一种斜块自锁式偏置机构及旋转导向工具装置制造方法及图纸

本申请涉及石油勘探测井技术领域，具体公开了一种斜块自锁式偏置机构及旋转导向工具装置，所述推靠板设置有使其保持缩回状态的复位单元和使其伸出的推出单元，所述推出单元包括推动斜块和柱塞，所述推动斜块通过丝杠螺母传动装置使其沿所述推靠板运动方向的垂直方向往复移动，所述柱塞沿所述推靠板运动方向设置，所述柱塞在所述推动斜块斜面的作用下做轴向运动。本申请通过丝杠螺母传动装置和斜块，实现偏置结构伸出和收回，实现旋转导向钻井工具的偏置钻进，采用斜块形式具有自锁功能，可以自动保持推靠板的推出距离，保持恒定的造斜率，而不需要持续的能量供给。而不需要持续的能量供给。而不需要持续的能量供给。

【技术实现步骤摘要】
一种斜块自锁式偏置机构及旋转导向工具装置


[0001]本技术涉及石油勘探测井
，尤其是一种斜块自锁式偏置机构及旋转导向工具装置。

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，现有技术的偏置造斜工具主要是带有弯度的井下丝杠钻具，通过丝杠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。旋转导向钻井系统通过一个偏置机构使钻头偏置，产生侧向导向能力，实现旋转导向的目的，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。
[0003]基于此，如何减少对液压系统的依赖，避免高压密封失效对旋转导向偏置机构的影响，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种斜块自锁式偏置机构及旋转导向工具装置，通过丝杠螺母传动装置和斜块，实现偏置结构伸出和收回，实现旋转导向钻井工具的偏置钻进，采用斜块形式具有自锁功能，可以自动保持推靠板的推出距离，保持恒定的造斜率，而不需要持续的能量供给。
[0005]为实现上述目的，本技术提供一种斜块自锁式偏置机构，包括推靠板，所述推靠板设置有使其保持缩回状态的复位单元和使其伸出的推出单元，所述推出单元包括推动斜块和柱塞，所述推动斜块通过丝杠螺母传动装置使其沿所述推靠板运动方向的垂直方向往复移动，所述柱塞沿所述推靠板运动方向设置，所述柱塞在所述推动斜块斜面的作用下做轴向运动。
[0006]进一步的，所述丝杠螺母传动装置包括丝杠，所述丝杠的端部设置于电动机的转动部，所述推动斜块沿轴中心设置有螺纹孔，所述丝杠穿过所述螺纹孔，使得所述丝杠在转动过程中带动所述推动斜块沿直线方向移动。
[0007]进一步的，还包括稳定套，所述稳定套设置有用于容纳所述推靠板的凹槽，所述凹槽边缘设置有限位槽，所述推靠板的周向设置有伸出的檐体，所述檐体设置于所述限位槽；所述复位单元包括弹性部件，所述弹性部件设置于所述稳定套和所述檐体之间。
[0008]进一步的，所述弹性部件包括弹簧，所述推靠板设置于所述弹簧的内圆。
[0009]进一步的，所述弹性部件的数量为多个，多个所述弹性部件环绕所述推靠板设置。
[0010]本申请还提供了一种旋转导向工具装置，包括芯轴和上述的斜块自锁式偏置机构，所述斜块自锁式偏置机构的数量为至少三个，至少三个的所述斜块自锁式偏置机构均匀环绕所述芯轴设置。
[0011]进一步的，所述芯轴和所述稳定套之间设置有滑动轴承。
[0012]与现有技术相比，本技术通过丝杠螺母传动装置和斜块，实现偏置结构伸出和收回，实现旋转导向钻井工具的偏置钻进，采用斜块形式具有自锁功能，可以自动保持推靠板的推出距离，保持恒定的造斜率，而不需要持续的能量供给。克服了目前大部分偏置结构是电动机直接驱动或者液压系统动力，在运行过程中不能自锁，始终需要外力或电力支持的问题；简化了偏置机构机械结构，降低偏置系统成本，避免了偏置系统液压密封失效对系统的影响，提高系统寿命、提供自锁结构，不需要系统持续工作，节省井下能量。
附图说明
[0013]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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0014]附图1为本技术的实施状态的剖面结构示意图；
