[發(fā)明專利]一種液壓鉆井導(dǎo)向裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810328175.3
• 申請日: 2018-04-05
• 公開（公告）號: CN108590550A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 裴緒建
• 申請（專利權(quán)）人: 裴緒建
• 主分類號: E21B19/24
• 分類號: E21B19/24;E21B17/10;E21B44/02
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1.一種液壓鉆井導(dǎo)向裝置主要由圓環(huán)面(1)、開關(guān)(2)和扇形環(huán)面(3)組成；

液壓端頂部設(shè)計加工成圓環(huán)形平面，稱為液壓端頂部圓環(huán)面(1)，且與礦藏液壓導(dǎo)向鉆井工具中傳動軸外側(cè)面、外筒內(nèi)側(cè)面和活塞環(huán)底側(cè)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(huán)面(1)形成液壓端頂部液體開關(guān)(2)，形象地說，液體開關(guān)(2)是液壓端液壓油通道在液壓端頂部圓環(huán)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(huán)，扇形圓環(huán)底側(cè)面為扇形圓環(huán)底部扇形環(huán)面(3)，扇形圓環(huán)底部扇形環(huán)面(3)內(nèi)徑不小于液壓端頂部圓環(huán)面(1)內(nèi)徑，扇形圓環(huán)底部扇形環(huán)面(3)外徑不大于液壓端頂部圓環(huán)面(1)外徑，扇形圓環(huán)底部扇形環(huán)面(3)開口圓心角為任意值；停泵或接單根時，金屬球通過驅(qū)動環(huán)帶動扇形圓環(huán)移動；開泵和鉆進(jìn)時，傳動軸旋轉(zhuǎn)，液壓端頂部液體開關(guān)(2)和扇形圓環(huán)底部扇形環(huán)面(3)隨液壓端不旋轉(zhuǎn)，同時，活塞環(huán)將鉆井液壓差轉(zhuǎn)換成液壓油壓力，處在扇形圓環(huán)底部扇形環(huán)面(3)區(qū)域外液壓端頂部液體開關(guān)(2)打開，處在扇形圓環(huán)底部扇形環(huán)面(3)區(qū)域內(nèi)液壓端頂部液體開關(guān)(2)關(guān)閉，因此，液壓端頂部圓環(huán)面(1)、液壓端頂部液體開關(guān)(2)和扇形圓環(huán)底部扇形環(huán)面(3)共同構(gòu)成礦藏液壓導(dǎo)向鉆井工具中液壓鉆井導(dǎo)向裝置；

具體應(yīng)用中，為確保扇形圓環(huán)自由移動，可在液壓端頂部安裝U型軌道槽，U型軌道槽內(nèi)放置金屬球、驅(qū)動環(huán)和扇形圓環(huán)；U型軌道槽橫截面呈U型結(jié)構(gòu)，U型軌道槽底壁上側(cè)面是圓環(huán)形平面且稱為U型軌道槽底部圓環(huán)面(1)，U型軌道槽底壁下側(cè)面與液壓端頂部圓環(huán)面(1)相關(guān)聯(lián)，U型軌道槽液壓油通道數(shù)量與液壓端液壓油通道數(shù)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(nèi)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(nèi)壁外側(cè)頂部圓環(huán)和外壁內(nèi)側(cè)頂部圓環(huán)形成U型軌道槽內(nèi)沿，金屬球沿U型軌道槽內(nèi)沿滾動且通過驅(qū)動環(huán)帶動扇形圓環(huán)移動；為確保扇形圓環(huán)底部扇形環(huán)面(3)與U型軌道槽底部圓環(huán)面(1)間密封承壓，U型軌道槽底部圓環(huán)面(1)與扇形圓環(huán)底部扇形環(huán)面(3)可按偶件配套研磨，或U型軌道槽底部圓環(huán)面(1)鋪裝密封材料，或扇形圓環(huán)底部扇形環(huán)面(3)鋪裝密封材料，或扇形圓環(huán)使用密封材料加工制造；因此，液壓端頂部圓環(huán)面(1)演變成U型軌道槽底部圓環(huán)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(guān)(2)演變成U型軌道槽底部液體開關(guān)(2)，或者說，U型軌道槽底部圓環(huán)面(1)、U型軌道槽底部液體開關(guān)(2)和扇形圓環(huán)底部扇形環(huán)面(3)共同構(gòu)成礦藏液壓導(dǎo)向鉆井工具中液壓鉆井導(dǎo)向裝置；

