本实用新型专利技术提出了一种齿轮自锁式偏置装置和旋转导向工具，属于钻井工具领域，其包括圆环形的稳定套，所述稳定套的环形壁上设置有筒形的腔体；设置在所述腔体内的动力机构，所述动力机构提供转动的动力；连接所述动力机构的转动方向转换机构，所述动力机构向所述转动方向转换机构输出沿稳定套轴向方向的转动，转动方向转换机构转换方向并输出稳定套径向方向的转动；以及设置在所述稳定套外壁上的转动伸缩机构，所述转动伸缩机构连接所述转动方向转换机构的输出端，并随所述转动方向转换机构的转动而伸缩。的转动而伸缩。的转动而伸缩。
【技术实现步骤摘要】
一种齿轮自锁式偏置装置和旋转导向工具
[0001]本技术涉及一种齿轮自锁式偏置装置和旋转导向工具，属于钻井工具领域。
技术介绍
[0002]在水平井、大位移井和分支井等复杂结构井的钻井过程中，需要一种偏置装置将钻头推向预先设计的钻井轨迹上去。先期的偏置造斜工具主要是带有弯度的井下螺杆钻具，通过螺杆定子的滑动钻进保持弯度的偏置方向不变，但是滑动钻进产生大量的摩擦阻力，导致一定长度后托压严重，不能正常钻井。后来人们技术了旋转导向钻井工具，通过外壳旋转或绝大部分外壳旋转，极短部分不旋转来降低托压现象，实现更深、更长段的水平井、定向井施工。近几年来旋转导向钻井工具逐渐成为普及的导向钻井技术，成为高效钻井的关键技术之一。
[0003]目前广泛采用的旋转导向偏置机构主要采用液压原理，通过液压系统的高压液体产生偏置效果，但是由于高压的存在，高压密封的失效，导致整个系统寿命短、结构复杂、维护费用高。
技术实现思路
[0004]针对现有技术中所存在的上述技术问题，本技术提出了一种齿轮自锁式偏置装置和旋转导向工具，其中齿轮自锁式偏置装置通过轴向的转动转换为径向的伸缩，从而完成导向。旋转导向工具能够承受井下较大的压力，不容易出现损坏，使用寿命长，维护费用低。
[0005]本技术的一个方面，提出了一种齿轮自锁式偏置装置，包括：
[0006]圆环形的稳定套，所述稳定套的环形壁上设置有筒形的腔体；
[0007]设置在所述腔体内的动力机构，所述动力机构提供转动的动力；
[0008]连接所述动力机构的转动方向转换机构，所述动力机构向所述转动方向转换机构输出沿稳定套轴向方向的转动，转动方向转换机构转换方向并输出稳定套径向方向的转动；以及
[0009]设置在所述稳定套外壁上的转动伸缩机构，所述转动伸缩机构连接所述转动方向转换机构的输出端，并随所述转动方向转换机构的转动而伸缩。
[0010]本技术的进一步改进在于，所述转动方向转换机构包括连接所述动力机构的主动齿轮和连接所述主动齿轮的从动齿轮，所述主动齿轮和所述从动齿轮呈锥形啮合，所述从动齿轮的输出端连接所述转动伸缩机构。
[0011]本技术的进一步改进在于，所述主动齿轮的两端均设置有扶正轴承。
[0012]本技术的进一步改进在于，所述转动伸缩机构包括设置在所述稳定套外壁上的可沿径向伸缩的推力板，所述推力板的内侧设置有推动所述推力板伸缩的推力螺母，所述推力螺母通过螺纹连接有推力螺杆；所述推力螺杆连接所述转动方向转换机构；
[0013]其中，所述转动方向转换机构转动带动所述推力螺杆转动，在螺纹的作用下，所述
螺母沿径向移动并推动所述推力板沿径向移动。
[0014]本技术的进一步改进在于，所述稳定套的外壁上沿径向设置有环形的固定座，所述推力板的边缘设置在所述固定座的内侧，并且所述推力板的边缘与所述固定座之间通过回复弹簧相连；
[0015]所述回复弹簧处于伸长状态时，所述推力板的中部与所述固定座的外侧相齐平；所述推力螺母推动所述推力板沿径向伸出时，所述回复弹簧处于压缩状态。
[0016]本技术的进一步改进在于，所述稳定套上位于所述推力螺母的外侧设置有环形的压板；所述推力螺母上远离所述推力板的一端设置有限位沿；
[0017]其中，所述压板限制所述推力螺母旋转，同时在所述推力螺母沿径向伸出时，所述压板阻挡所述限位沿从而限定所述推力螺母的径向伸出长度。
[0018]本技术的进一步改进在于，所述推力螺杆的外侧设置有推力轴承。
[0019]本技术的进一步改进在于，所述动力机构包括电机，所述电机的转轴通过减速器和联轴器连接所述转动方向转换机构的主动齿轮。
[0020]根据本技术的另一个方面，还提出了一种旋转导向工具，包括：
[0021]芯轴，所述芯轴的外侧壁上设置有环形凹槽，所述环形凹槽内设置所述的齿轮自锁式偏置装置；
[0022]设置在稳定套的腔体内的测控电路，所述测控电路通过导线与动力装置连接，检测和控制所述动力装置的转速和转向。
[0023]本技术的进一步改进在于，所述稳定套的上端和下端连接有泥浆外轴承，所述芯轴的环形凹槽的上端和下端设置有与所述泥浆外轴承相配合的泥浆内轴承。
[0024]与现有技术相比，本技术的优点在于：
[0025]本技术的一种齿轮自锁式偏置装置和旋转导向工具，通过轴向的转动转换为径向的伸缩，从而完成导向。其能够承受井下较大的压力，不容易出现损坏，使用寿命长，维护费用低。
附图说明
