[發明專利]一種靜態、推靠式液壓旋轉導向鉆井工具

在審

• 申請號: 201811298938.0
• 申請日: 2018-10-27
• 公開（公告）號: CN109356524A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 裴緒建
• 申請（專利權）人: 裴緒建
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.靜態、推靠式液壓旋轉導向鉆井工具主要由下接頭(1)、調節噴嘴(2)、傳動軸(3)、液壓端殼體(4)、外筒(5)、油腔彈簧(6)、油腔活塞環(7)、密封筒(8)、花鍵筒(9)、鎖緊筒(10)、導向鎖緊座(11)、非導向鎖緊座(12)、鎖緊套(13)、鎖緊擋環(14)、上接頭(15)、液壓端柱塞(16)、液壓端翼板(17)、液壓端壓板(18)、鎖緊彈簧(19)、鎖緊鋼珠(20)和鎖緊活塞(21)組成；

下接頭(1)為中孔、厚壁金屬管；下端螺紋與鉆頭螺紋相匹配，上端螺紋與傳動軸(3)下端螺紋相匹配，中孔內安裝調節噴嘴(2)；附圖中下端螺紋是內螺紋，具體應用中，可為內螺紋，可為外螺紋，具體在設計加工時統籌考慮；

調節噴嘴(2)為硬質合金圓環，厚度相對較薄；外部是螺紋，內部是等直徑圓孔，底端加工開口槽；附圖中通過螺紋固定安裝，具體應用中，調節噴嘴(2)可通過螺紋固定安裝，可通過卡簧固定安裝，具體在設計加工時統籌考慮；附圖中調節噴嘴(2)外部沒有密封，具體應用中，可涂抹密封脂密封，可優化外部結構，安裝密封圈密封，具體在設計加工時統籌考慮；附圖中內部是等直徑圓孔，具體應用中，可加工成等直徑圓孔，可加工成不等徑圓錐孔，具體在設計加工時統籌考慮；附圖中調節噴嘴(2)是整體結構，具體應用中，可分體加工成調節噴嘴座和噴嘴兩種部件，不同規格噴嘴外徑相同，內徑不同；

傳動軸(3)為中孔、厚壁金屬管；下端螺紋與下接頭(1)上端螺紋相匹配，下部外徑相對較小，中下部外徑相對較大，同時，油腔活塞環(7)上面管壁加工有鉆井液通道，中上部外徑相對更大且加工成六直邊方管柱，技術規范與花鍵筒(9)相匹配，上部外徑相對較小且與中下部外徑相同，管壁上加工有鎖緊孔，上端螺紋與鎖緊擋環(14)螺紋相匹配，中孔下部內徑相對較小，中孔上部內徑相對較大；附圖中加工一個鉆井液通道，具體應用中，中下部管壁可加工兩個鉆井液通道，或三個鉆井液通道，或多個鉆井液通道，且在同一橫截面上周向均布，具體在設計加工時統籌考慮；附圖中加工成六直邊方管柱，具體應用中，中上部管壁可加工成雙直邊方管柱，或三直邊方管柱，或多直邊方管柱，或花鍵軸狀管柱，具體在設計加工時統籌考慮；附圖中加工兩個鎖緊孔，具體應用中，上部管壁可加工三個鎖緊孔，或四個鎖緊孔，或多個鎖緊孔，同一橫截面上多個鎖緊孔稱為一排鎖緊孔且周向均布，同時，可加工兩排鎖緊孔，或三排鎖緊孔，或多排鎖緊孔，相鄰排鎖緊孔須相互錯開，具體在設計加工時統籌考慮；

液壓端殼體(4)為中孔、直扶正棱狀、厚壁金屬管；下端是扶正棱，扶正棱直徑略小于井眼直徑，頂部鑲嵌硬質合金塊，兩端加工成倒角，扶正棱中部自內向外依次加工成柱塞缸、翼板倉和壓板軌道，上端螺紋與外筒(5)下端螺紋相匹配，中孔內徑與傳動軸(3)下部外徑相匹配，中孔下部加工密封槽，安裝密封圈；附圖中加工三個扶正棱，具體應用中，根據不同井眼規范可周向均布加工四個扶正棱，或五個扶正棱，或多個扶正棱，其中一個扶正棱代表導向工具面方向，稱為導向扶正棱，不加工柱塞缸、翼板倉和壓板軌道，具體在設計加工時統籌考慮；由于導向扶正棱不加工柱塞缸、翼板倉和壓板軌道，因此，導向扶正棱可去掉不要，但是，相應位置須加工劃痕代表導向工具面方向；附圖中加工一個柱塞缸，具體應用中，每個扶正棱均可設計加工兩個柱塞缸，或三個柱塞缸，或多個柱塞缸，具體在設計加工時統籌考慮；附圖中柱塞缸直接加工在液壓端殼體(4)上，具體應用中，可先在液壓端殼體(4)上加工出大直徑柱塞缸座，再安裝柱塞缸套和液壓端柱塞(16)，具體在設計加工時統籌考慮；附圖中未加工液壓油通道，具體應用中，可利用液壓端殼體(4)和傳動軸(3)間縫隙作為液壓油通道，可在液壓端殼體(4)中孔對應柱塞缸位置加工液壓油凹槽，具體在設計加工時統籌考慮；

