新型內(nèi)推指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于石油天然氣鉆探工程領(lǐng)域一種鉆井用工具，特別是新型內(nèi)推指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具。
【背景技術(shù)】
[0002]旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)是現(xiàn)代先進(jìn)鉆井技術(shù)之一，目前，國內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)許多成熟產(chǎn)品，但是其產(chǎn)品研發(fā)更新仍然是旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆進(jìn)技術(shù)發(fā)展的重要條件。隨著油氣資源勘探開發(fā)的不斷進(jìn)行，油田的油氣儲(chǔ)量隨之下降，提高鉆井裝備水平，以提高油氣產(chǎn)量已經(jīng)成為一種必然趨勢(shì)。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具是旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)的重要組成部分，其工作性能對(duì)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)的先進(jìn)性具有重要影響。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具主要應(yīng)用于石油天然氣領(lǐng)域，尤其適用于水平井、定向井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井?，F(xiàn)有的產(chǎn)品主要分為推靠式和指向式兩種，推靠式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用相對(duì)較為廣泛，但是指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具的進(jìn)一步研究更具有價(jià)值，因?yàn)槠湫阅芨鼮榭煽?、?yōu)良，所以指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的開發(fā)更加符合旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具的發(fā)展趨勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決【背景技術(shù)】在存在的問題，本發(fā)明提供了一種新型內(nèi)推指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向功能是依靠偏心輪系產(chǎn)生偏心作用力，作用在柔性芯軸上實(shí)現(xiàn)的，通過旋轉(zhuǎn)外殼將動(dòng)力傳遞給鉆頭，在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用下，完成造斜鉆進(jìn)。導(dǎo)向系統(tǒng)采用齒輪機(jī)構(gòu)，在實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向功能時(shí)，工具系統(tǒng)工作平穩(wěn)，穩(wěn)定性良好，整個(gè)工具結(jié)構(gòu)更為緊湊。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:本發(fā)明的新型內(nèi)推指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具，其固定安裝在鉆柱系統(tǒng)底部，前端連接鉆頭，其特征在于:包括壓力補(bǔ)償系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、花鍵軸系統(tǒng)，所述導(dǎo)向系統(tǒng)后端連接壓力補(bǔ)償系統(tǒng)，前端連接花鍵軸系統(tǒng);所述壓力補(bǔ)償系統(tǒng)包括上外殼、軸套、鎖緊擋塊、O形密封圈、上部軸等，安裝滾子軸承可以保證內(nèi)部結(jié)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)上外殼之間不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng);所述導(dǎo)向系統(tǒng)包括球鉸芯、柔性芯軸、調(diào)心球軸承、電機(jī)、電機(jī)齒輪、軸齒輪、球軸承組等;上述電機(jī)的配套電池組與控制單元固定連接在電機(jī)一端，使三者成為整體結(jié)構(gòu);所述花鍵軸系統(tǒng)包括推力球軸承、下外殼、花鍵軸、花鍵塊、扶正膠筒、下部密封總成、內(nèi)六角頭螺栓等;利用花鍵連接將扭矩和轉(zhuǎn)矩從下外殼傳遞到花鍵軸上，帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)破山
O
