一种电缆式钻井定向装置的制作方法

本发明涉及钻井设备领域，具体涉及一种电缆式钻井定向装置。

背景技术：

现代钻井是智能钻井，地面与井下时时进行信息传递。现代水平井钻井需要经常调整钻井工具的方位，使井眼按照预先设计的轨迹延伸，在油层中穿行，这样后期开采泄油面积大，开采效率高。钻井定向装置就是调整钻井方位的工具，随钻头和马达一起下井工作。传统的钻井定向工具是泥浆式，用泥浆波传递信息，用高压泥浆驱动定向装置旋转。这种模式在驱动旋转上转向精度低，易造成实际井眼与设计轨迹不一致，甚至偏差较大。用泥浆传递信号模式也有速度慢，信息量少，可靠度低，信号不能长距离传输等缺点。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种电缆式钻井定向装置，将地面电能通过电缆传递至井下使减速电机旋转，驱动井下工具转动来调整井眼轨迹，克服现有技术中依靠泥浆驱动旋转精度低，井眼与设计轨迹不一致的问题。

为实现上述目的，本发明的一种电缆式钻井定向装置采用如下技术方案：一种电缆式钻井定向装置，包括装置外壳，装置外壳内部设置有减速电机，减速电机包括电机外壳，该电缆式钻井定向装置还包括一端与减速电机传动连接另一端用于连接井下钻井装置的旋转接头，旋转接头转动安装于装置外壳中；电机外壳与装置外壳之间具有间隙，旋转接头具有开口朝向钻井装置的空腔，旋转接头的外壁上设置有与间隙连通的孔道，间隙、孔道以及空腔形成泥浆通道以提供井下钻井装置的驱动力。

所述电机外壳通过转接套安装于装置外壳内部，转接套的腔体壁上设置有连通孔，连通孔一端与电机外壳与装置外壳之间的间隙连通，连接孔的另一端与旋转接头上的孔道连通。

所述转接套与装置外壳之间以及转接套与电机外壳之间均设置有防转动花键结构。

所述转接套内壁上设置有供旋转接头一端安装的第一径向轴承，装置外壳的端部设置有中空的端头，端头内壁上设置有供旋转接头另一端安装的第二径向轴承，装置外壳的内壁上于第一径向轴承和第二径向轴承之间设置有供旋转接头安装的双向推力轴承。

所述双向推力轴承的数量为两个，双向推力轴承包括靠近转接套的第一双向推力轴承和靠近端头的第二双向推力轴承，旋转接头上于第一双向推力轴承与转接套之间套设有第一波形弹簧，旋转接头上于第二双向推力轴承与端头之间套设有第二波形弹簧。

所述旋转接头上于两个双向推力轴承之间套设有承力环，旋转接头的外壁上设置有凹槽，承力环上设置有与凹槽对应的安装孔，安装孔中设置有剪切块，剪切块的端部伸入到凹槽中与凹槽在装置外壳的轴向方向上限位挡止配合。

所述旋转接头的空腔中设置有用于与井下钻井装置电信号连接的孔电连接器用于传递井下钻井装置的信息，孔电连接器的另一端固定连接于旋转接头上，孔电连接器的连接端电性连接有滑环电连接器，滑环电连接器通过电缆进行信息传递。

所述滑环连接器包括安装于转接套上的环形导体、安装于旋转接头上的点状导体和顶压点状导体的弹簧，环形导体连接电机端电缆，点状导体连接孔电连接器电缆。

所述转接套上设置有电缆通道，减速电机外壳的内壁上设置有与电缆通道连通的电缆安装槽。

本发明的有益效果：通过电缆将电输送至井下以驱动减速电机工作，减速电机带动旋转接头转动，旋转接头连接井下钻井装置，钻井装置为常规钻井装置，例如泥浆马达，该定向装置中具有泥浆通道以使泥浆可以进入到泥浆马达中提供其驱动力，减速电机直接驱动旋转接头进行钻井方位控制，定向准确，方位控制精度高。

