新型內推指向式旋轉導向工具的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于石油天然氣鉆探工程領域一種鉆井用工具，特別是新型內推指向式旋轉導向工具。
【背景技術】
[0002]旋轉導向鉆井技術是現代先進鉆井技術之一，目前，國內外已經出現許多成熟產品，但是其產品研發更新仍然是旋轉導向鉆進技術發展的重要條件。隨著油氣資源勘探開發的不斷進行，油田的油氣儲量隨之下降，提高鉆井裝備水平，以提高油氣產量已經成為一種必然趨勢。旋轉導向工具是旋轉導向鉆井技術的重要組成部分，其工作性能對旋轉導向鉆井技術的先進性具有重要影響。旋轉導向鉆井工具主要應用于石油天然氣領域，尤其適用于水平井、定向井等復雜結構井。現有的產品主要分為推靠式和指向式兩種，推靠式旋轉導向工具現場應用相對較為廣泛，但是指向式旋轉導向工具的進一步研究更具有價值，因為其性能更為可靠、優良，所以指向式旋轉導向鉆井工具的開發更加符合旋轉導向工具的發展趨勢。
【發明內容】
[0003]為了解決【背景技術】在存在的問題，本發明提供了一種新型內推指向式旋轉導向工具，本發明的旋轉導向功能是依靠偏心輪系產生偏心作用力，作用在柔性芯軸上實現的，通過旋轉外殼將動力傳遞給鉆頭，在導向機構的作用下，完成造斜鉆進。導向系統采用齒輪機構，在實現導向功能時，工具系統工作平穩，穩定性良好，整個工具結構更為緊湊。
[0004]本發明的技術方案是:本發明的新型內推指向式旋轉導向工具，其固定安裝在鉆柱系統底部，前端連接鉆頭，其特征在于:包括壓力補償系統、導向系統、花鍵軸系統，所述導向系統后端連接壓力補償系統，前端連接花鍵軸系統;所述壓力補償系統包括上外殼、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部結構和旋轉上外殼之間不發生相對運動;所述導向系統包括球鉸芯、柔性芯軸、調心球軸承、電機、電機齒輪、軸齒輪、球軸承組等;上述電機的配套電池組與控制單元固定連接在電機一端，使三者成為整體結構;所述花鍵軸系統包括推力球軸承、下外殼、花鍵軸、花鍵塊、扶正膠筒、下部密封總成、內六角頭螺栓等;利用花鍵連接將扭矩和轉矩從下外殼傳遞到花鍵軸上，帶動鉆頭旋轉破山
O
[0005]所述軸套與上部軸之間的空余腔室設計為壓力補償腔，在上部軸末端開設通孔流通泥漿，以補償泥漿通道中的壓力變化。
[0006]所述偏心輪系，在控制單元調節下，控制電機動作，帶動偏心輪系作用，對柔性芯軸施加一個偏心作用力，使其產生彎曲變形，最終傳遞給鉆頭，實現鉆頭的造斜鉆進。
[0007]所述電機總成設計為一個整體，安裝、拆卸簡單方便。
[0008]本發明的有益效果是:
[0009]1、本發明的新型內推指向式旋轉導向工具結構簡單、體積和質量相對較小；
[0010]2、電機旋轉時，偏偏心輪系可以在360度范圍內旋轉，從而帶動柔性芯軸在理論上實現任意角度的偏轉；
[0011]3、設計壓力補償腔，可以在流道壓力發生改變時，自動補償流道壓力，有效緩和壓力變化引起的鉆柱振動，確保得到較高質量的井眼軌跡；
[0012]4、電機系統采用整體式設計，使導向系統結構更為緊湊，電機系統的安裝和拆卸也更加簡單方便。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明的結構示意圖；
[0014]圖2是上部軸的結構示意圖；
[0015]圖3是扶正膠筒的結構示意圖。
[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-調心球軸承，15-電機上箱體，16-電機，17-電機齒輪，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-內六角頭螺栓，43-0形密封圈，44-彈性墊圈
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發明作進一步說明:
[0018]參見圖1，新型內推指向式旋轉導向工具，包括壓力補償系統、導向系統、花鍵軸系統，所述壓力補償系統包括上外殼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使內部結構和旋轉上外殼8之間不發生相對運動，軸套7與上部軸3之間設計壓力補償腔，以補償泥漿通道中的壓力變化，采用O形密封圈2、4和6密封各個零部件之間不得間隙。
[0019]所述導向系統包括球鉸芯9、柔性芯軸13、調心球軸承14、電機16、電機齒輪17、軸齒輪18、球軸承組21、O形密封圈11、墊片12、電機上箱體15、電機下箱體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16的配套電池組與控制單元固定連接在電機16—端，使三者成為整體結構;采用偏心輪系，在控制單元調節下，電機16動作，帶動偏心輪系作用，給柔性芯軸13施加一個偏心作用力，使其產生彎曲變形，最終傳遞給鉆頭，實現鉆頭的造斜鉆進;采用調心球軸承14來補償柔性芯軸13彎曲產生的變形，保證導向系統的正常工作。
[0020]所述花鍵軸系統包括推力球軸承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、內六角頭螺栓42、套筒30、擋塊35、調心球軸承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