[0005]所述軸套與上部軸之間的空余腔室設(shè)計(jì)為壓力補(bǔ)償腔，在上部軸末端開設(shè)通孔流通泥漿，以補(bǔ)償泥漿通道中的壓力變化。
[0006]所述偏心輪系，在控制單元調(diào)節(jié)下，控制電機(jī)動(dòng)作，帶動(dòng)偏心輪系作用，對(duì)柔性芯軸施加一個(gè)偏心作用力，使其產(chǎn)生彎曲變形，最終傳遞給鉆頭，實(shí)現(xiàn)鉆頭的造斜鉆進(jìn)。
[0007]所述電機(jī)總成設(shè)計(jì)為一個(gè)整體，安裝、拆卸簡(jiǎn)單方便。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:
[0009]1、本發(fā)明的新型內(nèi)推指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積和質(zhì)量相對(duì)較小；
[0010]2、電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，偏偏心輪系可以在360度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)柔性芯軸在理論上實(shí)現(xiàn)任意角度的偏轉(zhuǎn)；
[0011]3、設(shè)計(jì)壓力補(bǔ)償腔，可以在流道壓力發(fā)生改變時(shí)，自動(dòng)補(bǔ)償流道壓力，有效緩和壓力變化引起的鉆柱振動(dòng)，確保得到較高質(zhì)量的井眼軌跡；
[0012]4、電機(jī)系統(tǒng)采用整體式設(shè)計(jì)，使導(dǎo)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為緊湊，電機(jī)系統(tǒng)的安裝和拆卸也更加簡(jiǎn)單方便。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是上部軸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3是扶正膠筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖1中1-鎖緊擋塊，2-0形密封圈，3-上部軸，4-0形密封圈，5_滾子軸承。6_0形密封圈，7-軸套，8-上外殼，9-球鉸芯，10-滾子軸承，11-0形密封圈，12-墊片，13-柔性芯軸，14-調(diào)心球軸承，15-電機(jī)上箱體，16-電機(jī)，17-電機(jī)齒輪，18-軸齒輪，19-定位筒，20-滾子軸承，21-球軸承組，22-滾子軸承，23-軸齒輪，24-滾子軸承，25-滾子軸承，26-定位塊，27-軸齒輪，28-電機(jī)下箱體，29-推力球軸承，30-套筒，31-下外殼，32-花鍵軸，33-花鍵塊，34-扶正膠筒，35-擋塊，36-調(diào)心球軸承，37-套筒，38-下部密封總成，39-壓緊套筒，40-矩形密封圈，41 -定位塊，42-內(nèi)六角頭螺栓，43-0形密封圈，44-彈性墊圈
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0018]參見圖1，新型內(nèi)推指向式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具，包括壓力補(bǔ)償系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、花鍵軸系統(tǒng)，所述壓力補(bǔ)償系統(tǒng)包括上外殼8、軸套7、鎖緊擋塊1、0形密封圈2、上部軸3、0形密封圈4、滾子軸承5、0形密封圈6、滾子軸承10，安裝滾子軸承5和10使內(nèi)部結(jié)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)上外殼8之間不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，軸套7與上部軸3之間設(shè)計(jì)壓力補(bǔ)償腔，以補(bǔ)償泥漿通道中的壓力變化，采用O形密封圈2、4和6密封各個(gè)零部件之間不得間隙。
[0019]所述導(dǎo)向系統(tǒng)包括球鉸芯9、柔性芯軸13、調(diào)心球軸承14、電機(jī)16、電機(jī)齒輪17、軸齒輪18、球軸承組21、O形密封圈11、墊片12、電機(jī)上箱體15、電機(jī)下箱體28、定位筒19、滾子軸承20、滾子軸承22、軸齒輪23、滾子軸承24、滾子軸承25、定位塊26、軸齒輪27，將電機(jī)16的配套電池組與控制單元固定連接在電機(jī)16—端，使三者成為整體結(jié)構(gòu);采用偏心輪系，在控制單元調(diào)節(jié)下，電機(jī)16動(dòng)作，帶動(dòng)偏心輪系作用，給柔性芯軸13施加一個(gè)偏心作用力，使其產(chǎn)生彎曲變形，最終傳遞給鉆頭，實(shí)現(xiàn)鉆頭的造斜鉆進(jìn);采用調(diào)心球軸承14來補(bǔ)償柔性芯軸13彎曲產(chǎn)生的變形，保證導(dǎo)向系統(tǒng)的正常工作。
[0020]所述花鍵軸系統(tǒng)包括推力球軸承29、下外殼31、花鍵軸32、花鍵塊33、扶正膠筒34、下部密封總成38、內(nèi)六角頭螺栓42、套筒30、擋塊35、調(diào)心球軸承36、套筒37、壓緊套筒39、矩形密封圈40、定位塊41、0形密封圈43、彈性墊圈44，利用花鍵