[0026]下面将结合附图来对本技术的优选实施例进行详细地描述，在图中：
[0027]图1所示为本技术的一个实施例的旋转导向工具的结构示意图；
[0028]图2为图1的局部放大图，显示了齿轮自锁式偏置装置的结构示意图。
[0029]附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
[0030]在附图中各附图标记的含义如下：1、齿轮自锁式偏置装置，2、芯轴，3、泥浆内轴承，4、泥浆外轴承，5、测控电路，11、稳定套，12、转动方向转换机构，13、转动伸缩机构，14、动力机构，15、腔体，21、主动齿轮，22、从动齿轮，23、扶正轴承，24、推力轴承，31、推力板，32、推力螺母，33、推力螺杆， 34、固定座，35、压板，36、限位沿，37、回复弹簧，41、电机，42、减速器， 43、联轴器。
具体实施方式
[0031]为了使本技术的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本技术的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分
实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。
[0032]图1示意性地显示了根据本技术的一个实施例的一种齿轮自锁式偏置装置，包括稳定套11，稳定套11套设在芯轴2的外侧，呈圆环形的结构，其环形壁上设置有筒形的腔体15。稳定套11的腔体15内设置有动力机构14，所述动力机构14提供转动的动力。动力机构14优选为电动装置，如电机41等。稳定套11的腔体15内还设置有转动方向转换机构12，转动方向转换机构12连接动力机构14，所述动力机构14向所述转动方向转换机构12输出沿稳定套11轴向方向的转动，转动方向转换机构12转换方向并输出稳定套11径向方向的转动。稳定套11的外壁上设置有转动伸缩机构13，转动伸缩机构13连接转动方向转换机构12，转动伸缩机构13在转动时能够伸长或缩短，从而推动所述推力板31伸长或缩短。
[0033]在使用根据本实施例所述的齿轮自锁式偏置装置时，通过动力机构14转动带动转动方向转换机构12转动，进而改变转动的方向带动转动伸缩机构13伸长或缩短。通过轴向的转动转换为径向的伸缩，从而完成导向。其能够承受井下较大的压力，不容易出现损坏。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种齿轮自锁式偏置装置，其特征在于，包括：圆环形的稳定套(11)，所述稳定套(11)的环形壁上设置有筒形的腔体(15)；设置在所述腔体(15)内的动力机构(14)，所述动力机构(14)提供转动的动力；连接所述动力机构(14)的转动方向转换机构(12)，所述动力机构(14)向所述转动方向转换机构(12)输出沿稳定套(11)轴向方向的转动，转动方向转换机构(12)转换方向并输出稳定套(11)径向方向的转动；以及设置在所述稳定套(11)外壁上的转动伸缩机构(13)，所述转动伸缩机构(13)连接所述转动方向转换机构(12)的输出端，并随所述转动方向转换机构(12)的转动而伸缩。2.根据权利要求1所述的齿轮自锁式偏置装置，其特征在于，所述转动方向转换机构(12)包括连接所述动力机构(14)的主动齿轮(21)和连接所述主动齿轮(21)的从动齿轮(22)，所述主动齿轮(21)和所述从动齿轮(22)呈锥形啮合，所述从动齿轮(22)的输出端连接所述转动伸缩机构(13)。3.根据权利要求2所述的齿轮自锁式偏置装置，其特征在于，所述主动齿轮(21)的两端均设置有扶正轴承(23)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的齿轮自锁式偏置装置，其特征在于，所述转动伸缩机构(13)包括设置在所述稳定套(11)外壁上的可沿径向伸缩的推力板(31)，所述推力板(31)的内侧设置有推动所述推力板(31)伸缩的推力螺母(32)，所述推力螺母(32)通过螺纹连接有推力螺杆(33)；所述推力螺杆(33)连接所述转动方向转换机构(12)；其中，所述转动方向转换机构(12)转动带动所述推力螺杆(33)转动，在螺纹的作用下，所述螺母沿径向移动并推动所述推力板(31)沿径向移动。5.根据权利要求4所述的齿轮自锁式偏置装置，其特征在于，所述稳定套(11)的外壁上沿径向设置...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱杰然，袁晓琪，赵鹏，董谦，李玉凤，李静，杨宁宁，崔玖菊，葛鹏，孙在，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，
类型：新型
国别省市：
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