外筒(5)為中孔、厚壁金屬管；下端螺紋與液壓端殼體(4)上端螺紋相匹配，中孔下部內徑相對較大，且與液壓端殼體(4)上端面、傳動軸(3)外表面和油腔活塞環(7)下端面共同組成液壓油腔室，中孔中下部內徑相對較小，且與油腔活塞環(7)上端面、傳動軸(3)外表面和密封筒(8)下端面共同組成鉆井液腔室，鉆井液通道連通傳動軸(3)中孔和鉆井液腔室，中孔中上部加工成馬蹄型導向槽和導向鍵雙導向機構，槽口朝上，且與密封筒(8)外部導向鍵和馬蹄型導向槽相匹配，中孔上部內徑相對較大且與密封筒(8)中上部外徑相匹配；附圖中外筒(5)和馬蹄型導向槽、導向鍵是整體結構，具體應用中，外筒(5)和馬蹄型導向槽、導向鍵可為整體結構，可為分體結構，如果為分體結構，馬蹄型導向槽和導向鍵通過螺釘固定安裝到外筒(5)中孔，具體在設計加工時統籌考慮；

油腔活塞環(7)為金屬圓環，厚度相對較薄；附圖中油腔活塞環(7)與外筒(5)、傳動軸(3)間均無密封，具體應用中，油腔活塞環(7)外部和內部均可加工多道和多種密封槽，安裝密封圈或密封圈組合，具體在設計加工時統籌考慮；

密封筒(8)為中孔、厚壁金屬管；下部外徑相對較小，中下部外徑相對較大且加工成導向鍵和馬蹄型導向槽雙導向機構，槽口朝下，與外筒(5)內部馬蹄型導向槽和導向鍵相匹配，中上部是密封面且與外筒(5)相匹配，加工密封槽，安裝密封圈，上端螺紋與花鍵筒(9)下端螺紋相匹配，中孔下部內徑相對較小，且上端和下端均加工密封槽，安裝密封圈，中孔上部內徑相對較大且與傳動軸(3)相匹配；附圖中密封筒(8)和導向鍵、馬蹄型導向槽是整體結構，具體應用中，密封筒(8)和導向鍵、馬蹄型導向槽可為整體結構，可為分體結構，如果為分體結構，導向鍵和馬蹄型導向槽通過螺釘固定安裝到密封筒(8)外部，具體在設計加工時統籌考慮；

花鍵筒(9)為中孔、厚壁金屬管；下端螺紋與密封筒(8)上端螺紋相匹配，上端螺紋與鎖緊筒(10)下端螺紋相匹配，中孔加工成六直邊方圓孔，技術規范與傳動軸(3)相匹配；附圖中加工成六直邊方圓孔，具體應用中，可加工成雙直邊方圓孔，或三直邊方圓孔，或多直邊方圓孔，或花鍵形狀圓孔，具體在設計加工時統籌考慮；

鎖緊筒(10)為中孔、厚壁金屬管；下端螺紋與花鍵筒(9)上端螺紋相匹配，上端螺紋與上接頭(15)下端螺紋相匹配，中孔下部內徑相對較大且與傳動軸(3)相匹配，中孔中部內徑相對較小且長度較短，中孔上部內徑相對更大；

導向鎖緊座(11)和非導向鎖緊座(12)均為金屬圓環，內壁居中加工鎖緊槽；附圖中均加工一道鎖緊槽，具體應用中，導向鎖緊座(11)和非導向鎖緊座(12)內壁均可同時加工兩道鎖緊槽，或三道鎖緊槽，或多道鎖緊槽，且鎖緊槽道數均與傳動軸(3)鎖緊孔排數相同；或者，把加工一道鎖緊槽的鎖緊座稱為鎖緊座單元，導向鎖緊座(11)和非導向鎖緊座(12)均可由一個鎖緊座單元組成，或兩個鎖緊座單元組成，或三個鎖緊座單元組成，或多個鎖緊座單元組成，且鎖緊座單元數均與傳動軸(3)鎖緊孔排數相同，具體在設計加工時統籌考慮；附圖中為圓弧形鎖緊槽，具體應用中，鎖緊槽可為圓弧形鎖緊槽，可為方框形鎖緊槽，可為方框-圓弧組合形鎖緊槽，鎖緊槽規范與鎖緊鋼珠(20)和傳動軸(3)相匹配，具體在設計加工時統籌考慮；

鎖緊套(13)為中孔、薄壁金屬管；外徑與傳動軸(3)鎖緊孔直徑相同，內徑略大于鎖緊鋼珠(20)直徑，朝向傳動軸(3)中孔端面為平面，朝向傳動軸(3)外部端面為凸圓弧面且與傳動軸(3)相匹配；

