流道21、分配器高壓鉆井液分配流道23和液流器高壓鉆井液分配流道24保持在同一軸向園周線上。
[0017]實(shí)施例2
在上述實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化為:
重力偏心筒4前端設(shè)置端蓋2，末端靠近分配器12的內(nèi)測周邊設(shè)有鉆井液過濾通道10 ;驅(qū)動(dòng)和控制機(jī)構(gòu)6固定在偏心塊5上。
[0018]驅(qū)動(dòng)和控制機(jī)構(gòu)6固連的聯(lián)軸器7外通過密封圈8與密封檔環(huán)9連接，端蓋2與密封檔環(huán)9首末配合將驅(qū)動(dòng)和控制機(jī)構(gòu)6密封在重力偏心筒4內(nèi)。
[0019]液流器13與執(zhí)行機(jī)構(gòu)20為分體結(jié)構(gòu)，二者之間通過固定螺釘15和頂壓彈簧14將液流器13緊靠在導(dǎo)流器12外側(cè)面上，并通過導(dǎo)流管連通動(dòng)力液通道16與液流器13上的液流器高壓鉆井液分配流道24。
[0020]分配器高壓鉆井液分配流道23上、下、左、右各一個(gè)，液流器高壓鉆井液分配流道24為三個(gè)，對(duì)應(yīng)的支撐巴掌18也為三個(gè)。
[0021]上述實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向控制主要通過偏心重力塊組成的偏心機(jī)構(gòu)控制分配器的穩(wěn)定，然后通過驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)和測控機(jī)構(gòu)控制導(dǎo)流器的單一通道與分配器上的高壓鉆井液分配流道的位置來控制整個(gè)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向的側(cè)向力，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井的目的。具體的操作方法是，所有的零部件控制機(jī)構(gòu)和支撐巴掌執(zhí)行機(jī)構(gòu)都包含在旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向外殼體I內(nèi)、外，偏心筒4和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向外殼體I之間安裝有旋轉(zhuǎn)支撐3，重力偏心塊5和驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)6安裝在偏心筒4內(nèi)，偏心筒4左端(即首端)安裝有端蓋2右端(即末端)安裝有密封擋環(huán)9，保證了驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)6不被鉆井液侵蝕，帶有重力偏心塊的偏心筒4與分配器12連接，當(dāng)正常鉆進(jìn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)支撐3保證了偏心筒4獨(dú)利于外殼體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使分配器12始終固定而不隨旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向外殼體I的旋轉(zhuǎn)而變化，鉆進(jìn)過程中鉆井液通過偏心筒4上的鉆井液過濾通道10進(jìn)入偏心筒4的腔室內(nèi)，此時(shí)驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)6通過聯(lián)軸器7控制導(dǎo)流器11的鉆井液分配流道22轉(zhuǎn)動(dòng)到與分配器12的高壓鉆井液分配流道23需要的位置相通，隨著鉆柱帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向外殼體I的旋轉(zhuǎn)，安裝在巴掌執(zhí)行機(jī)構(gòu)20上的液流器13的某一高壓鉆井液分配流道24跟隨外殼體I轉(zhuǎn)動(dòng)到導(dǎo)流器11和分配器12鉆井液流道相通的位置，此時(shí)高壓鉆井液就通過液流器流道口進(jìn)入巴掌執(zhí)行機(jī)構(gòu)20的動(dòng)力液通道16，然后進(jìn)入支撐巴掌液壓腔17內(nèi)，推動(dòng)支撐巴掌18伸出，從而對(duì)鉆頭產(chǎn)生預(yù)定方向的偏向力，巴掌執(zhí)行機(jī)構(gòu)20上均布有三個(gè)支撐巴掌機(jī)構(gòu)，隨著鉆柱的旋轉(zhuǎn)，液流器13的流道口轉(zhuǎn)過導(dǎo)流器11的通流口 21，高壓鉆井液通道將被切斷，支撐巴掌將泄壓縮回，隨著鉆柱的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，液流器13上的另一個(gè)高壓鉆井液通道將與導(dǎo)流器11的通流口 21接通，高壓鉆井液進(jìn)入相應(yīng)的另一個(gè)支撐巴掌液壓腔室17，推動(dòng)支撐巴掌18伸出，重復(fù)上述過程，由于分配器12是獨(dú)立的不隨外部鉆柱旋轉(zhuǎn)，支撐巴掌18將總是在一個(gè)由導(dǎo)流器11和分配器12控制的高壓鉆井液分配流道相通特定的方向上伸出，達(dá)到旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆進(jìn)的作用。當(dāng)需要穩(wěn)斜鉆進(jìn)時(shí)，將導(dǎo)流器上的高壓鉆井液通孔調(diào)整到與導(dǎo)流器的四個(gè)鉆井液分配流道不相通的位置，此時(shí)鉆井液將無法通過分配器，從而阻斷了鉆井液進(jìn)入液流器的鉆井液通道24，此時(shí)旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)，三個(gè)支撐巴掌都不會(huì)伸出，整個(gè)鉆柱處于穩(wěn)斜鉆進(jìn)模式中。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定平臺(tái)控制機(jī)構(gòu)可靠，操作方便，不需要復(fù)雜的電路控制系統(tǒng)，使用和維護(hù)成本低。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.