對于礦藏液壓導(dǎo)向鉆井工具來說，附圖中液壓端設(shè)計加工四個扶正棱，具體應(yīng)用中可設(shè)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(shè)計加工時統(tǒng)籌考慮；液壓端扶正棱數(shù)量不同，對應(yīng)液體開關(guān)(2)數(shù)量不同，液壓鉆井導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu)不同，而且，相同數(shù)量液體開關(guān)(2)，扇形圓環(huán)底部扇形環(huán)面(3)開口圓心角不同，液壓鉆井導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu)也不同；當(dāng)扇形圓環(huán)底部扇形環(huán)面(3)開口圓心角或圓心角大于任意相鄰兩個液體開關(guān)(2)夾角，且開口圓心角等于任意相鄰兩個液體開關(guān)(2)夾角半角奇數(shù)倍時，工具面變化范圍恒為任意相鄰兩個液體開關(guān)(2)夾角一半，同時，井壁反作用力是連續(xù)的，不間斷的。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓鉆井導(dǎo)向裝置，其特征在于：利用液壓鉆井導(dǎo)向裝置可研制出多個扶正棱礦藏液壓導(dǎo)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(dǎo)向鉆井工具；

對于礦藏液壓導(dǎo)向鉆井工具來說，液壓端外部周向均布設(shè)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(nèi)放置金屬球、驅(qū)動環(huán)和扇形圓環(huán)；U型軌道槽橫截面呈U型結(jié)構(gòu)，U型軌道槽底壁上側(cè)面為U型軌道槽底部圓環(huán)面(1)，且與礦藏液壓導(dǎo)向鉆井工具中傳動軸外側(cè)面、外筒內(nèi)側(cè)面和活塞環(huán)底側(cè)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(shù)量與液壓端液壓油通道數(shù)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(huán)面(1)形成U型軌道槽底部液體開關(guān)(2)，周向均布且與扶正棱方向一致；金屬球沿U型軌道槽內(nèi)沿滾動且通過驅(qū)動環(huán)帶動扇形圓環(huán)移動，扇形圓環(huán)底側(cè)面為扇形圓環(huán)底部扇形環(huán)面(3)，扇形圓環(huán)底部扇形環(huán)面(3)內(nèi)徑不小于U型軌道槽底部圓環(huán)面(1)內(nèi)徑，扇形圓環(huán)底部扇形環(huán)面(3)外徑不大于U型軌道槽底部圓環(huán)面(1)外徑，扇形圓環(huán)底部扇形環(huán)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(guān)(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(guān)(2)夾角半角奇數(shù)倍；由于所鉆井眼都是傾斜的，因此，U型軌道槽內(nèi)沿平面一定是斜平面，金屬球沿著U型軌道槽內(nèi)沿滾動且始終處在U型軌道槽內(nèi)沿平面最低處自動識別井眼重力高邊，同時，扇形圓環(huán)與金屬球方向一致，因此，扇形圓環(huán)底部扇形環(huán)面(3)隨扇形圓環(huán)移動到U型軌道槽底部圓環(huán)面(1)底側(cè)且左右對稱，或者說，液壓鉆井導(dǎo)向裝置工具面恒為180°，多個扶正棱礦藏液壓導(dǎo)向鉆井工具為多個扶正棱礦藏液壓垂直鉆井工具；

如果調(diào)整多個扶正棱礦藏液壓導(dǎo)向鉆井工具中扇形圓環(huán)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(dǎo)向鉆井工具將轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄠€扶正棱礦藏液壓增斜、扭方位或特定裝置角導(dǎo)向鉆井工具。