一种旋转导向工具制造技术

本发明专利技术公开了一种旋转导向工具，包括上传动轴总成、上万向轴总成、直外壳、上螺杆马达定转子、柔性管、控制阀、测量装置、下螺杆马达定转子、弯外壳、下万向轴总成、下传动轴总成和钻头。本发明专利技术仅由常规的螺杆马达、井下控制阀等组成，即可实现旋导向的基本功能；且由于在井下完成了测量及控制，不需要对测量的信号进行泥浆编码，节约了大量时间，控制精度、响应速度可以大大提高，本发明专利技术可大大降低旋转导向工具的使用维护成本。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转导向工具
本专利技术涉及石油钻井
，特别是一种旋转导向工具。
技术介绍
随着石油钻井工艺的发展，定向井及水平井工艺已成为开采油气藏的主要手段。但在进行定向钻井时，若使用传统的弯螺杆马达则需要保持弯螺杆马达上部的钻柱保持非旋转状态，增加了钻井过程中上部钻柱及下部钻具组合受到的摩擦力，造成“托压”现象，钻井速度受到极大的限制。若使用常规旋转导向工具，可以通过井下钻具上的微型电液系统实现上部钻柱旋转的同时，保持下部钻具沿着某个特定的方向进行造斜。但旋转导向工具的使用及维护成本极高，大大增加了钻井成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种旋转导向工具，该工具可大大降低旋转导向工具的使用维护成本，并实现旋导向的基本功能。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种旋转导向工具，包括上传动轴总成、上万向轴总成、直外壳、上螺杆马达定转子、柔性管、控制阀、测量装置、下螺杆马达定转子、弯外壳、下万向轴总成、下传动轴总成和钻头，所述上传动轴总成包括上心轴和上传动轴外壳，所述上心轴的上部用于连接钻柱，所述上螺杆马达定转子包括上转子和上定子，所述上转子内设有第二过流孔，所述上万向轴总成分别与所述上心轴的下部、所述上转子的上部固定连接，所述上万向轴总成上设有第一过流孔，所述上转子的下部通过所述柔性管连接所述控制阀，所述控制阀包括阀体和阀芯，所述阀体设有第三过流孔，所述第一过流孔、所述第二过流孔、所述第三过流孔相互连通，所述阀芯位于所述第三过流孔内，所述阀芯连接有驱动杆，所述驱动杆驱动所述阀芯在所述第三过流孔内运动，所述驱动杆连接有控制器，所述测量装置包括测量探管和测控外壳，所述测量探管与所述控制阀固定连接，所述测量探管与所述控制器通信连接，所述下螺杆马达定转子包括下转子和下定子，所述传动轴总成包括下心轴和下传动轴外壳，所述下万向轴总成分别与所述下转子的下部、所述下心轴的上部固定连接，所述下心轴的下部与所述钻头固定连接，所述上心轴设有第四过流孔，所述下心轴设有第五过流孔，所述第四过流孔用于使钻井泥浆流出所述上心轴的中心孔，所述第五过流孔用于使钻井泥浆流入所述下心轴的中心孔，所述上定子的上部通过所述直外壳固定连接所述上传动轴外壳，所述上定子的下部通过所述测控外壳固定连接所述下定子的上部，所述下定子的下部通过所述弯外壳固定连接所述下传动轴外壳。所述上心轴和所述上传动轴外壳之间可间隙配合也可密封配合，但需保证所述上心轴和所述上传动轴外壳之间能够进行相对转动。而在钻井过程中会产生高热，若采用间隙配合，钻井泥浆通过上心轴和上传动外壳之间的间隙溢出，则溢出的钻井泥浆起到冷却液的作用，从而对整个导向工具外部起到降温的作用。使用时，假设钻柱以顺时针转速R1旋转，当钻井泥浆依次通过钻柱、上传动轴总成进入上螺杆马达定转子时，由于上转子通过上万向轴总成与上心轴连接，因此上转子的转速与钻柱转速相同，均为R1，在钻井泥浆排量作用下，上定子将带动直外壳、测控外壳、下定子、弯外壳相对于上转子以转速R2逆时针旋转，由于钻柱转速与上定子转速方向相反，因此转速可以部分抵消。调节经过上螺杆马达定转子的泥浆排量时，可以改变上定子的转速，当其转速R2与钻柱转速R1相等时，则上定子与钻柱的转速完全抵消，上定子所连接的直外壳、测控外壳、下定子、弯外壳相对大地静止，且此时钻柱以顺时针R1转速旋转，从而达到旋转导向的目的。