[實用新型]用于取心的垂直鉆井工具的執行機構

有效

• 申請號: 202022713785.0
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN214035534U
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 白士新;柴麟;王玉成;肖劍
• 申請（專利權）人: 中冶交通建設集團有限公司
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B25/16
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 湯迎春;袁文婷

本實用新型提供一種用于取心的垂直鉆井工具的執行機構，在執行機構主體中心同軸設置有取心筒放置孔，圍繞執行機構主體的中心軸在其外壁上均勻設置有3個翼肋安裝槽，推靠翼肋通過轉軸連接在所述翼肋安裝槽內，圍繞所述執行機構主體的中心軸在所述執行機構主體的外壁上均勻設置有3個活塞組合安裝槽，活塞組合設置在所述活塞組合安裝槽內，所述活塞組合分別將每個活塞組合安裝槽分為第一腔室和第二腔室，在所述第一腔室上部設置有鉆井液流入孔，所述活塞組合推動所述推靠翼肋轉動打開，所述活塞組合安裝槽與所述翼肋安裝槽的夾角為鈍角。本實用新型占用執行機構中心內部空間小，具有安裝取心筒的空間，可實現邊垂直鉆進邊取心。

技術領域

本實用新型涉及地質鉆探設備技術領域，更為具體地，涉及一種用于取心的垂直鉆井工具的執行機構。

背景技術

鉆探工程作為資源和環境勘探的重要手段，其研究領域正從傳統的地表延伸到極地、海洋以及地球深部、海洋底部。深部鉆探將是地球深部探測的重要手段，也是獲得地球深部實物的唯一方法，然而在深部鉆探過程中，如何保持井眼垂直是一大難題，井斜的問題將直接制約鉆進速度和鉆孔質量，甚至是整個鉆探工程的成敗。

自動垂直鉆井工具的出現，為防斜糾斜帶來了重大技術突破，可實現井下主動防斜糾斜，不需要人為干預而自動跟蹤預定的井眼軌跡，可以成功解決高陡構造、大傾角復雜地層的防斜糾斜難題，在保證井眼質量的同時，釋放鉆壓，提高機械鉆速。

執行機構作為自動垂直鉆井工具的“四肢”，其作用是對穩定平臺的控制信號作出響應，為鉆具提供糾斜所需的作用力與轉角。執行機構作為鉆井取心工具中外徑最大的部分，是鉆井取心工具系統中唯一與井壁接觸的部件，直接影響著鉆井工具的糾斜能力與整體尺寸。

執行機構與井壁間的相互作用通過推靠翼肋實現，推靠翼肋在執行機構中相當于“手”的作用，因此被人們俗稱為“巴掌”。按照推靠翼肋的結構及打開方式，可分為側開式、上開式和按鈕式。按照執行機構推靠力的來源，可將鉆井工具分為電控液壓式、鉆井液壓差式以及電機驅動式。電控液壓式采用電控閥門控制液壓系統對液壓油或經過濾后的鉆井液進行加壓并以此壓力作為執行機構的推靠力來源。鉆井液壓差式執行機構的推靠力來源于鉆柱內外的鉆井液壓力差，該壓力差主要由鉆頭壓降產生。電機驅動式執行機構采用電機帶動絲杠旋轉產生軸向位移從而帶動連桿將推靠翼肋推出。

目前，自動垂直鉆井工具的執行機構動力源主要來源于鉆井液壓差或者液壓油壓力，執行機構內部設計有缸套與活塞，高壓液體推動活塞從而將推靠翼肋頂開。缸套和活塞與推靠翼肋呈垂直方向布置，從而占用執行機構內部大量空間，由于地質鉆井井眼尺寸較小，這一問題在地質鉆探領域顯得更為突出。由于上述原因，當前自動垂直鉆井工具執行機構中心沒有空間安裝取心裝置，從而無法實現邊鉆進邊取心的目的。現有垂直鉆井工具為了防止翼肋張開角度過大造成機構損壞，需要在執行機構主體單獨設置限位機構或緊急泄流通道，從而導致鉆井工具結構及加工工序較為復雜。

實用新型內容

鑒于上述問題，本實用新型的目的是提供一種用于取心的垂直鉆井工具的執行機構，占用執行機構中心內部空間小，中心部位具有安裝取心筒的空間，可實現邊垂直鉆進邊取心。

本實用新型提供的一種用于取心的垂直鉆井工具的執行機構，包括執行機構主體、推靠翼肋和活塞組合，其中，所述執行機構主體為圓柱形，在所述執行機構主體的中心同軸設置有取心筒放置孔，圍繞所述執行機構主體的中心軸在所述執行機構主體的外壁上均勻設置有3個翼肋安裝槽，所述翼肋安裝槽的高度方向平行于所述中心軸，所述推靠翼肋通過轉軸連接在所述翼肋安裝槽內，所述轉軸與所述中心軸平行，圍繞所述執行機構主體的中心軸在所述執行機構主體的外壁上均勻設置有3個活塞組合安裝槽，所述活塞組合設置在所述活塞組合安裝槽內，所述活塞組合分別將每個活塞組合安裝槽分為第一腔室和第二腔室，在所述第一腔室的上部設置有鉆井液流入孔，所述活塞組合推動所述推靠翼肋轉動打開，所述活塞組合安裝槽與所述翼肋安裝槽的夾角為鈍角。