本发明涉及石油、天然气等钻探领域的钻井工具，是一种偏心圆筒推靠式旋转导向工具。
背景技术：
现有技术中，旋转导向钻井工具主要有推靠式和指向式两种。其中，推靠式旋转导向钻井工具是在工具外周均匀设置三个可伸缩翼肋,三个翼肋可选择的推靠设定方向的井壁，导致钻头偏移，从而加大了钻头的单边切削，实现对钻头钻进方向的控制，达到导向的目的；然而，导向钻井工具的体积尤其是半径大小是受限的，设置三个可伸缩翼肋使其构造复杂，而且内部空腔大，对材料要求高。
指向式旋转导向钻井工具通过一个内置的偏置机构可为钻头提供一个与井眼轴线不一致的倾角，进而产生导向作用。然而，该工具结构复杂，活动部件多，内部空腔大，结构不够紧凑。
发明一种结构简单，内部空腔少，结构紧凑的旋转导向钻井工具，是时之所需。
技术实现要素：
本发明针对的技术问题是：现有旋转导向钻井工具结构复杂，内部空腔多，不紧凑。
本发明采用的技术方案是：利用外筒上的驱动机构驱动两个可调的偏心圆筒可设定的使偏心圆筒推靠式旋转导向工具推靠一侧井壁，使钻头偏移，以实现导向目的。
本发明包含的技术特征有：一种偏心圆筒推靠式旋转导向工具，包括，芯轴，偏置机构，外筒，基座。
基座后端固定连接钻柱，用于将所述偏心圆筒推靠式旋转导向工具连接在钻柱上。
芯轴后端固定连接基座，芯轴前端固定连接钻头；芯轴是所述偏心圆筒推靠式旋转导向工具的承载体。
外筒设置于基座与偏置机构之间，外筒可旋转的套接在芯轴上。
偏置机构包括内偏心圆筒，外偏心圆筒，锁紧机构。
内偏心圆筒可旋转的套接在芯轴上；外偏心圆筒可旋转的套接在内偏心圆筒上；锁紧机构设置于内偏心圆筒与外偏心圆筒之间，可把外偏心圆筒与内偏心圆筒锁紧在一起。本发明通过内偏心圆筒与外偏心圆筒的相对旋转，驱动偏心圆筒推靠式旋转导向工具向设定的方向凸出以推靠井壁，使钻头偏移，从而加大钻头的单边切削，实现任意方向的造斜。当所述偏心圆筒推靠式旋转导向工具处于稳斜钻进状态或造斜钻进状态，通过锁紧机构锁紧以维持外偏心圆筒相对内偏心圆筒位置不变。
所述偏心圆筒推靠式旋转导向工具还包括驱动机构，内偏心圆筒还包括驱动圆筒，驱动圆筒与内偏心圆筒本体固定连接，驱动圆筒可旋转的套接在芯轴上，外筒前端可旋转的套接在驱动圆筒上；驱动机构设置于外筒与驱动圆筒之间，可受控驱动外筒与内偏心圆筒相对转动。用于调节偏置机构的偏置指向（即调节工具面角）。
另外，在定向钻进过程中，偏心圆筒推靠式旋转导向工具可能偏离设定的偏置方向，通过驱动外筒与偏置机构相对转动，可维持偏心圆筒推靠式旋转导向工具始终指向设定的偏置方向。
本申请中，所述前端是指靠近钻头的一端；所述后端，是指靠近钻柱的一端，与前端对应。本申请中，设定一词是指事先设置、确定。
进一步，所述偏心圆筒推靠式旋转导向工具还包括圆套筒；所述圆套筒可旋转的套接在在外偏心圆筒上；在调节偏置机构的偏置指向时，外偏心圆筒需要旋转，当外偏心圆筒直接裸露于井壁，其间摩擦阻力大，外偏心圆筒难以旋转；圆套筒作用是减少外偏心圆筒旋转时的摩擦阻力。
进一步，锁紧机构可以是摩擦型锁紧机构；摩擦型锁紧机构包括腔体、推力机构、摩擦块、摩擦面；推力机构可在腔体内来回移动，推动摩擦块挤压或脱离摩擦面，用于实现锁紧或解锁状态。
进一步，锁紧机构的腔体设置在外偏心圆筒筒内最大壁厚位置，摩擦面设置在内偏心圆筒筒壁对应位置外周；腔体设置在最大壁厚位置，有益于增加构造强度。