本专利技术仅由常规的螺杆马达、井下控制阀等组成，即可实现旋导向的基本功能。且由于在井下完成了测量及控制，不需要对测量的信号进行泥浆编码，节约了大量时间，控制精度、响应速度可以大大提高，本专利技术可大大降低旋转导向工具的使用维护成本。作为本专利技术的优选方案，所述上转子为空心转子，所述第二过流孔即为所述上转子的空心轴。作为本专利技术的优选方案，所述上转子的下部与所述柔性管的螺纹连接或焊接。作为本专利技术的优选方案，所述柔性管的下部插入所述阀体，且所述柔性管和所述阀体为间隙配合。作为本专利技术的优选方案，所述测量探管能够探测工具面信息和转速信息。作为本专利技术的优选方案，所述控制器设有传感器和电池，所述传感器用于测量工具面信息和转速信息，所述电池用于为所述控制器供电。作为本专利技术的优选方案，所述固定连接方式包括螺纹连接，螺纹连接更加适用于井下环境。作为本专利技术的优选方案，所述上万向轴总成包括上轴承连接杆和上转子连接杆，所述上轴承连接杆和所述上心轴的下部螺纹连接，所述上转子连接杆和所述上转子的上部螺纹连接。作为本专利技术的优选方案，所述下万向轴总成包括下转子连接杆和下轴承连接杆，所述下转子连接杆和所述下转子的下部螺纹连接，所述下轴承连接杆和所述下心轴的上部螺纹连接。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术仅由常规的螺杆马达、井下控制阀等组成，即可实现旋导向的基本功能。且由于在井下完成了测量及控制，不需要对测量的信号进行泥浆编码，节约了大量时间，控制精度、响应速度可以大大提高，本专利技术可大大降低旋转导向工具的使用维护成本。(2)本专利技术增设了上传动轴总成、上万向轴总成、直外壳、上螺杆马达定转子、柔性管、控制阀等部件，从而使得测量数据能及时得到反馈，操作人员能及时进行处理，减少了处理不及时现象，进而能较大程度的避免误操作。(3)采用本专利技术所述的旋转导向装置进行调节操作时，钻柱不需要停止转动，从而不会出现卡钻现象。附图说明图1是本专利技术所述的旋转导向工具的结构示意图。图2是本专利技术实施例1所述的旋转导向工具的剖视图(局部)。图3是本专利技术实施例2所述的旋转导向工具的剖视图(局部)。图标：1-上传动轴总成，1a-上心轴，1b-上传动轴外壳，1c-第四过流孔，2-上万向轴总成，2a-上轴承连接杆，2b-上转子连接杆，2c-第一过流孔，3-直外壳，4-上螺杆马达定转子，4a-上转子，4b-上定子，4c-第二过流孔，5-柔性管，6-控制阀，6a-阀体，6b-阀芯，6c-驱动杆，6d-控制器，6e-控制阀外壳，6f-第三过流孔，6g-传感器，6h-电池，7-测量装置，7a-测量探管，7b-测控外壳，8-下螺杆马达定转子，8a-下转子，8b-下定子，9-弯外壳，10-下万向轴总成，10a-下转子连接杆，10b-下轴承连接杆，11-下传动轴总成，11a-下心轴，11b-下传动轴外壳，11c-第五过流孔，12-钻头。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术作详细的说明。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1如图1所示，一种旋转导向工具，包括上传动轴总成1、上万向轴总成2、直外壳3、上螺杆马达定转子4、柔性管5、控制阀6、测量装置7、下螺杆马达定转子8、弯外壳9、下万向轴总成10、下传动轴总本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转导向工具，其特征在于，包括上传动轴总成(1)、上万向轴总成(2)、直外壳(3)、上螺杆马达定转子(4)、柔性管(5)、控制阀(6)、测量装置(7)、下螺杆马达定转子(8)、弯外壳(9)、下万向轴总成(10)、下传动轴总成(11)和钻头(12)，/n所述上传动轴总成(1)包括上心轴(1a)和上传动轴外壳(1b)，所述上心轴(1a)的上部用于连接钻柱，所