4-3/4英寸旋转导向工具制造技术

本实用新型专利技术涉及一种4‑3/4英寸旋转导向工具，一种自动闭环控制的随钻钻井导向工具，主要包括上驱动轴、液压单元、推靠臂、轴承、下驱动轴、电子线路单元、方位测量单元。在控制模块的控制下，液压单元提供所需压力给推靠臂，3个推靠臂在不同压力下，可以形成一个合力，使钻具朝所需方向进行钻进，以实现自动导向、控制钻进轨迹的目的。推靠部分推靠力量大，造斜率高；液压单元压力控制稳定、准确、迅速；工具整体工作稳定、可靠；工具维修保养简单、快速。

4-3/4 inch rotary steering tool

【技术实现步骤摘要】
4-3/4英寸旋转导向工具
本专利技术涉及石油、勘探
，具体涉及到一种4-3/4英寸旋转导向头井下工具，应用于石油随钻钻井领域。
技术介绍
现有的旋转导向工具，主要有如下两种：推靠式和指向式。指向式的旋转导向工具，是由仪器内部有可控制弯曲方向及角度的机械结构来实现的，其结构比较复杂，维修及保养比较繁琐。国外现有4-3/4英寸推靠式的旋转导向井下工具是使用泥浆推动油泵的涡轮，提供液压单元的压力。不同的排量使用不同的涡轮。现场变化排量比较大时需要更换相应的涡轮，才能使仪器正常工作。适应现场排量变化的能力不强。在维修保养进行功能测试时还需要专用设备模拟泥浆推动涡轮。为了弥补以上缺陷，我们在旋转导向整体结构上做了重新设计，利用直流电机与泵相结合，提供液压推靠力，可以使控制迅速、准确，并且不受泥浆排量变化的影响。
技术实现思路
为了克服指向式和推靠式两种类型的旋转导向工具各自的缺点，本专利技术的目的是提供一种新型的4-3/4英寸旋转导向工具（RSU）。由于采用了直流无刷电机、小型高效泵和推靠臂相配合的设计，使得本设计的旋转导向工具推靠力大，造斜率高，同时不再受泥浆排量变化的影响，并且维修保养也非常方便。相对于泥浆推动液压的方式，压力控制更加准确、迅速，在维修保养或功能测试时也不需要专用设备来模拟泥浆流动，降低维修保养成本。为实现上述目的，本专利技术采用以下设计：本体外径149mm,装5-7/8英寸(149.225mm)扶正器,最小可以测6英寸井眼.上端用导电环与其他仪器进行连接，下端为标准的钻头连接扣。电子线路单元和液压单元装在钻铤壁上，随钻具一同旋转,推靠臂单元不旋转。液压单元与推靠臂单元之间采用可靠的动密封连接。4-3/4英寸旋转导向工具主要由方位测量单元1、电子线路单元2、液压单元3、液压管路33、上驱动轴4、推靠臂单元5、下驱动轴6、轴承7组成，其中，方位测量单元1、电子线路单元2、液压单元3安装在上驱动轴4上，通过轴承7和液压管路33与推靠臂单元5连接。液压单元3主要由液压模块一30、液压模块二31、液压模块三32组成，其中，液压模块一30主要由直流电机一301、泵一302和油囊一303组成，液压模块二31主要由直流电机二311、泵二312和油囊二313组成，液压模块三32主要由直流电机三321、泵三322和油囊三323组成。推靠臂单元5主要由推靠臂一51、推靠臂二52、推靠臂三53组成。方位测量单元1包括三轴加速度计11、方位控制采集电路12和电源模块一13，方位测量单元1在触发信号控制下采集推靠臂单元5中推靠臂的工具面角。电子线路单元2主要由控制电路模块21和电源模块二22组成，控制电路模块21通过控制液压单元3中的直流电机一301、直流电机二311、直流电机三321的转速，进而带动泵一302、泵二312、泵三322将液压单元3中油囊一303、油囊二313、油囊三323中的液压油，经液压管路33打向推靠臂单元5，推靠臂一51、推靠臂二52、推靠臂三53在液压作用下，形成合力，实现自动导向。本专利技术的优点是：1、推靠部分推靠力量大，造斜率高；2.液压单元压力控制稳定、准确、迅速；3.工具整体工作稳定、可靠；4、工具维修保养简单、快速。附图说明图1本专利技术4-3/4英寸旋转导向工具整体结构示意图；图2本专利技术4-3/4英寸旋转导向工具方位测量单元结构示意图；图3本专利技术4-3/4英寸旋转导向工具电子线路单元结构示意图；图4本专利技术4-3/4英寸旋转导向工具液压单元和推靠臂单元结构示意图；图5本专利技术4-3/4英寸旋转导向工具框图；图6本专利技术4-3/4英寸旋转导向工具液压单元中液压模块一原理图。