[發(fā)明專利]用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的單軸穩(wěn)定平臺裝置及其穩(wěn)定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310162761.2
• 申請日: 2013-05-06
• 公開（公告）號: CN103277047A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉克勤;何平;林恩懷;杜建生
• 申請（專利權(quán)）人: 北京市普利門電子科技有限公司
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04
• 代理公司: 北京聯(lián)創(chuàng)佳為專利事務(wù)所(普通合伙) 11362
• 代理人: 郭防

1.一種用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的單軸穩(wěn)定平臺裝置，其特征在于：鉆鋌（3）內(nèi)固聯(lián)有承壓殼體（10），承壓殼體（10）內(nèi)設(shè)有單軸穩(wěn)定平臺本體（8）、力矩電機(jī)（11）、總電源（41）、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向控制系統(tǒng)（25）、電力傳輸裝置（13）、上支撐軸承組件（12）和下支撐軸承組件（21），單軸穩(wěn)定平臺本體（8）的兩端分別與上支撐軸承組件（12）和下支撐軸承組件（21）軸接，且與鉆鋌（3）和承壓殼體（10）共軸線；力矩電機(jī)（11）、電力傳輸裝置（13）均與單軸穩(wěn)定平臺本體（8）連接，電力傳輸裝置（13）位于力矩電機(jī)（11）與單軸穩(wěn)定平臺本體（8）之間，總電源（41）和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向控制系統(tǒng)（25）均與電力傳輸裝置（13）電連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的單軸穩(wěn)定平臺裝置，其特征在于：所述單軸穩(wěn)定平臺本體（8）包括單軸穩(wěn)定平臺軸體（32）、電源轉(zhuǎn)換模塊（14）、電機(jī)控制電路（15）、空間姿態(tài)測量及解算硬件電路（16）、三軸磁通門傳感器（17）、三軸加速度傳感器（18）、速率陀螺（19）和旋轉(zhuǎn)變壓器測角裝置（23），電源轉(zhuǎn)換模塊（14）、電機(jī)控制電路（15）、空間姿態(tài)測量及解算硬件電路（16）、三軸磁通門傳感器（17）、三軸加速度傳感器（18）和速率陀螺（19）均固連于單軸穩(wěn)定平臺軸體（32）上，且電機(jī)控制電路（15）、空間姿態(tài)測量及解算硬件電路（16）、三軸磁通門傳感器（17）、三軸加速度傳感器（18）、速率陀螺（19）和力矩電機(jī)（11）均與電源轉(zhuǎn)換模塊（14）通過電線連接；單軸穩(wěn)定平臺軸體（32）的上軸伸（40）和下軸伸（29）的中心均設(shè)有走線孔，旋轉(zhuǎn)變壓器測角裝置（23）設(shè)于單軸穩(wěn)定平臺軸體（32）的下軸伸（29）的下端。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的單軸穩(wěn)定平臺裝置，其特征在于：所述電力傳輸裝置（13）為非接觸式耦合變壓器，所述單軸穩(wěn)定平臺軸體（32）的上端設(shè)有非接觸式耦合變壓器A（131），下端設(shè)有非接觸式耦合變壓器B（20），非接觸式耦合變壓器A（131）包括原邊定子A（35）和副邊繞組A（36），原邊定子A（35）固定于上支撐軸承組件（12）上，副邊繞組A（36）固定在上軸伸（40）上，原邊定子A（35）的繞組出線與總電源（41）連接，副邊繞組A（36）通過上軸伸（40）中心的走線孔接至電源轉(zhuǎn)換模塊（14）；非接觸式耦合變壓器B（20）包括原邊轉(zhuǎn)子（33）和副邊定子繞組（34），原邊轉(zhuǎn)子（33）固定在下軸伸（29）上，副邊定子繞組（34）固定于下支撐軸承組件（21）上，副邊定子繞組（34）通過信號線與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向控制系統(tǒng)（25）連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的單軸穩(wěn)定平臺裝置，其特征在于：所述電力傳輸裝置（13）采用滑環(huán)式電力傳輸裝置。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的單軸穩(wěn)定平臺裝置，其特征在于：所述力矩電機(jī)（11）為2個，分別為上力矩電機(jī)（111）和下力矩電機(jī)（22），上力矩電機(jī)（111）的殼體A（112）固定在上支撐軸承組件（12）上，上力矩電機(jī)永磁定子（38）鑲嵌于殼體A（112）內(nèi)，上力矩電機(jī)電樞轉(zhuǎn)子（39）固連于上軸伸（40）上，上力矩電機(jī)電樞轉(zhuǎn)子（39）的三相輸出導(dǎo)線穿過上軸伸（40）中心的走線孔與電機(jī)控制電路（15）連接；下力矩電機(jī)（22）的殼體B（113）固定在下支撐軸承組件（21）上，下力矩電機(jī)永磁定子（30）鑲嵌于殼體B（113）內(nèi)，下力矩電機(jī)電樞轉(zhuǎn)子（31）固連于下軸伸（29）上，下力矩電機(jī)電樞轉(zhuǎn)子（31）的三相輸出導(dǎo)線穿過下軸伸（29）中心的走線孔與電機(jī)控制電路（15）連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的單軸穩(wěn)定平臺裝置，其特征在于：所述上力矩電機(jī)（111）和下力矩電機(jī)（22）的旋轉(zhuǎn)方向相反。

7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的用于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的單軸穩(wěn)定平臺裝置，其特征在于：所述力矩電機(jī)（11）為1個，設(shè)置在單軸穩(wěn)定平臺本體（8）的上端，即上力矩電機(jī)（111），上力矩電機(jī)（111）的殼體A（112）固定在上支撐軸承組件（12）上，上力矩電機(jī)永磁定子（38）鑲嵌于殼體A（112）內(nèi)，上力矩電機(jī)電樞轉(zhuǎn)子（39）固連于上軸伸（40）上，上力矩電機(jī)電樞轉(zhuǎn)子（39）的三相輸出導(dǎo)線穿過上軸伸（40）中心的走線孔與電機(jī)控制電路（15）連接。