一种全旋转导向钻具控制短节制造技术

本实用新型专利技术公开了一种全旋转导向钻具控制短节，全旋转导向钻具控制短节设在上部钻柱下端，包括中空的控制短节上壳体、控制短节下壳体、心轴，所述控制短节上壳体内部固定设有上内齿圈、下内齿圈，心轴外部固定设有心轴外齿圈；所述上内齿圈的下部与心轴外齿圈的上部设有相互匹配的斜面；所述控制短节下壳体插入控制短节上壳体下部；所述心轴下部插入控制短节下壳体内部，心轴下部可以带动控制短节下壳体转动；所述心轴主体位于控制短节上壳体内部，二者之间设有弹簧机构。本实用新型专利技术解决了现有技术中仪器对井下高温高压等复杂情况适应性差的技术问题。具有结构简单可靠、利于实现等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种全旋转导向钻具控制短节
本技术涉及油气资源钻井工具
，尤其涉及一种全旋转导向钻具控制短节。
技术介绍
随着致密油气、页岩油气、煤层气、海洋油气等非常规油气资源的大规模开采，定向井、长水平段水平井、大位移井等复杂结构井越来越多。CN108457595A公布了一种智能导向钻井动力工具，在工具上壳体和下壳体之间设置有单向离合器，实现钻柱正转时上壳体和下壳体脱离，反转时联动。正常钻进时，工具下壳体以上钻柱均可转动，能够改善钻压传递效率，防止岩屑堆积。工具面的调整是利用停钻后钻柱中贮存的反扭矩使上壳体产生反时针旋转，通过单向离合器带动下壳体转动，同时由传感器和处理器监测工具面角的变化，一旦达到需要的工具面角范围，便令扶正器伸出以卡住井壁，同时单向离合器将上壳体和下壳体的运动关系切换为分离，使下壳体停止旋转，实现工具面角的调整。但要在工具狭小的内部空间内集成传感器、处理器，以及可伸缩扶正器的各个部件，会增加工具制造与装配难度；井下高温高压高振动的恶劣环境，会使传感器和处理器等电子元件的使用受到一定的限制；构成可伸缩扶正器的伸缩杆、伸缩顶圈、液压推动缸等活动部件更容易损坏。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种全旋转导向钻具控制短节，以解决现有技术中井下仪器对井下高温高压等复杂情况适应性差的技术问题。为实现上述目的，本技术提供了以下技术方案：一种全旋转导向钻具控制短节，设在上部钻柱下端，所述控制短节下端依次设有MWD、螺杆钻具、全旋转导向钻具、钻头，它包括中空的控制短节上壳体、控制短节下壳体、心轴，所述控制短节上壳体内部固定设有上内齿圈、下内齿圈，所述心轴外部固定设有心轴外齿圈；所述上内齿圈的下部与心轴外齿圈的上部设有相互匹配的斜面，所述下内齿圈的上部与心轴外齿圈的下部设有相互匹配的斜面；所述控制短节下壳体插入控制短节上壳体下部；所述心轴下部插入控制短节下壳体内部，所述心轴下部可以带动控制短节下壳体转动；所述心轴主体位于控制短节上壳体内部，二者之间设有弹簧机构。可选的或优选的，所述上内齿圈、下内齿圈以及心轴外齿圈的齿数分别相等，并且分别在圆周上等间距设置。可选的或优选的，所述控制短节下壳体内部为正六边形方形孔；所述心轴下部结构为与正六边形方形孔匹配的正六边形横截面杆件。可选的或优选的，所述控制短节下壳体与控制短节上壳体之间设有便于相对转动的滚珠。可选的或优选的，所述控制短节下壳体与控制短节上壳体之间设置有旋转密封件。可选的或优选的，所述控制短节上壳体内部设置有心轴行程限制腔，所述心轴上端设置有心轴行程限制块。基于上述技术方案，本技术实施例至少可以产生如下技术效果：本技术基于上内齿圈、下内齿圈和心轴外齿圈的结构和位置关系，在钻井液能量和螺杆钻具反扭矩作用下，通过地面关开泥浆泵，实现全旋转导向钻具工具面的遥控调整，操作简单可靠。全旋转导向钻具控制短节，完全由机械结构组成，不包含任何电子元件，工具制造与装配难度低，对井下高温高压高振动的恶劣环境有很强的适用性。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术的钻具组合示意图；图2为全旋转导向钻具示意图；图3为本技术的结构示意图；图4为上内齿圈、下内齿圈、心轴外齿圈及心轴结构示意图；图5为本技术图3中的A-A截面图；图6为本技术图3中的B-B截面图；图7为本技术图3中的C-C截面图；图8为本技术图3中的D-D截面图；图9为本技术图3中的E-E截面图。图中：1-钻头；2-全旋转导向钻具；201-钻头轴；202-导向钻具下壳体；203-稳定器；204-居中轴承；205-万向节下接头；206-万向节；207-万向节上接头；208-单向离合器；209-推力轴承；210-导向钻具上壳体；211-转子；3-螺杆钻具；4-MWD；5-全旋转导向钻具控制短节；501-控制短节上壳体；502-心轴行程限制腔；503-心轴行程限制块；504-上内齿圈；505-心轴外齿圈；506-下内齿圈；507-心轴；508-弹簧机构；509-滚珠；510-控制短节下壳体；6-上部钻柱。