表面与所述下接头内腔形成环形腔，所述环形腔内填充油液。进一步，所述扶正壳体与所述下接头采用丝扣连接，所述扶正壳体内表面设置密封圈凹槽，所述密封圈凹槽中安装密封圈，所述扶正壳体纵向设置三个柱塞孔，所述柱塞孔中安装柱塞，所述柱塞孔通过轴向油道相连通，同时连通所述下芯轴下部与所述下接头内腔形成的环形腔相连通，所述柱塞孔轴向均布。进一步，所述定位块一侧设置销轴孔，所述销轴孔与所述销轴采用间隙配合，所述定位块另一侧设置腰形孔，所述腰形孔与所述柱塞的连通孔通过所述销轴连接，所述主销轴的上下端置于所述扶正壳体上均布的销轴孔内，所述短节上端面设置三个销轴孔，所述销轴孔周向均布，所述销轴孔与所述主销轴下端配合。进一步，所述转换接头与所述扶正壳体采用丝扣连接。本专利技术的有益效果是：(1)减小由于反扭矩的变化造成工具面跑偏的问题，可以在较低的成本下实现准确定向的目的；(2)该装置采用两级弹簧，所产生的操作力更大，更稳定；(3)该定位装置，三个定位块运动同步，定位时扶正力稳定；(4)该定位装置采用液压驱动方式，井下控制简单可靠。附图说明图1是本专利技术一种工具面定位装置撑开状态的结构示意图；图2是图1中A-A截面剖视图；图3是图1中B-B截面剖视图；图4是图1中C-C截面剖视图；图5是图1中D-D截面剖视图；图6是图1中E-E截面剖视图；图7是图1中F-F截面剖视图；图8是本专利技术一种工具面定位装置收回状态的结构示意图；图9是图8中G-G截面剖视图；图10是图8中H-H截面剖视图；图11是图7中K-K旋转剖视图；图12是图11中Ⅰ处的放大图；图13是图11中M-M截面剖视图；图14是图11中N-N截面剖视图；图15是图7中Ⅱ处的放大图；图中：1.上接头、2.上筒体、3.节流嘴、4.复位套、4a.复位套环形槽、5.锁定筒、5a.球孔、5b.锁定筒连通孔、6.上芯轴、6a.上芯轴环形槽、6b.上芯轴连通孔、7.钢球、8.弹簧、9.螺钉、10.中筒体、10a.中筒体连通孔、11.隔离活塞、12.中芯轴、12a.中芯轴连通孔、13.一级主弹簧、14.一级本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工具面定位装置，包括上接头(1)、上筒体(2)、节流嘴(3)、复位套(4)、锁定筒(5)、上芯轴(6)、钢球(7)、弹簧(8)、螺钉(9)、中筒体(10)、隔离活塞(11)、中芯轴(12)、一级主弹簧(13)、一级弹簧座(14)、一级浮动活塞(15)、一级定位套(16)、下筒体(17)、下芯轴(18)、二级主弹簧(19)、二级弹簧座(20)、二级浮动活塞(21)、二级定位套(22)、下接头(23)、扶正壳体(24)、短节(25)、转换接头(26)、主销轴(27)、定位块(28)、柱塞(29)、销轴(30)。

【技术特征摘要】
1.一种工具面定位装置，包括上接头(1)、上筒体(2)、节流嘴(3)、复位套(4)、锁定筒(5)、上芯轴(6)、钢球(7)、弹簧(8)、螺钉(9)、中筒体(10)、隔离活塞(11)、中芯轴(12)、一级主弹簧(13)、一级弹簧座(14)、一级浮动活塞(15)、一级定位套(16)、下筒体(17)、下芯轴(18)、二级主弹簧(19)、二级弹簧座(20)、二级浮动活塞(21)、二级定位套(22)、下接头(23)、扶正壳体(24)、短节(25)、转换接头(26)、主销轴(27)、定位块(28)、柱塞(29)、销轴(30)。