【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于石油钻井，具体涉及一种矢量式旋转导向系统导向执行机构。
技术介绍
1、本部分陈述所提供的与本专利技术相关的
技术介绍
，仅用于增加对总体背景的理解，不必然构成本领域所公知的现有技术。
2、旋转导向钻井工具可以根据对于井下各类参数的监测以及实际需要，按相关的指令进行井身轨迹(包括井斜、方位)的控制和调整。旋转导向钻井系统主要由井下旋转导向钻井工具系统、双向通讯系统和地面监控系统三大部分组成。旋转导向钻井工具在井下工作时具有两种基本控制执行模式，一是导向执行模式，二是造斜执行模式，导向执行机构是该工具功能实现的最终执行机构，其中工作液控制分配单元的设计是旋转导向钻井工具导向功能的关键和难点之一。
3、根据执行机构导向方式的不同，可以将现有的旋转导向系统分为位移工作方式的“指向式”和力工作方式的“推靠式”。推靠式是指偏置机构安放在靠近钻头位置，其后串接一个或多个钻柱稳定器，在旋转导向过程中，偏置机构通过推靠井壁，给钻头一个侧向反力从而使钻头沿给定方向钻进。相较于指向式旋转导向系统，推靠式系统具有造斜率高，钻柱强度好等优点。但也容易产生螺旋井眼等问题，影响后续钻采开发。
4、推靠式按照工作方式的不同又可分为静态推靠式和动态推靠式两种。典型的推靠式系统包括贝克休斯公司的auto trak g3与斯伦贝谢公司的powerdrive x6。auto trak旋转导向系统是一种静态推靠式系统，其安装液压系统及推靠活塞的外套在钻井过程中不旋转或相对井壁小范围慢速转动，使得测控过程相对稳定，但也导致难以
5、动态推靠式旋转导向钻井技术结构更为简单，且全旋转的钻进使钻柱与井壁间几乎没有静止点，使其更能适合各种复杂的环境，在大位移水平井等高难度井的钻井作业中更具竞争力，因此被广泛应用。但是目前在动态推靠式旋转导向钻井工具所使用的盘阀式液压分配装置会导致井下钻具受到横向冲击与振动，导致钻具的使用寿命下降，此外，由于翼肋伸缩频繁和液压控制系统的钻井液的作用，会使钻具受到较大的磨损。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种矢量式旋转导向系统导向执行机构，能够在保证钻井工作正常进行的前提下，减少执行机构所受冲击，提高造斜率，延长工具使用寿命。
2、为了实现上述目的，被专利技术通过如下的技术方案来实现：
3、一种矢量式旋转导向系统导向执行机构，主要包括钻铤、液压分配单元和偏置执行机构；
4、在所述的钻铤内部设置有钻井液流道；
5、所述液压分配单元包括控制轴、斜盘、柱塞、柱塞稳定器和导流阀等部分。所述的控制轴与所述的斜盘相连，所述的斜盘底部设置有倾斜设置的环形槽，所述的导流阀、柱塞稳定器安装在钻铤上；柱塞穿过柱塞稳定器，柱塞的顶部沿着环形槽移动，柱塞的底部与导流阀的入口对应；导流阀的出口与钻井液流道对应；
6、所述的偏置执行机构安装在钻铤侧壁上，且偏置执行机构与钻井液流道相连，由钻井液控制偏置执行机构。
7、作为进一步的技术方案，所述的偏执执行机构包括定位板、缸套、压盖、推靠活塞和翼肋；所述定位板与钻井液流道通相连，定位板安装在缸套上，进而实现缸套与钻井液流道通的相连，在缸套内安装推靠活塞，推靠活塞的头部连接翼肋，利用压盖进行固定。
8、作为进一步的技术方案，所述执行机构还包括密封胶套，用于密封所述缸套与所述推靠活塞，所述密封胶套一端与所述缸套固定，另一端与所述推靠活塞固定。
9、作为进一步的技术方案，所述钻铤，其侧壁上开有沿周向均匀分布的凹槽，用于翼肋的安装。
10、作为进一步的技术方案，所述的斜盘安置于钻井液内部，其上设置有过滤网，通过滤网过滤钻井液内部的块状物，避免钻井液中的块状物卡住盘阀或堵塞钻井液流道，影响执行机构的稳定工作。
11、作为进一步的技术方案，所述的斜盘和柱塞上端一同安置于油囊内部，油囊内充满润滑油，柱塞底端通过橡胶塞密封。
12、作为进一步的技术方案，所述的控制轴通过一个稳定平台控制，稳定平台控制控制轴带动斜盘转动至指定方位。钻井过程中，测控单元通过将测得的井斜、方位数据与设计井眼轨迹对比，稳定平台控制控制轴带动斜盘转动至指定方位。
13、6.如权利要求1所述的矢量式旋转导向系统导向执行机构，其特征在于，所述的斜盘安置于钻井液内部，其上设置有过滤网，通过滤网过滤钻井液内部的块状物，避免钻井液中的块状物卡住盘阀或堵塞钻井液流道，影响执行机构的稳定工作。
14、作为进一步的技术方案，所述的导流阀内部导流通道的设置位置与柱塞、钻井液流道相对应；导流阀内部导流通道的设置个数与柱塞、钻井液流道的设置个数相等。
