[發明專利]一種旋轉導向鉆井系統

在審

• 申請號: 202110335870.4
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113279690A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 胡波;王岳;王鴻遠;張祥;景洪文
• 申請（專利權）人: 四川偉創石油裝備制造有限公司;山東偉創石油技術有限公司
• 主分類號: E21B7/06
• 分類號: E21B7/06;E21B47/022;E21B47/13;E21B47/00
• 代理公司: 成都明濤智創專利代理有限公司 51289
• 代理人: 杜夢

1.一種旋轉導向鉆井系統，其特征在于，包括控制終端、測量單元、旋轉導向鉆井工具(10)和執行單元，其中，

所述控制終端用于接收實時井斜信息、實時方位信息和旋轉導向鉆井工具(10)的工作狀態信息，和向旋轉導向工具傳遞動作信號；

所述旋轉導向鉆井工具(10)用于根據動作信號進行旋轉導向；

所述測量單元用于采集實時井斜信息、實時方位信息和旋轉導向鉆井工具(10)的工作狀態信息，并將所述實時井斜信息、實時方位信息和旋轉導向鉆井工具(10)的工作狀態信息反饋至控制終端。

2.根據權利要求1所述的一種旋轉導向鉆井系統，其特征在于，所述測量單元包括井下測量單元(2)和井上測量單元，所述井上測量單元包括壓力傳感器，所述壓力傳感器與控制終端電性連接，所述井下測量單元(2)包括測量工具外殼(3)和CPU，所述測量工具外殼(3)內設置有脈沖發生器(1)和探管(4)，所述探管(4)內設置有三軸加速度計和三軸磁通計，所述脈沖發生器(1)、三軸加速度計和三軸磁通計均與CPU電性連接。

3.根據權利要求2所述的一種旋轉導向鉆井系統，其特征在于，所述執行機構包括鉆頭(6)和鉆柱(9)，所述旋轉導向鉆井工具(10)設置于位于鉆柱(9)與鉆頭(6)連接的一端內；

所述旋轉導向鉆井工具(10)包括殼體(11)和泥漿泵，開設有若干個沿殼體(11)徑向設置的通孔，每個所述通孔內均設置有活塞體(29)，所述殼體(11)的內滑動連接有上芯軸總成(7)和凸輪控制總成(8)，所述上芯軸總成(7)包括上芯軸(18)，所述上芯軸(18)上套設有復位機構；

所述凸輪控制總成(8)包括凸輪芯軸(24)，所述凸輪芯軸(24)的端部與上芯軸(18)連接，且所述凸輪芯軸(24)與上芯軸(18)的連接端套設有套筒凸輪(25)，所述凸輪芯軸(24)的另一端通過脫開彈簧(27)與殼體(11)的下端連接，所述殼體(11)內設置有鎖銷總成(17)，所述套筒凸輪(25)的外表面開設有若干導向槽且與鎖銷總成(17)相配合形成凸輪副；所述凸輪芯軸(24)上設置有數量與活塞體(29)對應的活塞斜面體總成(16)，所述活塞斜面體總成(16)與對應的活塞體(29)抵接，且所述凸輪芯軸(24)沿其軸線方向運動時能夠驅使活塞體(29)伸入或縮入通孔中。

4.根據權利要求3所述的一種旋轉導向鉆井系統，其特征在于，所述復位機構包括推力軸承(19)、復位彈簧(20)、彈簧壓座(21)、上彈簧座(23)和下彈簧座(22)，所述復位彈簧(20)套設于所述上芯軸(18)上，且所述復位彈簧(20)的兩端分別通過上彈簧座(23)和下彈簧座(22)連接，所述下彈簧座(22)通過彈簧壓座(21)與殼體(11)的內壁固定連接。

5.根據權利要求3所述的一種旋轉導向鉆井系統，其特征在于，沿殼體(11)的長度方向設置的通孔設置有兩個，所述活塞斜面體總成(16)包括上斜面體(26)和下斜面體(31)，所述活塞位于通孔內的一端上設置有T型制動爪，所述上斜面體(26)和下斜面體(31)上均開設有與T型制動爪滑動配合的T型槽。

6.根據權利要求5所述的一種旋轉導向鉆井系統，其特征在于，沿殼體(11)的周向設置的通孔為兩個，所述上斜面體(26)和下斜面體(31)均包括第一斜面和第二斜面，沿殼體(11)的周向設置的通孔內的活塞體(29)分別與第一斜面和第二斜面滑動配合。

7.根據權利要求3所述的一種旋轉導向鉆井系統，其特征在于，所述凸輪芯軸(24)的下端連接有下芯軸(12)，所述下芯軸(12)上連接有平衡活塞總成(14)，所述平衡活塞總成(14)包括平衡芯軸(32)、平衡活塞(33)、調節墊片(34)、扶正套(35)和定位套(36)，所述平衡活塞(33)套設于平衡芯軸(32)的中部，所述扶正套(35)套設于平衡芯軸(32)的端部，所述扶正套(35)通過定位套(36)與殼體(11)連接。

8.根據權利要求3所述的一種旋轉導向鉆井系統，其特征在于，所述上芯軸(18)的上端連接有電磁信號發生器(5)，所述電磁信號發生器(5)包括呈筒狀的安裝殼(28)，所述安裝殼(28)上鏡像設置有兩塊磁鐵(13)，所述探管(4)內設置有磁感線圈，所述上芯軸(18)沿其軸線運動時能夠驅使電磁信號發生器(5)與探管(4)進行相對運動，并使得磁感線圈進行切割磁感線運動，所述CPU還用于將磁感線圈產生的電流信號轉變成脈沖信號并發送至控制終端。