具体实施方式如图1、图2所示，4-3/4英寸旋转导向工具（RSU）主要由方位测量单元1、电子线路单元2、液压单元3、液压管路33、上驱动轴4、推靠臂单元5、下驱动轴6、轴承7组成，其中，方位测量单元1、电子线路单元2、液压单元3安装在上驱动轴4上，通过轴承7和液压管路33与推靠臂单元5连接。如图3、图4、图5所示，方位测量单元1与电子线路单元2相连，电子线路单元2与液压单元3相连。液压单元3与推靠臂单元5通过液压管路33相连，两者之间有动密封形式连接。上驱动轴4与推靠臂单元5由轴承7相连，推靠臂单元5与下驱动轴6通过轴承7相连。方位测量单元1、电子线路单元2、液压单元3、上驱动轴4、下驱动轴6是随井台的顶驱转动的，推靠臂单元5是支撑井壁的，此部分不转动。旋转与非旋转部分是轴承连接。液压单元3与推靠臂单元5之间的液压是经动密封设计相通的。推靠臂单元5装有柱形小磁铁，电子线路单元2装有磁探测传感器，用于触发采集方位部分信息。方位测量单元1包括三轴加速度计11、方位控制采集电路12和电源模块一13，方位测量单元1在触发信号控制下采集推靠臂单元5中推靠臂的工具面角，此工具面信息送给电子线路单元2，经电子线路单元2内控制电路模块21分析控制后，发出控制指令给液压单元3，控制直流电机一301、直流电机二311、直流电机三321的转速，进而带动泵一302、泵二312、泵三322将液压单元3中油囊一303、油囊二313、油囊三323中的液压油，经液压管路33及动密封部分，打向推靠臂单元5，推靠臂一51、推靠臂二52、推靠臂三53在液压作用下，活塞伸出，推出支撑臂，支撑臂对井壁的支撑力不同，形成合力，控制仪器向所需方向钻进。如图5、图6所示，液压单元3中液压模块一30工作原理为：液压油存储在油囊一303中，通过过滤网29与泵一302相连。直流电机一301转动，带动泵一302转动，将液压油泵入活塞69中，将活塞69推出。压力传感器79测量活塞69中的压力，并传送给电子线路单元2，当压力达到一定值时，安全阀59打开进行泄压，防止压力超限损坏液压单元3。节流阀8是常开阀，液压油通过节流阀8返回油囊一303中。液压模块二31和液压模块三32与液压模块一30的工作原理相同。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，本专利技术的保护范围并不局限于此。任何基于本专利技术技术方案基础上的等效变换均属于本专利技术保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.4‑3/4英寸旋转导向工具，其特征在于：主要由方位测量单元（1）、电子线路单元（2）、液压单元（3）、液压管路（33）、上驱动轴（4）、推靠臂单元（5）、下驱动轴（6）、轴承（7）组成，其中，方位测量单元（1）、电子线路单元（2）、液压单元（3）安装在上驱动轴（4）上，通过轴承（7）和液压管路（33）与推靠臂单元（5）连接。

【技术特征摘要】
1.4-3/4英寸旋转导向工具，其特征在于：主要由方位测量单元（1）、电子线路单元（2）、液压单元（3）、液压管路（33）、上驱动轴（4）、推靠臂单元（5）、下驱动轴（6）、轴承（7）组成，其中，方位测量单元（1）、电子线路单元（2）、液压单元（3）安装在上驱动轴（4）上，通过轴承（7）和液压管路（33）与推靠臂单元（5）连接。2.根据权利要求1所述的4-3/4英寸旋转导向工具，其特征在于，液压单元（3）主要由液压模块一（30）、液压模块二（31）、液压模块三（32）组成，其中，液压模块一（30）主要由直流电机一（301）、泵一（302）和油囊一（303）组成，液压模块二（31）主要由直流电机二（311）、泵二（312）和油囊二（313）组成，液压模块三（32）主要由直流电机三（321）、泵三（322）和油囊三（323）组成。3.根据权利要求1所述的4-3/4英寸旋转导向工具，其特征在于，推靠臂单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：季建峰，刘瑞，冯东堂，
申请(专利权)人：北京捷威思特科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11