鎖緊擋環(14)為金屬圓環；外部螺紋與傳動軸(3)上端螺紋相匹配，通過螺紋安裝在傳動軸(3)上端，內孔直徑與鎖緊活塞(21)上部內徑相同，頂端加工開口槽；

上接頭(15)為中孔、厚壁金屬管；下端螺紋與鎖緊筒(10)上端螺紋相匹配，上端螺紋與上部鉆具螺紋相匹配；附圖中上端螺紋是內螺紋，具體應用中，可為內螺紋，可為外螺紋，具體在設計加工時統籌考慮；

液壓端柱塞(16)為實心、金屬圓柱體，直徑和高度均與柱塞缸相同；附圖中液壓端柱塞(16)和柱塞缸間無密封槽，未安裝密封圈，具體應用中，液壓端柱塞(16)和柱塞缸可按照偶件配套研磨密封，可在液壓端柱塞(16)或柱塞缸上加工密封槽，安裝密封圈，具體在設計加工時統籌考慮；

液壓端翼板(17)為兩端較薄、中間較厚、長方形金屬板；兩端薄板呈圓弧角，頂部和底部均是平面，且頂面與液壓端壓板(18)底面距離等于液壓端翼板(17)伸出距；中間厚板頂部是沿長度方向凸圓弧面，圓弧面直徑與扶正棱直徑相同，鑲嵌硬質合金塊；附圖中圓弧面直徑與扶正棱直徑相同，具體應用中，圓弧面直徑略小于扶正棱直徑，頂部堆焊硬質合金或耐磨合金，沿長度方向加工成板牙，板牙高度等于扶正棱半徑和液壓端翼板(17)頂部圓弧面半徑差值，板牙頂面是寬度極窄長方形平面，形似刀刃；

液壓端壓板(18)為帶燕尾狀側翼、頂部微凸、長方形金屬板；頂部是沿長度方向凸圓弧面，鑲嵌硬質合金塊，圓弧面直徑與扶正棱直徑相同，底部是平面，兩側加工成燕尾狀側翼，且技術規范與扶正棱壓板軌道相同，前端是平面，后端是倒角，且技術規范與扶正棱倒角相同；附圖中液壓端壓板(18)上無螺釘孔，未安裝螺釘，具體應用中，液壓端壓板(18)首先通過燕尾狀側翼插進扶正棱壓板軌道，再利用螺釘固定安裝，螺釘孔可為圓柱狀階梯孔，可為圓柱狀通孔，具體在設計加工時統籌考慮；

鎖緊活塞(21)為中孔、厚壁金屬管；上部外徑相對較大，加工有鎖緊槽，下部外徑相對較小，內部是鉆井液流道，上部內徑相對較大，下部內徑相對較小；附圖中加工一道鎖緊槽，具體應用中，可設計加工兩道鎖緊槽，或三道鎖緊槽，或多道鎖緊槽，且鎖緊槽道數與傳動軸(3)鎖緊孔排數相同，具體道數在設計加工時統籌考慮；附圖中為圓弧形鎖緊槽，具體應用中，鎖緊槽可為圓弧形鎖緊槽，可為方框形鎖緊槽，可為方框-圓弧組合形鎖緊槽，鎖緊槽規范與鎖緊鋼珠(20)和傳動軸(3)相匹配，具體在設計加工時統籌考慮；

組裝順序和方法：一是將鎖緊套(13)安裝進傳動軸(3)鎖緊孔，鎖緊彈簧(19)和鎖緊活塞(21)安裝進傳動軸(3)中孔上部，然后，將鎖緊擋環(14)安裝到傳動軸(3)上端；二是將花鍵筒(9)安裝到傳動軸(3)六直邊方管柱位置，密封筒(8)從傳動軸(3)下端安裝，連接密封筒(8)和花鍵筒(9)間螺紋；三是將導向鎖緊座(11)和非導向鎖緊座(12)安裝進鎖緊筒(10)，連接鎖緊筒(10)和上接頭(15)間螺紋；四是將鎖緊鋼珠(20)安裝進鎖緊套(13)，鎖緊筒(10)和上接頭(15)從傳動軸(3)上端安裝，連接鎖緊筒(10)和花鍵筒(9)間螺紋；五是將油腔活塞環(7)和油腔彈簧(6)安裝進外筒(5)，連接外筒(5)和液壓端殼體(4)間螺紋，然后，將液壓端殼體(4)和外筒(5)安裝到傳動軸(3)上；六是連接下接頭(1)和傳動軸(3)間螺紋，把調節噴嘴(2)安裝進下接頭(1)；七是自柱塞缸向液壓油腔室注滿液壓油，然后，安裝液壓端柱塞(16)和液壓端翼板(17)；八是將液壓端壓板(18)自扶正棱兩端插進壓板軌道，通過螺釘固定液壓端壓板(18)；組裝環境和條件不同，組裝順序和方法可能不同，具體在組裝時統籌考慮。