2.根据权利要求1所述的一种工具面定位装置，其特征在于，所述上接头(1)下部与所述上筒体(2)采用丝扣连接，所述上接头(1)上部与钻井管柱采用丝扣连接；所述复位套(4)外壁与所述上筒体(2)内腔采用间隙配合，所述复位套(4)外表面设置有密封圈凹槽，所述密封圈凹槽内安装密封圈，所述复位套(4)上端设置有孔，所述节流嘴(3)安装在所述复位套(4)上端孔中，所述节流嘴(3)与所述复位套(4)上端孔采用过盈配合，所述复位套(4)内表面设置密封圈凹槽，所述密封圈凹槽内安装密封圈，所述复位套(4)下部内表面设置复位套环形凹槽(4a)，所述复位套(4)下端面安装弹簧(8)，安装好后弹簧(8)处于压缩状态；所述锁定筒(5)外壁与所述复位套(4)内腔采用间隙配合；所述中筒体(10)上端与所述锁定筒(5)下端采用过渡配合，所述中筒体(10)上端与所述锁定筒(5)下端采用螺钉(9)连接，所述螺钉(9)在周向均布，所述中筒体(10)上端与所述上筒体(2)下端采用丝扣连接；所述上芯轴(6)上端外表面设置密封圈凹槽，所述密封圈凹槽中安装密封圈，所述上芯轴(6)上端外表面设置上芯轴环形槽(6a)，所述上芯轴环形槽(6a)轴向宽度大于所述钢球(7)直径，所述上芯轴(6)与所述中筒体(10)形成的环形腔中安装所述隔离活塞(11)，所述隔离活塞(11)内表面与所述上芯轴(6)间隙配合，所述隔离活塞(11)外表面与所述中筒体(10)间隙配合，所述隔离活塞(11)内外表面均设置密封圈槽，所述密封圈槽中安装密封圈，所述上芯轴(6)下端与所述中筒体(10)下部内腔采用间隙配合，所述上芯轴(6)下端外表面开密封圈凹槽，所述密封圈凹槽中安装密封圈；所述中芯轴(12)上端与所述上芯轴(6)下端采用丝扣连接；所述上芯轴(6)下端面安装所述一级主弹簧(13)，所述一级主弹簧(13)处于压缩状态，所述一级主弹簧(13)下端通过所述一级主弹簧座(14)定位，所述一级主弹簧(13)所在腔体填充油液，所述一级主弹簧(13)内表面与所述中芯轴(12)采用间隙配合，所述一级主弹簧座(14)内表面设置密封圈凹槽，所述密封圈凹槽内安装密封圈；所述一级浮动活塞(15)内表面与一级主弹簧座(14)采用间隙配合，所述一级浮动活塞(15)外表面与中筒体(10)采用间隙配合，所述一级浮动活塞(15)内外表面均设置密封圈凹槽，所述密封圈凹槽内安装密封圈；所述下筒体(17)上端与所述中筒体(10)下端采用丝扣连接，所述下筒体(17)上端面与所述一级定位套(16)下端面相接触，所述一级定位套(16)与所述一级弹簧座(14)采用间隙配合，所述下筒体(17)上端内腔与所述中芯轴(12)采用间隙配合，所述下筒体(17)上端内表面设置密封圈凹槽，所述密封圈凹槽内安装密封圈，所述下筒体(17)内腔与所述中芯轴(12)下部采用间隙配合，所述中芯轴(12)下部外表面设置密封圈凹槽，所述密封圈凹槽中安装密封圈，所述下筒体(17)上端与所述中芯轴(12)下端形成环形腔体，所述腔体通过所述中芯轴(12)下端所开中芯轴连通孔(12a)与所述中芯轴(12)内腔相连通；所述下芯轴(18)上端与所述中芯轴(...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶哲伟，吴凯豪，蹇宝锐，胡玉帆，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51