导向控制装置及旋转导向钻井工具制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种导向控制装置及旋转导向钻井工具，包括调整盘、方位调整机构、倾角调整机构和滑接件；调整盘包括轴套和活动盘，活动盘套设于轴套的外侧；活动盘与轴套之间设置有连接件；方位调整机构连接轴套，并驱动轴套旋转；倾角调整机构与轴套随动，并连接于活动盘的第一盘面，倾角调整机构带动活动盘绕设定径向线摆动；滑接件与活动盘滑动连接，且滑接件在活动盘上沿轴套的周向相对滑动，滑接件上设置有用于连接控制杆的第二滑槽，且第二滑槽沿轴套的径向延伸。本发明专利技术对方位角和结构角设置各自的调整机构，控制过程简单稳定。控制过程简单稳定。控制过程简单稳定。

【技术实现步骤摘要】
导向控制装置及旋转导向钻井工具


[0001]本专利技术涉及导向控制
，尤其涉及一种导向控制装置及旋转导向钻井工具。

技术介绍

[0002]旋转导向钻进技术通过设置井底偏置机构，使旋转导向系统能灵活调整井斜和方位，尤其适合复杂3D井、大位移井的钻进，高精度的轨迹控制也使得钻井的质量和安全性大大提高。其中，指向式旋转导向钻井系统因其钻出的井眼光滑，井身质量和安全性高，应用非常广泛。
[0003]中国专利CN113073939A公开了一种内推式旋转导向钻井工具，包括外壳本体、调节机构、液压驱动机构、调整楔块、调整杆和钻头座。外壳本体的内部环圆周设置三组调节机构、液压控制机构和调整楔块，各组的调节机构、液压控制机构和调整楔块沿轴向布置，且各组调节机构、液压控制机构和调整楔块与外壳本体随动；调节机构用于控制对应组的液压驱动机构的轴向移动和位移，液压驱动机构通过拉杆连接对应组的调整楔块。调整杆的上端设置调整球座，调整球座位于三个调节楔块围构的中心，调整杆与外壳本体之间设置有旋转支点，调整杆的下部设置钻头座。工作时，通过控制调节机构，实现驱动液压控制机构的运动方向和运动行程的改变，使液压控制机构带动调整楔块周规律性运动，从而改变钻头座的相对地面的方位角和相对外壳本体的结构角，实现旋转导向钻进。
[0004]但是，上述技术方案中，调整方位角和结构角需要同时控制各组调节机构的运动状态，控制过程复杂。