15、作为进一步的技术方案，所述的钻井液流道由沿着钻铤轴向方向设置的流道和沿着钻铤径向方向的流道组合。
16、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
17、1.本专利技术的矢量式旋转导向系统导向执行机构，相较于其他导向执行系统，在造斜过程中，阀口缓慢打开，使得翼肋所受推力实现了逐步的变化。盘阀结构中，导流孔只有打开和闭合两种情况，导致翼肋所受推力会发生突变，波动较大。本结构中翼肋所受力波动较小，进而减小了翼肋所受的磨损，延长了导向工具的寿命。
18、2.本专利技术的矢量式旋转导向系统导向执行机构，相较于其他结构，结构更简单。斜盘的使用避免了使用上下两个盘阀，简化了系统结构，使得整个系统成本低，加工装配方便，减少了对于钻井装备的更换和维护，降低了钻井成本。
19、3.本专利技术的矢量式旋转导向系统导向执行机构，在斜盘的控制下，工作过程中实际液压变化更可控，通过设计阀口形状，可实现对于流道内液压变化曲线的控制，使得液压分配效果更准确，提高了装置的导向性能。
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1.一种矢量式旋转导向系统导向执行机构，其特征在于，包括钻铤、液压分配单元和偏置执行机构；
2.如权利要求1所述的矢量式旋转导向系统导向执行机构，其特征在于，所述的偏执执行机构包括定位板、缸套、压盖、推靠活塞和翼肋；所述定位板与钻井液流道通相连，定位板安装在缸套上，进而实现缸套与钻井液流道通的相连，在缸套内安装推靠活塞，推靠活塞的头部连接翼肋，且翼肋利用压盖进行固定。
3.如权利要求2所述的矢量式旋转导向系统导向执行机构，其特征在于，所述偏执执行机构还包括密封胶套，用于密封所述缸套与所述推靠活塞，所述密封胶套一端与所述缸套固定，另一端与所述推靠活塞固定。
4.如权利要求2所述的矢量式旋转导向系统导向执行机构，其特征在于，所述钻铤，其侧壁上开有沿周向均匀分布的凹槽，用于翼肋的安装。
5.如权利要求2所述的矢量式旋转导向系统导向执行机构，其特征在于，所述的翼肋的推靠力在造斜方向的合力为设定值，在垂直于造斜方向的合力为0。
6.如权利要求1所述的矢量式旋转导向系统导向执行机构，其特征在于，所述的斜盘安置于钻井液内部，其上设置有
7.如权利要求1所述的矢量式旋转导向系统导向执行机构，其特征在于，所述的斜盘和柱塞上端一同安置于油囊内部，油囊内充满润滑油，柱塞底端通过橡胶塞密封。
8.如权利要求1所述的矢量式旋转导向系统导向执行机构，其特征在于，所述的控制轴通过一个稳定平台控制，稳定平台控制控制轴带动斜盘转动至指定方位。
9.如权利要求1所述的矢量式旋转导向系统导向执行机构，其特征在于，所述的导流阀内部导流通道的设置位置与柱塞、钻井液流道相对应；导流阀内部导流通道的设置个数与柱塞、钻井液流道的设置个数相等。
10.如权利要求1所述的矢量式旋转导向系统导向执行机构，其特征在于，所述的钻井液流道由沿着钻铤轴向方向设置的流道和沿着钻铤径向方向的流道组合。
...【技术特征摘要】
1.一种矢量式旋转导向系统导向执行机构，其特征在于，包括钻铤、液压分配单元和偏置执行机构；
2.如权利要求1所述的矢量式旋转导向系统导向执行机构，其特征在于，所述的偏执执行机构包括定位板、缸套、压盖、推靠活塞和翼肋；所述定位板与钻井液流道通相连，定位板安装在缸套上，进而实现缸套与钻井液流道通的相连，在缸套内安装推靠活塞，推靠活塞的头部连接翼肋，且翼肋利用压盖进行固定。
3.如权利要求2所述的矢量式旋转导向系统导向执行机构，其特征在于，所述偏执执行机构还包括密封胶套，用于密封所述缸套与所述推靠活塞，所述密封胶套一端与所述缸套固定，另一端与所述推靠活塞固定。
4.如权利要求2所述的矢量式旋转导向系统导向执行机构，其特征在于，所述钻铤，其侧壁上开有沿周向均匀分布的凹槽，用于翼肋的安装。
5.如权利要求2所述的矢量式旋转导向系统导向执行机构，其特征在于，所述的翼肋的推靠力在造斜方向的合力为设定值，在垂直于造斜方向的合力为0。
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【专利技术属性】
技术研发人员：武加锋，郝在盛，王书君，王安妮，李光泽，杜孝灿，秦冬黎，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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