导向钻具用推靠执行机构和钻具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种导向钻具用推靠执行机构，包括：推靠板；推靠板的一端枢接在钻具本体上；推车，所述推车设置在钻具本体的凹槽内；驱动装置，所述驱动装置与推车连接，带动推车在凹槽内沿着钻具本体的轴向运动；支撑杆，所述支撑杆一端与推车枢接；另一端与推靠板枢接，并使得推车运动时，支撑杆能够将推靠板撑起。本实用新型专利技术还提供了具有上述推靠执行机构的钻具。

Push and thrust actuating mechanism and drilling tool for guide drilling tool

The utility model discloses a guide tool for pushing the actuator, including pushing plate; push the body on the side of one end connected to the drill pin plate; the cart, the cart is arranged in the groove hole in the main body; the driving device, the driving device is connected with a trolley, drive the cart in the groove along the axial direction exercise drill body; a supporting rod, wherein one end of the supporting rod is pivotally connected with the cart; and the other end of the pushing plate is pivoted, and the cart motion when the supporting rod can be pushed up by the board. The utility model also provides a drilling tool with the push and thrust actuating mechanism.

【技术实现步骤摘要】
导向钻具用推靠执行机构和钻具
本技术涉及一种推靠执行机构，特别是一种导向钻具用推靠执行机构及包括该推靠执行机构的钻具。
技术介绍
随着油气开发、地质勘探难度的不断加大，钻井工程面临着更大的挑战，传统的滑动钻进等导向钻井技术已很难满足现代钻井工艺的技术要求。近些年，自动垂直钻井系统、旋转导向系统的应用顺应了时代发展的趋势，在垂直深井、定向井、大位移井、水平井等复杂结构井领域取得巨大的技术成就。目前，因推靠式执行机构具有导向迅速可靠的特点，导向钻井系统多使用推靠式的执行机构，即推靠板或推靠翼在上部井斜感应控制系统和液压系统的控制下推向井壁，使得钻具获得井壁的反作用力，加剧了钻头在井壁另一侧的切削作用，起到控制井眼轨迹的作用，实现定向、导向钻进。现有推靠机构多为推靠翼或推靠板被其下部的推靠活塞顶出的结构设计，该类设计的推靠翼或推靠板推出后与钻具本体分离，环空中的岩粉易进入推靠机构发生卡阻，影响钻井工具的正常使用。现有推靠执行机构中多存在易损件，不能承受钻井过程中的振动和反复应力，易发生螺钉松动、销钉断裂等问题，而且采用推靠翼或推靠板下部安装推靠活塞的结构，导致径向尺寸小大，不利于小直径钻井工具的设计开发。而且，现有推靠机构本身均为被动设计，推靠力大小取决于推靠活塞的顶出力，推靠机构不具备推靠力调节功能，适用范围受限。此外，现有推靠翼或推靠板多采用平面设计，推靠时仅有推靠翼或推靠板边缘与井壁接触，其接触面积较小，导致推靠板或推靠翼及井壁磨损严重、钻具工作时的稳定性较差、井眼质量较差等问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种导向钻具用推靠执行机构，其推靠动作执行迅速、推靠井壁稳定可靠。为了实现上述目的，第一方面，本技术提供的一种导向钻具用推靠执行机构，包括：推靠板；推靠板的一端枢接在钻具本体上；推车，所述推车设置在钻具本体的凹槽内；驱动装置，所述驱动装置与推车连接，带动推车在凹槽内沿着钻具本体的轴向运动；以及支撑杆，所述支撑杆一端与推车枢接；另一端与推靠板枢接，并使得推车运动时，支撑杆能够将推靠板撑起。可选地或优选地，所述推车包括车体，车体上安装有与凹槽底面接触的车轮，在驱动装置作用下，车轮可带动车体在凹槽内运动，并使得支撑杆枢转撑起。可选地或优选地，所述车体的中部被构造有枢轴安装部，其上安装有第一枢轴，支撑杆的一端套设在第一枢轴上，另一端通过第二枢轴与推靠板的中部枢接。可选地或优选地，第二枢轴的两端设有与其轴向对应的螺纹孔，在螺纹孔中安装堵丝。可选地或优选地，所述推车两侧设有限制推车沿钻具本体径向运动的第一限位机构。可选地或优选地，所述第一限位机构包括构造在车体两侧的凹槽，螺钉通过钻具本体上的螺纹孔伸入到钻具本体内并压在所述车体两侧的凹槽上。可选地或优选地，所述推车的前端设有第二限位机构，第二限位机构限制推车在凹槽内的最大推出距离，且保证在该最大推出距离下，推靠板的下部不会脱离钻具本体而产生空隙。可选地或优选地，所述第二限位机构包括设置在推车前端的限位杆，限位杆上套设弹簧，推车压缩弹簧至限位杆与钻具本体内的凹槽端面接触时，即达到所述最大推出距离。可选地或优选地，所述推靠板的板面为弧形。第二方面，本技术还提供了一种钻具，包括多个第一方面所述的钻具用推靠执行机构，所述推靠执行机构沿着钻具本体的周面分布。本技术提供的一种钻具用推靠执行机构，设置在钻具本体的凹槽内，包括推靠板、支撑杆和推车，推车在驱动装置的驱动下在凹槽内移动。推车通过支撑杆与推靠板枢接，推靠板的端部枢接在钻具本体上，当推车被推动时，支撑杆升起将推靠板撑起实现对井壁的推靠，这种推靠方式依据杠杆原理，不再依靠活塞，推靠动作执行地直接迅速，摩擦阻力小，且推靠稳固可靠。附图说明图1为本技术实施例所提供的导向钻具用推靠执行机构的立体结构示意图；图2为本技术实施例所提供的导向钻具用推靠执行机构的主剖结构示意图；图3为推靠执行机构的推靠板的内侧立体结构示意图；图4为推靠执行机构的推靠板的外侧立体结构示意图；图5为推靠执行机构的推车车体结构示意图；图6为推靠执行机构的支撑杆的结构示意图；图7为推靠执行机构最大推出位置状态下的立体结构示意图。图中：1-推靠板；101-销孔；102-凸缘；103-销孔；104-上部弧面；105-下部弧面；106-螺纹孔；107-端部弧面；2-推车；201-车体；202-车轮；203-通孔；204-销孔；205-凹槽；206-通孔；207-销孔；3-支撑杆；301-通孔；302-通孔；4-钻具本体；401-凸缘；402-端面；5-螺钉；6-推杆；7-第一枢轴；8-第二枢轴；9-第三枢轴；10-堵丝；11-限位杆；12-弹簧；13-螺钉；14-压块；15-销轴。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。本技术实施例提供的导向钻具用推靠执行机构，用于导向钻井系统中推井壁进行推靠，使得钻具获得井壁的反作用力，加剧了钻头在井壁另一侧的切削作用，起到控制井眼轨迹的作用，实现定向、导向钻进。推靠执行机构被设置在钻具本体的周面上，数量可以为多个，并呈均匀分布。例如可以是呈90°或120°的间隔分布。如图1-6所示，每个推靠执行机构主要包括推靠板1、推车2、支撑杆3和驱动装置(图1中为了看清内部结构，省略了推靠板)。其中，推车2设置在钻具本体4的凹槽内，并与驱动装置连接，在驱动装置的作用下，推车2可以在凹槽内沿着钻具本体4的轴向运动。支撑杆3的一端枢接在推车2上，另一端枢接在推靠板1的内侧，推靠板的一个端部(上端)枢接在钻具本体4上，可沿着这钻具本体4枢转。这样，推车2、支撑杆3和推靠板1就形成了一个基于杠杆原理的连杆机构，当驱动装置推动推车运动时，支撑杆3发生枢转并将推靠板1撑起，使其抵靠在井壁上。这种推靠执行动作不需要活塞，直接迅速，摩擦阻力小，且推靠稳固可靠。在一些实施例中，推车2包括车体201以及安装在车体201上的车轮202，车轮202与凹槽底面为滚动摩擦，因而阻力更小，车轮202和车体201可以通过销轴连接。作为一个具体的实施方式，车体202的结构大体呈扁平状，这样可以节约有限的钻具本体内的空间。在车体的四角处开设贯通车体的长条形通孔203，通孔203的侧壁开设销孔204，将车轮202通过图1所示的销轴15安装在各个长条形通孔203内，这样可以避免车轮202与钻具本体4内的凹槽接触，减小了摩擦阻力。优选地，在推车的车体201两侧设有限制推车沿钻具本体4径向运动的第一限位机构。第一限位机构可以包括被构造在车体中部表面靠近两侧边缘的凹槽205以及从钻具本体的螺纹孔穿入的螺钉5，螺钉5的钉头压在凹槽205上，以限制车体201的径向运动。驱动推车2运动的驱动装置包括推杆6，推杆6的一端与推车2的车体201连接，另一端与液压机构、电机等机械设备中常用的驱动装置连接(图中未示出)。有别于现有推靠机构施力部件(如推靠活塞)位于推靠翼或推靠板下部的设计结构，该推靠执行机构的施力部件位于推杆6上部，可以在很大程度上释放径向空间，有利于小直径导向工具的设计与研发。在车体201的中部可以开设两个平行设置的通孔206，每个通孔206各设置一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
导向钻具用推靠执行机构，其特征在于，包括：推靠板，推靠板的一端枢接在钻具本体上；推车，所述推车设置在钻具本体的凹槽内；驱动装置，所述驱动装置与推车连接，带动推车在凹槽内沿着钻具本体的轴向运动；以及支撑杆，所述支撑杆一端与推车枢接；另一端与推靠板枢接，并使得推车运动时，支撑杆能够将推靠板撑起。