技术实现思路

[0005]为了解决
技术介绍
中提到的至少一个问题，本专利技术提供一种导向控制装置及旋转导向钻井工具，对方位角和结构角设置各自的调整机构，控制过程简单稳定。
[0006]为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供一种导向控制装置，包括调整盘、方位调整机构、倾角调整机构和滑接件；所述调整盘包括轴套和活动盘，所述活动盘套设于所述轴套的外侧；所述活动盘与所述轴套之间设置有连接件，所述连接件的第一端与所述轴套连接，所述连接件的第二端与所述活动盘上的第一位置和第二位置分别铰接，且所述第一位置和所述第二位置沿所述轴套的同一设定径向线设置；所述方位调整机构连接所述轴套，并驱动所述轴套旋转；所述倾角调整机构与所述轴套随动，并连接于所述活动盘的第一盘面，所述倾角调整机构带动所述活动盘绕所述设定径向线摆动；所述滑接件与所述活动盘滑动连接，且所述滑接件在所述活动盘上沿所述轴套的周向相对滑动，所述滑接件上设置有用于连接控制杆的第二滑槽，且所述第二滑槽沿所述轴套的径向延伸。
[0007]作为本专利技术第一方面的进一步方案，所述轴套和所述活动盘同轴线设置，所述滑接件设置有多个，多个所述滑接件均滑动连接于所述活动盘的外缘；各所述滑接件均设置有所述第二滑槽，所述第二滑槽设置于所述滑接件上靠近所述活动盘的第二盘面的一侧；
所述第二盘面与所述第一盘面位于所述活动盘上沿所述轴套的轴向的相对两侧，所述第二滑槽的横截面的形状包括用于滑动连接所述控制杆的控制球头的圆弧形。
[0008]作为本专利技术第一方面的进一步方案，所述连接件包括第一销轴，所述第一销轴沿所述设定径向线设置，所述第一销轴穿设所述第一位置、所述轴套和所述第二位置，连接所述轴套和所述活动盘；
[0009]或者，所述连接件包括两个第二销轴，各所述第二销轴均沿所述设定径向线设置，其中一个所述第二销轴穿设所述第一位置与所述轴套，另一个所述第二销轴穿设所述第二位置与所述轴套，两所述第二销轴分别连接所述轴套和所述活动盘；
[0010]或者，所述连接件包括两个支撑杆，两个所述支撑杆对称设置于所述轴套的相对两侧，各所述支撑杆的第一端均与所述轴套固定连接，各所述支撑杆的第二端均与所述第一位置处和所述第二位置处的所述活动盘万向连接。
[0011]作为本专利技术第一方面的进一步方案，所述方位调整机构包括方位驱动件和方位传动组件，所述方位传动组件连接于所述轴套和所述方位驱动件之间，所述方位驱动件通过所述方位传动组件驱动所述轴套旋转；所述倾角调整机构包括倾角驱动件和倾角传动组件，所述倾角传动组件连接于所述活动盘和所述倾角驱动件之间，所述倾角驱动件通过所述倾角传动组件驱动所述活动盘摆动。
[0012]作为本专利技术第一方面的进一步方案，所述方位传动组件包括第三直齿轮，所述第三直齿轮与所述轴套同轴连接，所述方位驱动件连接所述第三直齿轮，并驱动所述第三直齿轮旋转。
[0013]作为本专利技术第一方面的进一步方案，所述方位驱动件包括方位驱动电机，所述方位传动件还包括第一直齿轮，所述方位驱动电机的输出轴连接所述第一直齿轮，所述第一直齿轮啮合连接所述第三直齿轮；
[0014]所述方位驱动电机和所述第一直齿轮设置有至少一组，当设置有多组所述方位驱动电机和所述第一直齿轮，多组所述方位驱动电机和所述第一直齿轮环所述第三直齿轮的周向设置，各组的所述方位驱动电机连接对应组的所述第一直齿轮，各所述第一直齿轮分别与所述第三直齿轮啮合连接。
[0015]作为本专利技术第一方面的进一步方案，所述倾角传动组件包括倾角调整螺母和倾角调整螺杆，所述倾角调整螺母和所述倾角调整螺杆均设置于所述第三直齿轮的靠近所述第一盘面的一侧；所述倾角调整螺杆平行于所述轴套的轴向设置，所述轴套或所述第三直齿轮设置有延伸至所述倾角调整螺杆的悬臂梁，且所述悬臂梁开设有对应所述倾角调整螺杆的螺纹孔，所述倾角调整螺杆螺纹连接于所述螺纹孔内；所述倾角调整螺母螺纹连接于所述倾角调整螺杆的第一端，所述倾角调整螺杆的第二端滑动连接于所述第一盘面，且所述倾角调整螺杆在所述第一盘面上沿所述轴套的径向相对滑动；所述倾角驱动机构连接所述倾角调整螺母，并驱动所述倾角调整螺母旋转。
[0016]作为本专利技术第一方面的进一步方案，所述倾角驱动件包括倾角驱动电机，所述倾角传动组件还包括第二直齿轮和第四直齿内齿轮；所述第四直齿内齿轮同轴套设于所述第三直齿轮的外侧，且所述第四直齿内齿轮与所述第三直齿轮间隔设置，所述倾角调整螺母位于所述第四直齿内齿轮和所述第三直齿轮之间，且所述倾角调整螺母的外周设置与所述第四直齿内齿轮的内齿匹配的外齿圈；所述倾角驱动电机的输出轴连接所述第二直齿轮，