进一步地，通过孔电连接器、滑环电连接器以及电缆，将井下装置的信息传至井上，用电缆传递信号也有信息传递速度快，数量大，可靠度高，信号传递不受长距离传输限制等优点。

附图说明

图1是本发明的一种电缆式钻井定向装置的一个实施例的结构示意图；

图2是图1中a处的局部放大图。

具体实施方式

本发明的一种电缆式钻井定向装置的实施例，如图1-2所示，包括装置外壳1，装置外壳1内部设置有减速电机2，减速电机2包括电机外壳3，该电缆式钻井定向装置还包括一端与减速电机2传动连接、另一端用于连接井下装置的旋转接头4。旋转接头4转动安装于装置外壳中。旋转接头4包括位于装置外壳中的转动安装部分5和位于装置外壳端部的钻井装置安装部分6。井下钻井装置本实施例中为泥浆马达。电机外壳3通过转接套7安装于装置外壳内部，转接套7与装置外壳1之间以及转接套7与电机外壳3之间均设置有防转动花键结构。

电机外壳3与装置外壳1之间具有间隙8，旋转接头4具有开口朝向钻井装置的空腔9，旋转接头4的外壁上设置有与间隙8连通的孔道10，间隙8与孔道10形成泥浆通道以提供钻井装置的驱动力。转接套7的腔体壁上设置有与上述电机外壳与装置外壳之间间隙连通的同时还与旋转接头上的孔道连通的连通孔11，以供泥浆通过。空腔9中设置有用于与钻井装置电信号连接的孔电连接器12用于传递钻井装置的信号，孔电连接器12的另一端固定连接于旋转接头4上，孔电连接器的连接端电性连接有滑环电连接器23，滑环电连接器23通过电缆26进行信息传递，将信息传至井上。

旋转接头4上设置有与空腔9连通的安装腔，安装腔中设置有密封接头22，孔电连接器与密封接头22电性连接。旋转接头上设置有第一连接孔，孔电连接器上设置有与第一连接孔对应的第二连接孔，第一连接孔和第二连接孔之间通过螺钉21连接。滑环连接器23包括安装于转接套7上的环形导体27、安装于旋转接头4上的点状导体30和顶压点状导体30的弹簧29，环形导体27连接电机端电缆，点状导体30连接孔电连接器电缆31。转接套上设置有电缆通道28，减速电机外壳的内壁上设置有与电缆通道28连通的电缆安装槽25。

转接套内壁上设置有供旋转接头一端安装的第一径向轴承14，装置外壳的端部设置有中空的端头20，端头20与装置外壳之间螺纹连接，端头20内壁上设置有供旋转接头另一端安装的第二径向轴承15，装置外壳1的内壁上于第一径向轴承14和第二径向轴承15之间设置有供旋转接头安装的双向推力轴承16。双向推力轴承16的数量为两个，双向推力轴承包括靠近转接套的第一双向推力轴承和靠近端头的第二双向推力轴承，旋转接头上于第一双向推力轴承与转接套之间套设有第一波形弹簧17，旋转接头上于第二双向推力轴承与端头之间套设有第二波形弹簧。旋转接头通过两个径向轴承导向，通过双向推力轴承和波形弹簧在轴向支撑和减震。旋转接头上于两个双向推力轴承之间套设有承力环18，旋转接头的外壁上设置有凹槽，承力环18上设置有与凹槽对应的安装孔，安装孔中设置有剪切块19，剪切块19的端部伸入到凹槽中与凹槽在外壳的轴向方向上限位挡止配合。

本发明的电缆式钻井定向装置在使用时，泥浆通过由电机外壳与装置外壳之间的间隙、旋转接头的空腔、旋转接头的外壁上的孔道以及转接套上的连通孔形成的泥浆通道，进入泥浆马达，驱动钻头旋转钻井。井下方位信号通过孔电连接器及电缆将电信号传至井上。当需要改变方位时，由电缆供电，减速电机工作，驱动旋转接头转动，直至满足方位要求。当需要造斜时，减速电机停转，井眼会按照泥浆马达的弯曲外壳角度进行造斜，当时进入水平段不需要造斜时，减速电机持续360度缓慢旋转，井径扩眼，不再造斜，如此实现定向钻井造斜和不造斜模式切换。本发明的电缆式钻井定向装置具有精度高、方便操作控制、能连续双向旋转的优点。

本发明的好处是将地面电能通过电缆传递至井下使减速电机旋转，驱动井下工具转动来调整井眼轨迹，克服现有技术中依靠泥浆驱动旋转精度低，井眼与设计轨迹不一致的问题。同时用电缆传递信号也有信息传递速度快，数量大，可靠度高，信号传递不受长距离传输限制等优点。