述上螺杆马达定转子(4)包括上转子(4a)和上定子(4b)，所述上转子(4a)内设有第二过流孔(4c)，所述上万向轴总成(2)分别与所述上心轴(1a)的下部、所述上转子(4a)的上部固定连接，所述上万向轴总成(2)上设有第一过流孔(2c)，/n所述上转子(4a)的下部通过所述柔性管(5)连接所述控制阀(6)，所述控制阀(6)包括阀体(6a)和阀芯(6b)，所述阀体(6a)设有第三过流孔(6f)，所述第一过流孔(2c)、所述第二过流孔(4c)、所述第三过流孔(6f)相互连通，所述阀芯(6b)位于所述第三过流孔(6f)内，所述阀芯(6b)连接有驱动杆(6c)，所述驱动杆(6c)驱动所述阀芯(6b)在所述第三过流孔(6f)内运动，所述驱动杆(6c)连接有控制器(6d)，/n所述测量装置(7)包括测量探管(7a)和测控外壳(7b)，所述测量探管(7a)与所述控制阀(6)固定连接，所述测量探管(7a)与所述控制器(6d)通信连接，/n所述下螺杆马达定转子(8)包括下转子(8a)和下定子(8b)，所述传动轴总成(11)包括下心轴(11a)和下传动轴外壳(11b)，所述下万向轴总成(10)分别与所述下转子(8a)的下部、所述下心轴(11a)的上部固定连接，所述下心轴(11a)的下部与所述钻头(12)固定连接，/n所述上心轴(1a)设有第四过流孔(1c)，所述下心轴(11a)设有第五过流孔(11c)；/n所述上定子(4b)的上部通过所述直外壳(3)固定连接所述上传动轴外壳(1b)，所述上定子(4b)的下部通过所述测控外壳(7b)固定连接所述下定子(8b)的上部，所述下定子(8b)的下部通过所述弯外壳(9)固定连接所述下传动轴外壳(11b)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种旋转导向工具，其特征在于，包括上传动轴总成(1)、上万向轴总成(2)、直外壳(3)、上螺杆马达定转子(4)、柔性管(5)、控制阀(6)、测量装置(7)、下螺杆马达定转子(8)、弯外壳(9)、下万向轴总成(10)、下传动轴总成(11)和钻头(12)，
所述上传动轴总成(1)包括上心轴(1a)和上传动轴外壳(1b)，所述上心轴(1a)的上部用于连接钻柱，所述上螺杆马达定转子(4)包括上转子(4a)和上定子(4b)，所述上转子(4a)内设有第二过流孔(4c)，所述上万向轴总成(2)分别与所述上心轴(1a)的下部、所述上转子(4a)的上部固定连接，所述上万向轴总成(2)上设有第一过流孔(2c)，
所述上转子(4a)的下部通过所述柔性管(5)连接所述控制阀(6)，所述控制阀(6)包括阀体(6a)和阀芯(6b)，所述阀体(6a)设有第三过流孔(6f)，所述第一过流孔(2c)、所述第二过流孔(4c)、所述第三过流孔(6f)相互连通，所述阀芯(6b)位于所述第三过流孔(6f)内，所述阀芯(6b)连接有驱动杆(6c)，所述驱动杆(6c)驱动所述阀芯(6b)在所述第三过流孔(6f)内运动，所述驱动杆(6c)连接有控制器(6d)，
所述测量装置(7)包括测量探管(7a)和测控外壳(7b)，所述测量探管(7a)与所述控制阀(6)固定连接，所述测量探管(7a)与所述控制器(6d)通信连接，
所述下螺杆马达定转子(8)包括下转子(8a)和下定子(8b)，所述传动轴总成(11)包括下心轴(11a)和下传动轴外壳(11b)，所述下万向轴总成(10)分别与所述下转子(8a)的下部、所述下心轴(11a)的上部固定连接，所述下心轴(11a)的下部与所述钻头(12)固定连接，
所述上心轴(1a)设有第四过流孔(1c)，所述下心轴(11a)设有第五过流孔(11c)；
所述上定子(4b)的上部通过所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜中舰，单代伟，姚宇翔，白明，曹良波，李杰，唐珊，
申请(专利权)人：四川宏华石油设备有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51