一种旋转导向工具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种旋转导向工具，其特征在于包括:上主轴、上轴承内套、上轴承外套、支撑环、弹簧、外筒、滑动套、外推靠总成、外推靠总成盖板、电磁铁、控制电路、柱塞泵、电磁换向阀、油囊、万向轴、内推靠总成盖板、内推靠总成、下轴承外套、下轴承内套和下主轴力，本实用新型专利技术采用液压系统控制下主轴的角度和方位，控制精度高，利用电磁铁加滑动套，实现外筒和上主轴离合与井壁支撑联动控制，结构紧凑，使用寿命长，本实用新型专利技术内推靠总成和万向轴的接触部分采用圆弧面接触，增加受力面，万向轴和下主轴的运动更加平稳。轴的运动更加平稳。轴的运动更加平稳。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转导向工具


[0001]本技术涉及油气井钻探
，更具体地讲，涉及一种井下导向钻井工具。

技术介绍

[0002]随着常规油气资源的不断开发，常规油气资源逐渐减少，油气开采向页岩气、致密气等非常规资源发展，为降低钻井成本给常规资源开采多采用丛式平台加水平井方式开采。在丛式水平井钻井过程中，井眼轨迹控制难度大、水平段摩阻扭矩达，钻井周期长，很大程度上制约了非常规油气资源开发进程，旋转导向工具通过实时监测井下钻井参数，能够实时调节钻柱工具面和方位，保证钻头能够朝着目标层位钻进，作业效率高，为钻井节约大量周期，是实现非常规资源高效开发的有效手段。
[0003]如申请号为CN200780019637.3，名称为旋转导向工具的专利技术专利，其公开了一种旋转导向工具，其适于安装在井下钻井设备中用于调整所述设备的钻井方向，所述旋转导向工具包括：管状外壳；至少一个导向推动器，所述导向推动器可滑动地安装在所述外壳上，以在伸出位置和退回位置之间移动，处于所述伸出位置时导向推动器与通过钻井设备形成的井筒壁接合，处于所述退回位置时导向推动器不与所述井筒壁接合；管状套筒，所述管状套筒安装在所述外壳内，并以其第一和第二端连接在钻柱上，以向钻头传递旋转驱动力，其中所述套筒限定向钻头输送钻井液的通路；压力腔，所述压力腔限定在所述套筒和外壳之间，并与至少一个所述导向推动器连通，以使所述导向推动器从其退回位置移至伸出位置；和活塞，所述活塞可滑动地安装在所述管状套筒中，并借助钻井液压力的预定变化在第一轴向位置和第二轴向位置之间的移动，处于所述第一轴向位置时套筒的内部与压力腔直接连通，从而使至少一个所述导向推动器移至其伸出位置而与井筒壁接合并调整钻井设备的钻井方向，处于所述第二轴向位置时，套筒的内部不与压力腔直接连通，从而防止一个或每个所述导向推动器移至其伸出位置。
[0004]现有技术中控制精度不高，增加了卡钻风险。
[0005]现有技术造斜能力不足，使用寿命不长。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术中控制精度不高，增加了卡钻风险，斜能力不足，使用寿命不长的不足，本技术提供了一种旋转导向工具。
[0007]一种旋转导向工具，其特征在于包括:上主轴、上轴承内套、上轴承外套、支撑环、弹簧、外筒、滑动套、外推靠总成、外推靠总成盖板、电磁铁、控制电路、柱塞泵、电磁换向阀、油囊、万向轴、内推靠总成盖板、内推靠总成、下轴承外套、下轴承内套和下主轴，所述上主轴上部的台阶面安装上轴承内套，所述上轴承内套的下方设置有滑动套，所述上主轴的下部与万向轴连接，所述万向轴下端通过螺纹与下主轴相连，所述下主轴台阶面上设置有下轴承内套，所述外筒的上端面通过螺纹设置有上轴承外套，所述外筒的下端面通过螺纹安装上轴承外套，所述上主轴、万向轴和下主轴穿过整个外筒，通过上轴承内套、上轴承外套
和下轴承外套和下轴承内套组成与外筒的相对转动的轴承系统，所述外筒的上部内台阶面的孔内设置有电磁铁，所述电磁铁上方滑动套，所述滑动套上方设置有弹簧和支撑环，所述支撑环上端通过上轴承外套固定，外推靠总成通过外推靠总成盖板安装在外筒上。
[0008]所述旋转导向工具还包括：控制电路、柱塞泵、电磁换向阀和油囊，所述外筒的中部设置上下分布的两个槽，所述控制电路设置在上端的槽内部，所述柱塞泵、电磁换向阀和油囊设置在下方的槽内部。
[0009]所述外推靠总成的内端滚轮与滑动套上的凹槽相接触。
[0010]所述电磁铁用于推定滑动套向上运动。
[0011]所述控制电路用于控制柱塞泵的开启关闭和电磁换向阀的换向。
[0012]所述凹槽接触的位置变化可使外推靠总成伸出长度发生变化。