重力控制式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具，其特征是主要由旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向外殼體[I]、重力偏心筒[4]、旋轉(zhuǎn)支撐[3]、驅(qū)動(dòng)和控制機(jī)構(gòu)[6]、導(dǎo)流器[11]、分配器[12]、液流器[13]、支撐巴掌[18]和執(zhí)行機(jī)構(gòu)[20]組成，其中:重力偏心筒[4]的一內(nèi)側(cè)邊帶有偏心塊[5]，重力偏心筒[4]的周邊通過旋轉(zhuǎn)支撐[3]與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向外殼體[I]連接，重力偏心筒[4]的末端與分配器[12]密封連接，分配器[12]沿軸向外圍均布3-6個(gè)分配器高壓鉆井液分配流道[23]；驅(qū)動(dòng)和控制機(jī)構(gòu)[6]通過聯(lián)軸器[7]與導(dǎo)流器[11]的導(dǎo)流器心孔[22]連接，并設(shè)置在重力偏心筒[4]的末端內(nèi)測，導(dǎo)流器[11]的心孔外圍設(shè)有I個(gè)鉆井液分配流道[21];液流器[13]緊靠分配器[12]的外側(cè)，液流器[13]沿軸向外圍均布3-6個(gè)液流器高壓鉆井液分配流道[24];執(zhí)行機(jī)構(gòu)[20]設(shè)在分配器[12]下方的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向外殼體[I]內(nèi)，支撐巴掌[18]設(shè)在與執(zhí)行機(jī)構(gòu)[20]對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向外殼體[I]外，支撐巴掌[18]通過旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向外殼體[I]上的支撐巴掌液壓腔[17]和設(shè)在執(zhí)行機(jī)構(gòu)[20]內(nèi)的動(dòng)力液通道[16]與液流器[13]上的液流器高壓鉆井液分配流道[24] —一對(duì)應(yīng)貫通；導(dǎo)流器[11]、分配器[12]和液流器[13]上設(shè)有的鉆井液分配流道[21]、分配器高壓鉆井液分配流道[23]和液流器高壓鉆井液分配流道[24]保持在同一軸向園周線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重力控制式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具，其特征是:重力偏心筒[4]前端設(shè)置端蓋[2]，末端靠近分配器[12]的內(nèi)測周邊設(shè)有鉆井液過濾通道[10];驅(qū)動(dòng)和控制機(jī)構(gòu)[6]固定在偏心塊[5]上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的重力控制式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具，其特征是:驅(qū)動(dòng)和控制機(jī)構(gòu)[6]固連的聯(lián)軸器[7]外通過密封圈[8]與密封檔環(huán)[9]連接，端蓋[2]與密封檔環(huán)[9]首末配合將驅(qū)動(dòng)和控制機(jī)構(gòu)[6]密封在重力偏心筒[4]內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的重力控制式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具，其特征是:液流器[13]與執(zhí)行機(jī)構(gòu)[20]為分體結(jié)構(gòu)，二者之間通過固定螺釘[15]和頂壓彈簧[14]將液流器[13]緊靠在導(dǎo)流器[12]外側(cè)面上，并通過導(dǎo)流管連通動(dòng)力液通道[16]與液流器[13]上的液流器高壓鉆井液分配流道[24]。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的重力控制式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具，其特征是:分配器高壓鉆井液分配流道[23]上、下、左、右各一個(gè)，液流器高壓鉆井液分配流道[24]為三個(gè)，對(duì)應(yīng)的支撐巴掌[18]也為三個(gè)。
【專利摘要】本發(fā)明的重力控制式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具涉及石油天然氣鉆井、地質(zhì)勘探、礦山鉆探等行業(yè)鉆井導(dǎo)向控制裝置領(lǐng)域，利用鉆井過程中的鉆井液作為整個(gè)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向控制系統(tǒng)的動(dòng)力源，通過重力偏心控制機(jī)構(gòu)形成與外部鉆柱旋轉(zhuǎn)相獨(dú)立的穩(wěn)定平臺(tái)，然后通過導(dǎo)流器、分配器和液流器的鉆井液分流孔相互位置轉(zhuǎn)換來控制鉆井液的流向，從而控制整個(gè)系統(tǒng)中執(zhí)行機(jī)構(gòu)的巴掌伸縮，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)井眼軌跡的姿態(tài)調(diào)整需要。本旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向控制方法簡單，不需要復(fù)雜的電子控制系統(tǒng)和穩(wěn)定平臺(tái)控制機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，能達(dá)到提高導(dǎo)向鉆井效率，降低鉆井成本，改善井身質(zhì)量的目的，與常規(guī)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)相比具有操作方便，使用和維護(hù)成本低，便于操作，安全可靠的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】E21B7-04
【公開號(hào)】CN104563867
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310510851
【發(fā)明人】孫銘新, 唐洪林, 牛洪波, 夏文安, 楊春旭, 彭勇, 閆文輝, 湯楠, 張建濤, 劉曉蘭, 胥豪, 徐云龍
【申請(qǐng)人】中國石油化工集團(tuán)公司, 中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年10月27日