[發(fā)明專利]一種齒輪自鎖式偏置裝置和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010429704.6
• 申請(qǐng)日: 2020-05-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113700435A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱杰然;袁曉琪;趙鵬;董謙;李玉鳳;李靜;楊寧寧;崔玖菊;葛鵬;孫在
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中石化石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司;中石化勝利石油工程有限公司隨鉆測(cè)控技術(shù)中心
• 主分類號(hào): E21B7/04
• 分類號(hào): E21B7/04
• 代理公司: 北京聿華聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11611
• 代理人: 劉碩

本發(fā)明提出了一種齒輪自鎖式偏置裝置和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具，屬于鉆井工具領(lǐng)域，其包括圓環(huán)形的穩(wěn)定套，所述穩(wěn)定套的環(huán)形壁上設(shè)置有筒形的腔體；設(shè)置在所述腔體內(nèi)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)提供轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力；連接所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)向所述轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)輸出沿穩(wěn)定套軸向方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換方向并輸出穩(wěn)定套徑向方向的轉(zhuǎn)動(dòng)；以及設(shè)置在所述穩(wěn)定套外壁上的轉(zhuǎn)動(dòng)伸縮機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)伸縮機(jī)構(gòu)連接所述轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的輸出端，并隨所述轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)而伸縮。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種齒輪自鎖式偏置裝置和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具，屬于鉆井工具領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在水平井、大位移井和分支井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井的鉆井過(guò)程中，需要一種偏置裝置將鉆頭推向預(yù)先設(shè)計(jì)的鉆井軌跡上去。先期的偏置造斜工具主要是帶有彎度的井下螺桿鉆具，通過(guò)螺桿定子的滑動(dòng)鉆進(jìn)保持彎度的偏置方向不變，但是滑動(dòng)鉆進(jìn)產(chǎn)生大量的摩擦阻力，導(dǎo)致一定長(zhǎng)度后托壓嚴(yán)重，不能正常鉆井。后來(lái)人們發(fā)明了旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具，通過(guò)外殼旋轉(zhuǎn)或絕大部分外殼旋轉(zhuǎn)，極短部分不旋轉(zhuǎn)來(lái)降低托壓現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)更深、更長(zhǎng)段的水平井、定向井施工。近幾年來(lái)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具逐漸成為普及的導(dǎo)向鉆井技術(shù)，成為高效鉆井的關(guān)鍵技術(shù)之一。

目前廣泛采用的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向偏置機(jī)構(gòu)主要采用液壓原理，通過(guò)液壓系統(tǒng)的高壓液體產(chǎn)生偏置效果，但是由于高壓的存在，高壓密封的失效，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)壽命短、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)費(fèi)用高。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種齒輪自鎖式偏置裝置和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具，其中齒輪自鎖式偏置裝置通過(guò)軸向的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為徑向的伸縮，從而完成導(dǎo)向。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具能夠承受井下較大的壓力，不容易出現(xiàn)損壞，使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)費(fèi)用低。

本發(fā)明的一個(gè)方面，提出了一種齒輪自鎖式偏置裝置，包括：

圓環(huán)形的穩(wěn)定套，所述穩(wěn)定套的環(huán)形壁上設(shè)置有筒形的腔體；

設(shè)置在所述腔體內(nèi)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)提供轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力；

連接所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)向所述轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)輸出沿穩(wěn)定套軸向方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換方向并輸出穩(wěn)定套徑向方向的轉(zhuǎn)動(dòng)；以及

設(shè)置在所述穩(wěn)定套外壁上的轉(zhuǎn)動(dòng)伸縮機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)伸縮機(jī)構(gòu)連接所述轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的輸出端，并隨所述轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)而伸縮。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)包括連接所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)的主動(dòng)齒輪和連接所述主動(dòng)齒輪的從動(dòng)齒輪，所述主動(dòng)齒輪和所述從動(dòng)齒輪呈錐形嚙合，所述從動(dòng)齒輪的輸出端連接所述轉(zhuǎn)動(dòng)伸縮機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述主動(dòng)齒輪的兩端均設(shè)置有扶正軸承。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述轉(zhuǎn)動(dòng)伸縮機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述穩(wěn)定套外壁上的可沿徑向伸縮的推力板，所述推力板的內(nèi)側(cè)設(shè)置有推動(dòng)所述推力板伸縮的推力螺母，所述推力螺母通過(guò)螺紋連接有推力螺桿；所述推力螺桿連接所述轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)；

其中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)所述推力螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，在螺紋的作用下，所述螺母沿徑向移動(dòng)并推動(dòng)所述推力板沿徑向移動(dòng)。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述穩(wěn)定套的外壁上沿徑向設(shè)置有環(huán)形的固定座，所述推力板的邊緣設(shè)置在所述固定座的內(nèi)側(cè)，并且所述推力板的邊緣與所述固定座之間通過(guò)回復(fù)彈簧相連；

所述回復(fù)彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)，所述推力板的中部與所述固定座的外側(cè)相齊平；所述推力螺母推動(dòng)所述推力板沿徑向伸出時(shí)，所述回復(fù)彈簧處于壓縮狀態(tài)。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述穩(wěn)定套上位于所述推力螺母的外側(cè)設(shè)置有環(huán)形的壓板；所述推力螺母上遠(yuǎn)離所述推力板的一端設(shè)置有限位沿；