[發明專利]一種液壓鉆井導向裝置

在審

• 申請號: 201810328175.3
• 申請日: 2018-04-05
• 公開（公告）號: CN108590550A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 裴緒建
• 申請（專利權）人: 裴緒建
• 主分類號: E21B19/24
• 分類號: E21B19/24;E21B17/10;E21B44/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種液壓鉆井導向裝置主要由圓環面(1)、開關(2)和扇形環面(3)組成；

液壓端頂部設計加工成圓環形平面，稱為液壓端頂部圓環面(1)，且與礦藏液壓導向鉆井工具中傳動軸外側面、外筒內側面和活塞環底側面共同組成液壓端頂部液壓油腔室；液壓油通道自柱塞缸沿軸向向上延伸到液壓端頂部液壓油腔室且在液壓端頂部圓環面(1)形成液壓端頂部液體開關(2)，形象地說，液體開關(2)是液壓端液壓油通道在液壓端頂部圓環面(1)上的液體通道口，周向均布且與扶正棱方向一致；液壓端頂部放置扇形圓環，扇形圓環底側面為扇形圓環底部扇形環面(3)，扇形圓環底部扇形環面(3)內徑不小于液壓端頂部圓環面(1)內徑，扇形圓環底部扇形環面(3)外徑不大于液壓端頂部圓環面(1)外徑，扇形圓環底部扇形環面(3)開口圓心角為任意值；停泵或接單根時，金屬球通過驅動環帶動扇形圓環移動；開泵和鉆進時，傳動軸旋轉，液壓端頂部液體開關(2)和扇形圓環底部扇形環面(3)隨液壓端不旋轉，同時，活塞環將鉆井液壓差轉換成液壓油壓力，處在扇形圓環底部扇形環面(3)區域外液壓端頂部液體開關(2)打開，處在扇形圓環底部扇形環面(3)區域內液壓端頂部液體開關(2)關閉，因此，液壓端頂部圓環面(1)、液壓端頂部液體開關(2)和扇形圓環底部扇形環面(3)共同構成礦藏液壓導向鉆井工具中液壓鉆井導向裝置；

具體應用中，為確保扇形圓環自由移動，可在液壓端頂部安裝U型軌道槽，U型軌道槽內放置金屬球、驅動環和扇形圓環；U型軌道槽橫截面呈U型結構，U型軌道槽底壁上側面是圓環形平面且稱為U型軌道槽底部圓環面(1)，U型軌道槽底壁下側面與液壓端頂部圓環面(1)相關聯，U型軌道槽液壓油通道數量與液壓端液壓油通道數量相同，周向均布且與液壓端液壓油通道相連通，U型軌道槽內壁和外壁高度相同且均與U型軌道槽底壁垂直，U型軌道槽內壁外側頂部圓環和外壁內側頂部圓環形成U型軌道槽內沿，金屬球沿U型軌道槽內沿滾動且通過驅動環帶動扇形圓環移動；為確保扇形圓環底部扇形環面(3)與U型軌道槽底部圓環面(1)間密封承壓，U型軌道槽底部圓環面(1)與扇形圓環底部扇形環面(3)可按偶件配套研磨，或U型軌道槽底部圓環面(1)鋪裝密封材料，或扇形圓環底部扇形環面(3)鋪裝密封材料，或扇形圓環使用密封材料加工制造；因此，液壓端頂部圓環面(1)演變成U型軌道槽底部圓環面(1)，液壓端頂部液壓油腔室演變成U型軌道槽底部液壓油腔室，液壓端頂部液體開關(2)演變成U型軌道槽底部液體開關(2)，或者說，U型軌道槽底部圓環面(1)、U型軌道槽底部液體開關(2)和扇形圓環底部扇形環面(3)共同構成礦藏液壓導向鉆井工具中液壓鉆井導向裝置；

對于礦藏液壓導向鉆井工具來說，附圖中液壓端設計加工四個扶正棱，具體應用中可設計加工三個扶正棱，或五個扶正棱，或六個扶正棱，或多個扶正棱，具體在設計加工時統籌考慮；液壓端扶正棱數量不同，對應液體開關(2)數量不同，液壓鉆井導向裝置結構不同，而且，相同數量液體開關(2)，扇形圓環底部扇形環面(3)開口圓心角不同，液壓鉆井導向裝置結構也不同；當扇形圓環底部扇形環面(3)開口圓心角或圓心角大于任意相鄰兩個液體開關(2)夾角，且開口圓心角等于任意相鄰兩個液體開關(2)夾角半角奇數倍時，工具面變化范圍恒為任意相鄰兩個液體開關(2)夾角一半，同時，井壁反作用力是連續的，不間斷的。

2.根據權利要求1所述的一種液壓鉆井導向裝置，其特征在于：利用液壓鉆井導向裝置可研制出多個扶正棱礦藏液壓導向鉆井工具，包括礦藏液壓垂直鉆井工具和礦藏液壓增斜、扭方位或特定裝置角導向鉆井工具；

對于礦藏液壓導向鉆井工具來說，液壓端外部周向均布設計加工多個扶正棱，且均加工安裝液壓油通道、柱塞缸、柱塞和推板；液壓端頂部安裝U型軌道槽，U型軌道槽內放置金屬球、驅動環和扇形圓環；U型軌道槽橫截面呈U型結構，U型軌道槽底壁上側面為U型軌道槽底部圓環面(1)，且與礦藏液壓導向鉆井工具中傳動軸外側面、外筒內側面和活塞環底側面共同組成U型軌道槽底部液壓油腔室；U型軌道槽液壓油通道數量與液壓端液壓油通道數量相同，液壓油通道自柱塞缸沿軸向向上延伸到U型軌道槽底部液壓油腔室且在U型軌道槽底部圓環面(1)形成U型軌道槽底部液體開關(2)，周向均布且與扶正棱方向一致；金屬球沿U型軌道槽內沿滾動且通過驅動環帶動扇形圓環移動，扇形圓環底側面為扇形圓環底部扇形環面(3)，扇形圓環底部扇形環面(3)內徑不小于U型軌道槽底部圓環面(1)內徑，扇形圓環底部扇形環面(3)外徑不大于U型軌道槽底部圓環面(1)外徑，扇形圓環底部扇形環面(3)開口圓心角或圓心角大于任意相鄰兩個U型軌道槽底部液體開關(2)夾角，且開口圓心角等于任意相鄰兩個U型軌道槽底部液體開關(2)夾角半角奇數倍；由于所鉆井眼都是傾斜的，因此，U型軌道槽內沿平面一定是斜平面，金屬球沿著U型軌道槽內沿滾動且始終處在U型軌道槽內沿平面最低處自動識別井眼重力高邊，同時，扇形圓環與金屬球方向一致，因此，扇形圓環底部扇形環面(3)隨扇形圓環移動到U型軌道槽底部圓環面(1)底側且左右對稱，或者說，液壓鉆井導向裝置工具面恒為180°，多個扶正棱礦藏液壓導向鉆井工具為多個扶正棱礦藏液壓垂直鉆井工具；

如果調整多個扶正棱礦藏液壓導向鉆井工具中扇形圓環與金屬球相對位置為方向相反，或方向垂直，或其他任意裝置角，那么，多個扶正棱礦藏液壓導向鉆井工具將轉變為多個扶正棱礦藏液壓增斜、扭方位或特定裝置角導向鉆井工具。