[0015]附图2为附图1的A点放大结构示意图。
[0016]附图中：1为芯轴，2滑动轴承，3测控电路，4稳定套，21电动机、22减速器、23减速器输出轴、24上承力盘、25上轴承、26弹簧、27丝杠、28推动斜块、29推靠板、30波纹管、31柱塞、32下轴承、33下承力盘。
具体实施方式
[0017]本技术的核心是提供一种斜块自锁式偏置机构及旋转导向工具装置，通过丝杠螺母传动装置和斜块，实现偏置结构伸出和收回，实现旋转导向钻井工具的偏置钻进，采用斜块形式具有自锁功能，可以自动保持推靠板的推出距离，保持恒定的造斜率，而不需要持续的能量供给。
[0018]为了使本领域的技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图和实施方式对本技术作进一步的详细说明。
[0019]如图1和图2所示，一种斜块自锁式偏置机构，包括推靠板29，所述推靠板29设置有使其保持缩回状态的复位单元和使其伸出的推出单元，所述推出单元包括推动斜块28和柱塞31，所述推动斜块28通过丝杠螺母传动装置使其沿所述推靠板29运动方向的垂直方向往复移动，所述柱塞31沿所述推靠板29运动方向设置，所述柱塞31在所述推动斜块28斜面的作用下做轴向运动。通过丝杠螺母传动装置和斜块，实现偏置结构伸出和收回，实现旋转导向钻井工具的偏置钻进，采用斜块形式具有自锁功能，可以自动保持推靠板29的推出距离，保持恒定的造斜率，而不需要持续的能量供给。克服了目前大部分偏置结构是电动机21直接驱动或者液压系统动力，在运行过程中不能自锁，始终需要外力或电力支持的问题；简化了偏置机构机械结构，降低偏置系统成本，避免了偏置系统液压密封失效对系统的影响，提高系统寿命、提供自锁结构，不需要系统持续工作，节省井下能量。
[0020]在一个具体的实施例中，所述丝杠螺母传动装置包括丝杠27，所述丝杠27的端部设置于电动机21的转动部，所述推动斜块28沿轴中心设置有螺纹孔，所述丝杠27穿过所述螺纹孔，使得所述丝杠27在转动过程中带动所述推动斜块28沿直线方向移动。具体操作中，丝杠螺母传动装置包括电动机21、丝杠27和螺母，也可以包括减速器22，电动机21的输出轴与减速器22的输入轴连接，减速器22的输出轴与丝杠27通过联轴器等方式连接，丝杠27通过上承压盘24，下承压盘33，上轴承25、下轴承32，居中并轴向固定，丝杠27上部套设有推动斜块28，推动斜块28优选为锥形，推动斜块28的轴中心设置有具有内螺纹的通孔，使得推动斜块28可以实现螺母的作用，推动斜块28外缘呈斜锥面形式，斜锥面与斜面圆柱斜面配合接触连接，斜面圆柱端部套装圆柱帽。电动机21与减速器22连接固定在与稳定套4进行圆周方向的固定，克服电动机21的反扭矩，电动机21不承受任何轴向推力和拉力。上轴承25和下轴承32安装在丝杠27两端，确保丝杠27的居中安装，上承力盘24和下承力盘33固定安装在稳定套4上，上下承力盘33之间的距离固定，承力盘上分别固定有上轴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种斜块自锁式偏置机构，其特征在于：包括推靠板(29)，所述推靠板(29)设置有使其保持缩回状态的复位单元和使其伸出的推出单元，所述推出单元包括推动斜块(28)和柱塞(31)，所述推动斜块(28)通过丝杠螺母传动装置使其沿所述推靠板(29)运动方向的垂直方向往复移动，所述柱塞(31)沿所述推靠板(29)运动方向设置，所述柱塞(31)在所述推动斜块(28)斜面的作用下做轴向运动。2.根据权利要求1所述的斜块自锁式偏置机构，其特征在于：所述丝杠螺母传动装置包括丝杠(27)，所述丝杠(27)的端部设置于电动机(21)的转动部，所述推动斜块(28)沿轴中心设置有螺纹孔，所述丝杠(27)穿过所述螺纹孔，使得所述丝杠(27)在转动过程中带动所述推动斜块(28)沿直线方向移动。3.根据权利要求1或2所述的斜块自锁式偏置机构，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱杰然，杨宁宁，侯树刚，郭同政，王宇飞，蔡远东，李洪彪，
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：