[發明專利]一種磁力驅動式導向鉆井工具導向執行系統及其實現方法

有效

• 申請號: 201710626842.1
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107386970B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 徐梓辰
• 申請（專利權）人: 徐梓辰
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B4/00
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務所(普通合伙) 11548
• 代理人: 李靜

1.一種磁力驅動式導向鉆井工具導向執行系統，其包括下接頭（1）、推靠臂（3）、主活塞（4）、不旋轉外套（8）、液壓泵（10）、行星輪從動輪（11）、行星輪主動輪（12）、外磁體（13）、內磁體（14）、外磁體支架（15）、主軸（17），其特征在于，所述主軸的上端設置有與鉆桿連接的上接頭，所述主軸的外側同軸設置不旋轉外套，所述主軸上部外側有槽位，所述槽位中設置內磁體（14），所述主軸下端設置有下接頭（1），所述內磁體的外部設有外磁鐵，且所述外磁體（13）固定設置在外磁體支架（15）上，所述外磁體（13）與外磁體支架（15）形成一個整體套在主軸外部，所述外磁體（13）與外磁體支架（15）形成的整體可相對主軸（17）自由旋轉，當主軸旋轉時，主軸（17）上的內磁體（14）利用磁場帶動外磁體（13）及外磁體支架（15）一同旋轉，所述外磁體支架（15）下部連接設置行星輪主動輪（12），所述外磁體支架（15）與行星輪主動輪（12）同步轉動；所述行星輪主動輪（12）與行星輪從動輪（11）嚙合傳動，以便使得所述行星輪主動輪（12）與行星輪從動輪（11）構成行星輪機構，所述行星輪從動輪（11）下部連接液壓泵（10），所述行星輪從動輪（11）直接驅動液壓泵（10）旋轉為導向鉆井工具液壓推靠系統提供壓力，所述主軸的下部外側套設置有多個推靠臂，所述推靠臂的下部與所述主軸之間設置有主活塞（4），所述主活塞沿著所述主軸的徑向方向往復運動，所述主活塞由液壓提供液壓力，以便使得所述主活塞在受到液壓泵產生的壓力后可向主軸徑向方向運動將推靠力傳遞至推靠臂（3），所述推靠臂隨即將推靠力傳遞至井壁（21），推動鉆柱改變行進方向，達到調整井眼軌跡的目的。

2.根據權利要求1所述的一種磁力驅動式導向鉆井工具導向執行系統，其特征在于：所述液壓泵（10）通過總液壓管線（9）與電磁閥（7）相連，所述電磁閥（7）通過主活塞液壓控制管線（6）與主活塞（4）相連，電磁閥通過開合動作實現對主活塞內部的壓力控制。

3.根據權利要求1所述的一種磁力驅動式導向鉆井工具導向執行系統，其特征在于：所述行星輪從動輪（11）和行星輪主動輪（12）構成的行星輪機構中，從動輪與主動輪的齒比在1：4至1：12之間。

4.根據權利要求2所述的一種磁力驅動式導向鉆井工具導向執行系統，其特征在于：所述推靠臂（3）、主活塞（4）、主活塞液壓控制管線（6）、電磁閥（7）、總液壓管線（9）組成的液壓推靠系統沿主軸的周向均勻布置，布置份數為3-4份，其中每套所述液壓推靠系統中的電磁閥負責對液壓控制管線施以不同的開關組合，達到變換推靠方向的目的。

5.根據權利要求2所述的一種磁力驅動式導向鉆井工具導向執行系統，其特征在于：所述磁力驅動式導向鉆井工具導向執行系統還包括輔活塞（5），輔活塞（5）與主活塞相鄰，且與主活塞一并設置在推靠臂下方，以便為所述推靠臂施加持續的推靠力，所述總液壓管線（9）上連接總液壓管線支路（18），所述總液壓管線支路（18）連接所述輔活塞（5）。

6.根據權利要求5所述的一種磁力驅動式導向鉆井工具導向執行系統，其特征在于：所述輔活塞（5）的面積比所述主活塞（4）的面積小，輔活塞（5）的面積為主活塞（4）的面積的1/3-1/10之間。

7.根據權利要求1所述的一種磁力驅動式導向鉆井工具導向執行系統的實現方法，其特征在于：所述系統中的主軸（17）在鉆桿驅動下處于旋轉狀態，該系統的不旋轉外套（8）處于緩慢旋轉或不旋轉狀態；主軸（17）轉動的能量通過磁場傳輸到不旋轉外套（8）中的可旋轉機構中，該可旋轉機構驅動液壓推靠系統，液壓推靠系統驅動推靠臂實現對井壁（21）的推靠，隨即將推靠力傳遞至井壁（21），推動鉆柱改變行進方向，達到調整井眼軌跡的目的。