【技术特征摘要】
1.导向钻具用推靠执行机构，其特征在于，包括：推靠板，推靠板的一端枢接在钻具本体上；推车，所述推车设置在钻具本体的凹槽内；驱动装置，所述驱动装置与推车连接，带动推车在凹槽内沿着钻具本体的轴向运动；以及支撑杆，所述支撑杆一端与推车枢接；另一端与推靠板枢接，并使得推车运动时，支撑杆能够将推靠板撑起。2.根据权利要求1所述的导向钻具用推靠执行机构，其特征在于，所述推车包括车体，车体上安装有与凹槽底面接触的车轮，在驱动装置作用下，车轮可带动车体在凹槽内运动，并使得支撑杆枢转撑起。3.根据权利要求2所述的导向钻具用推靠执行机构，其特征在于，所述车体的中部被构造出枢轴安装部，其上安装有第一枢轴，支撑杆的一端套设在第一枢轴上，另一端通过第二枢轴与推靠板的中部枢接。4.根据权利要求3所述的导向钻具用推靠执行机构，其特征在于，第二枢轴的两端设有与其轴向对应的螺纹孔，在螺纹孔中安装堵丝。5.根据权利要求1所述的导向钻具用推靠执行机构，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宝林，薛启龙，李立鑫，赵柳东，李昕愉，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：新型
国别省市：北京,11