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本技术技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本技术所保护的范围。如图1-图9所示：一种全旋转导向钻具控制短节，设在上部钻柱6下端，全旋转导向钻具控制短节5下端依次设有MWD4、螺杆钻具3、全旋转导向钻具2、钻头1，它包括中空的控制短节上壳体501、控制短节下壳体510、心轴507，所述控制短节上壳体501内部固定设有上内齿圈504、下内齿圈506，所述心轴507外部固定设有心轴外齿圈505；所述上内齿圈504的下部与心轴外齿圈505的上部设有相互匹配的斜面，所述下内齿圈506的上部与心轴外齿圈505的下部设有相互匹配的斜面；所述控制短节下壳体510插入控制短节上壳体501下部；所述心轴507下部插入控制短节下壳体510内部，所述心轴507下部可以带动控制短节下壳体510转动；所述心轴507主体位于控制短节上壳体501内部，二者之间设有弹簧机构508。作为可选的实施方式，所述上内齿圈504、下内齿圈506以及心轴外齿圈505的齿数分别相等，并且分别在在圆周上等间距设置。所述心轴外齿圈505的轮齿为底角为45°的等腰梯形状轮齿，等腰梯形状轮齿的短底边面到长底边面方向为逆时针方向；上内齿圈504和下内齿圈506的轮齿为底角为45°的直角梯形状轮齿，直角梯形状轮齿的短底边面到长底边面方向为顺时针方向，上内齿圈504的45°齿尖朝下，下内齿圈506的45°齿尖朝上，上内齿圈504和下内齿圈506的轮齿错开一齿分布；上内齿圈504齿尖和下内齿圈506齿尖的垂直距离为心轴外齿圈505的轮齿长、短底边长度之和的二分之一,上内齿圈504、下内齿圈506和心轴外齿圈505布齿数均设为n。泥浆泵每关开一次，在所述全旋转导向钻具控制短节5的作用下，全旋转导向钻具2工具面角将减小所述全旋转导向钻具控制短节5控制全旋转导向钻具2工具面角的精度为作为可选的实施方式，所述控制短节下壳体510内部为正六边形方形孔；所述心轴507下部结构为与正六边形方形孔匹配的正六边形横截面杆件。作为可选的实施方式，所述控制短节下壳体510与控制短节上壳体501之间设有便于相对转动的滚珠509。作为可选的实施方式，所述控制短节下壳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全旋转导向钻具控制短节，设在上部钻柱（6）下端，全旋转导向钻具控制短节（5）下端依次设有MWD（4）、螺杆钻具（3）、全旋转导向钻具（2）、钻头（1），其特征在于：它包括中空的控制短节上壳体（501）、控制短节下壳体（510）、心轴（507），所述控制短节上壳体（501）内部固定设有上内齿圈（504）、下内齿圈（506），所述心轴（507）外部固定设有心轴外齿圈（505）；所述上内齿圈（504）的下部与心轴外齿圈（505）的上部设有相互匹配的斜面，所述下内齿圈（506）的上部与心轴外齿圈（505）的下部设有相互匹配的斜面；所述控制短节下壳体（510）插入控制短节上壳体（501）下部；所述心轴（507）下部插入控制短节下壳体（510）内部，所述心轴（507）下部可以带动控制短节下壳体（510）转动；所述心轴（507）主体位于控制短节上壳体（501）内部，二者之间设有弹簧机构（508）。/n

【技术特征摘要】
1.一种全旋转导向钻具控制短节，设在上部钻柱（6）下端，全旋转导向钻具控制短节（5）下端依次设有MWD（4）、螺杆钻具（3）、全旋转导向钻具（2）、钻头（1），其特征在于：它包括中空的控制短节上壳体（501）、控制短节下壳体（510）、心轴（507），所述控制短节上壳体（501）内部固定设有上内齿圈（504）、下内齿圈（506），所述心轴（507）外部固定设有心轴外齿圈（505）；所述上内齿圈（504）的下部与心轴外齿圈（505）的上部设有相互匹配的斜面，所述下内齿圈（506）的上部与心轴外齿圈（505）的下部设有相互匹配的斜面；所述控制短节下壳体（510）插入控制短节上壳体（501）下部；所述心轴（507）下部插入控制短节下壳体（510）内部，所述心轴（507）下部可以带动控制短节下壳体（510）转动；所述心轴（507）主体位于控制短节上壳体（501）内部，二者之间设有弹簧机构（508）。


2.根据权利要求1所述的一种全旋转导向钻具控制短节，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李黔，邓天胜，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：四川;51