所述第二直齿轮啮合连接所述第四直齿内齿轮第一端的内齿，所述第四直齿内齿轮第二端的内齿啮合连接所述倾角调整螺母；
[0017]所述倾角驱动电机和所述第二直齿轮设置有至少一组，当设置有多组所述倾角驱动电机和所述第二直齿轮，多组所述倾角驱动电机和所述第二直齿轮环所述第四直齿内齿轮第一端的内齿的周向设置，各组的所述倾角驱动电机连接对应组的所述第二直齿轮，各所述第二直齿轮分别与所述第四直齿内齿轮第一端的内齿啮合连接。
[0018]作为本专利技术第一方面的进一步方案，还包括第一壳体，所述第一壳体呈两端敞口且中空设置；所述第一壳体内的第一端固定安装有驱动架，所述方位驱动件和所述倾角驱动件安装于所述驱动架上，所述轴套和所述活动盘设置于所述第一壳体内的第二端，所第四直齿内齿轮通过轴承安装于所述第一壳体内的中部，所述第三直齿轮连接于所述驱动架和所述轴套之间。
[0019]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导向控制装置，其特征在于，包括调整盘、方位调整机构、倾角调整机构和滑接件；所述调整盘包括轴套和活动盘，所述活动盘套设于所述轴套的外侧；所述活动盘与所述轴套之间设置有连接件，所述连接件的第一端与所述轴套连接，所述连接件的第二端与所述活动盘上的第一位置和第二位置分别铰接，且所述第一位置和所述第二位置沿所述轴套的同一设定径向线设置；所述方位调整机构连接所述轴套，并驱动所述轴套旋转；所述倾角调整机构与所述轴套随动，并连接于所述活动盘的第一盘面，所述倾角调整机构带动所述活动盘绕所述设定径向线摆动；所述滑接件与所述活动盘滑动连接，且所述滑接件在所述活动盘上沿所述轴套的周向相对滑动，所述滑接件上设置有用于连接控制杆的第二滑槽，且所述第二滑槽沿所述轴套的径向延伸。2.根据权利要求1所述的导向控制装置，其特征在于，所述轴套和所述活动盘同轴线设置，所述滑接件设置有多个，多个所述滑接件均滑动连接于所述活动盘的外缘；各所述滑接件均设置有所述第二滑槽，所述第二滑槽设置于所述滑接件上靠近所述活动盘的第二盘面的一侧；所述第二盘面与所述第一盘面位于所述活动盘上沿所述轴套的轴向的相对两侧，所述第二滑槽的横截面的形状包括用于滑动连接所述控制杆的控制球头的圆弧形。3.根据权利要求1所述的导向控制装置，其特征在于，所述连接件包括第一销轴，所述第一销轴沿所述设定径向线设置，所述第一销轴穿设所述第一位置、所述轴套和所述第二位置，连接所述轴套和所述活动盘；或者，所述连接件包括两个第二销轴，各所述第二销轴均沿所述设定径向线设置，其中一个所述第二销轴穿设所述第一位置与所述轴套，另一个所述第二销轴穿设所述第二位置与所述轴套，两所述第二销轴分别连接所述轴套和所述活动盘；或者，所述连接件包括两个支撑杆，两个所述支撑杆对称设置于所述轴套的相对两侧，各所述支撑杆的第一端均与所述轴套固定连接，各所述支撑杆的第二端均与所述第一位置处和所述第二位置处的所述活动盘万向连接。4.根据权利要求1
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3任一项所述的导向控制装置，其特征在于，所述方位调整机构包括方位驱动件和方位传动组件，所述方位传动组件连接于所述轴套和所述方位驱动件之间，所述方位驱动件通过所述方位传动组件驱动所述轴套旋转；所述倾角调整机构包括倾角驱动件和倾角传动组件，所述倾角传动组件连接于所述活动盘和所述倾角驱动件之间，所述倾角驱动件通过所述倾角传动组件驱动所述活动盘摆动。5.根据权利要求4所述的导向控制装置，其特征在于，所述方位传动组件包括第三直齿轮，所述第三直齿轮与所述轴套同轴连接，所述方位驱动件连接所述第三直齿轮，并驱动所述第三直齿轮旋转。6.根据权利要求5所述的导向控制装置，其特征在于，所述方位驱动件包括方位驱动电机，所述方位传动件还包括第一直齿轮，所述方位驱动电机的输出轴连接所述第一直齿轮，所述第一直齿轮啮合连接所述第三直齿轮；所述方位驱动电机和所述第一直齿轮设置有至少一组，当设置有多组所述方位驱动电
机和所述第一直齿轮，多组所述方位驱动电机和所述第一直齿轮环所述第三直齿轮的周向设置，各组的所述方位驱动电机连接对应组的所述第一直齿轮，各所述第一直齿轮分别与所述第三直齿轮啮合连接。7.根据权利要求5所述的导向控制装置，其特征在于，所述倾角传动组件包括倾角调整螺母和倾角调整螺杆，所述倾角调整螺母...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳贡慧，陈添，李军，查春青，汪伟，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：