[0013]所述外筒的下部安装有3个内推靠总成，内推靠总成伸出的支撑块与万向轴接触，所述内推靠总成上设置有用于密封保护内推靠总成的内推靠总成盖板。
[0014]所述的旋转导向工具在工作时，若不需要导向钻进，控制电路控制电磁铁通电，推动滑动套向上运动，滑动套的内花键与上主轴的外花键接触，上主轴和外筒称为一体，可一起转动，同时由于滑动套上有凹槽，外推靠总成在弹簧弹力作用下，顺着凹槽的轨迹，向内运动，外推靠总成全部收回到外筒内。
[0015]当需要导向钻进时，电磁铁断电，在弹簧弹力作用下，滑动套向下运动，与上主轴分离，同时外推靠总成顺着凹槽的轨迹，开始压缩弹簧，使外推靠总成向外伸出支撑到井壁上。上主轴高速转动时，外筒由于井壁支撑不转动或以很小速度转动。
[0016]当需要调整旋转导向工具的工具面时，控制电路控制柱塞泵动作，将油囊中的液压油泵入到内推靠总成内外液缸，通过控制进入液缸的压力使内推靠总成伸出长度不同，使万向轴向不同方向偏转，从而控制下主轴的工具面方向。当工具面调整到位后，电磁换向阀动作关闭流道，实现下主轴的方向锁定。
[0017]滑动套在电磁铁和弹簧的作用下可沿上主轴上下运动，实现外筒与上主轴的离合。
[0018]滑动套在实现外筒与上主轴的离合的同时，能够自动控制外推靠总成的伸出和收回，实现井壁的支撑和不支撑。
[0019]上主轴和下主轴通过万向轴连接，改变万向轴到内推靠总成的距离可调节工具的造斜能力，同时增加万向轴和外筒之间的间隙，也可是下主轴偏转更大角度，提高工具造斜率。
[0020]内推靠总成和万向轴的接触部分采用圆弧面接触，增加受力面，万向轴和下主轴的运动更加平稳。
[0021]本技术的有益效果：
[0022]1.本技术采用液压系统控制下主轴的角度和方位，控制精度高。
[0023]2.本技术外推靠总成各方向受力相同，可使工具在井眼中居中，降低卡钻风险。
[0024]3.本技术下主轴的支点距离钻头近，旋转导向的造斜能力高。
[0025]4.本技术利用电磁铁加滑动套，实现外筒和上主轴离合与井壁支撑联动控制，结构紧凑，使用寿命长。
[0026]5.本技术内推靠总成和万向轴的接触部分采用圆弧面接触，增加受力面，万向轴和下主轴的运动更加平稳。
[0027]6.本技术上主轴和下主轴通过万向轴连接，改变万向轴到内推靠总成的距离可调节工具的造斜能力，同时增加万向轴和外筒之间的间隙，也可是下主轴偏转更大角度，提高工具造斜率。
[0028]附图标记
[0029]1、主轴，2、上轴承内套，3、上轴承外套，4、支撑环，5、弹簧，6、外筒，7、滑动套，8、外推靠总成，9、外推靠总成盖板，10、电磁铁，11、控制电路，12、柱塞泵，13、电磁换向阀，14、油囊，15、万向轴，16、内推靠总成盖板，17、内推靠总成，18、下轴承外套，19、下轴承内套，20、下主轴，101、第一内推靠总成外液缸，102、第一内推靠总成内液缸，103、第二内推靠总成外液缸，104、第二内推靠总成内液缸，105、第三内推靠总成外液缸，106、第三内推靠总成内液缸。
附图说明
[0030]图1为本技术的结构示意图；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转导向工具，其特征在于包括:上主轴（1）、上轴承内套（2）、上轴承外套（3）、支撑环（4）、弹簧（5）、外筒（6）、滑动套（7）、外推靠总成（8）、外推靠总成盖板（9）、电磁铁（10）、控制电路（11）、柱塞泵（12）、电磁换向阀（13）、油囊（14）、万向轴（15）、内推靠总成盖板（16）、内推靠总成（17）、下轴承外套（18）、下轴承内套（19）和下主轴（20），所述上主轴（1）上部的台阶面安装上轴承内套（2），所述上轴承内套（2）的下方设置有滑动套（7），所述上主轴（1）的下部与万向轴（15）连接，所述万向轴（15）下端通过螺纹与下主轴（20）相连，所述下主轴（20）台阶面上设置有下轴承内套（19），所述外筒（6）的上端面通过螺纹设置有上轴承外套（3），所述外筒（6）的下端面通过螺纹安装上轴承外套（3），所述上主轴（1）、万向轴（15）和下主轴（20）穿过整个外筒（6），通过上轴承内套（2）、上轴承外套（3）和下轴承外套（18）和下轴承内套（19）组成与外筒（6）的相对转动的轴承系统，所述外筒（6）的上部内台阶面的孔内设置有电磁铁（10），所述电磁铁（10）上方滑动套（7），所述滑动...

【专利技术属性】
技术研发人员：白璟，黄崇君，陆灯云，张继川，贾利春，郑海波，李雷，李伟成，张德军，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：新型
国别省市：