进一步，锁紧机构也可以是卡合型锁紧机构，卡合型锁紧机构包括腔体、推力机构、活动卡舌、卡槽；推力机构可在腔体内来回移动，推动活动卡舌插入或拔出卡槽，用于实现锁紧或解锁状态。
进一步，锁紧机构的腔体设置在外偏心圆筒筒内最大壁厚位置，卡槽设置在内偏心圆筒筒壁对应位置外周，卡槽数量为两个，一个设置在内偏心圆筒筒壁最大壁厚位置，可用于钻头维持造斜状态钻进；一个设置在内偏心圆筒筒壁最小壁厚位置，可用于钻头维持稳斜状态钻进；腔体设置在最大壁厚位置，有益于增加构造强度。
进一步，内偏心圆筒筒壁最小壁厚与外偏心圆筒筒壁最小壁厚相等；且，内偏心圆筒筒壁最大壁厚与外偏心圆筒筒壁最大壁厚相等；用于偏心圆筒推靠式旋转导向工具的外周各点到芯轴轴线距离相等，以稳斜钻进。另外，仅内偏心圆筒筒壁最小壁厚、最大壁厚之和与外偏心圆筒筒壁最小壁厚、最大壁厚之和相等，也可实现偏心圆筒推靠式旋转导向工具的外周各点到芯轴轴线距离相等，但构造强度要差。
进一步，锁紧机构使用电力驱动；驱动机构使用电力驱动。
例如，电源可以位于钻柱上，在芯轴、内偏心圆筒、外偏心圆筒和外筒设置导电滑环将电流引入锁紧机构、驱动机构；也可以通过无线感应将电流引入锁紧机构、驱动机构。
进一步，锁紧机构使用泥浆驱动；驱动机构使用泥浆驱动。
例如，在芯轴上设置有可控的开口，在内偏心圆筒、外偏心圆筒和外筒设置对应的管路将泥浆可控的引入锁紧机构和驱动机构，并在芯轴、内偏心圆筒、外偏心圆筒和外筒对应连接处设置密封装置，用于避免泥浆流失。
本发明还提供一种钻具组合，设置有所述偏心圆筒推靠式旋转导向工具，所述偏心圆筒推靠式旋转导向工具后端连接钻柱，前端连接钻头。
因为，偏心圆筒推靠式旋转导向工具本方案通过内、外两个偏心圆筒调节以推靠一侧井壁，使钻头偏移，以实现导向目的，所以，将本方案名称定义为偏心圆筒推靠式旋转导向工具，简单、准确、形象。
本发明中，根据发动机领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统。例如在钻柱上设置电源，在钻柱上设置控制系统，在必要处设置轴承，在必要处设置密封件，在必要处设置内偏心圆筒、外偏心圆筒位置检测机构。
本发明的有益效果有：1）利用外筒上的驱动机构驱动两个可调的偏心圆筒作旋转调整，使偏心圆筒推靠式旋转导向工具凸出以推靠井壁，调节钻头指向，实现导向目的；2）相对现有技术用翼肋推靠井壁，圆套筒可与井壁接触面积更大，推靠力更强；3）结构紧凑、内部空腔少，有益于降低对材料的要求，提高偏心圆筒推靠式旋转导向工具的工作寿命。
附图说明
图1偏心圆筒推靠式旋转导向工具结构示意图。
图2偏置机构结构示意图。
图3驱动机构结构示意图。
图4摩擦型锁紧机构结构示意图。
图5卡合型锁紧机构结构示意图。
图中，1钻头，3钻柱，10芯轴，20偏置机构，22内偏心圆筒，23驱动圆筒，26外偏心圆筒，28圆套筒，30外筒，32驱动机构，34第一部分,36第二部分,40基座，50/60锁紧机构，52包括腔体，54推力机构，56摩擦块，58摩擦面，62腔体，64推力机构，66活动卡舌，68卡槽。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
下面结合图1至图5，对本发明的优选实施例作进一步详细说明。
如图1所示，为造斜状态时过芯轴10轴线的偏心圆筒推靠式旋转导向工具剖面。
基座40后端固定连接钻柱3，用于将所述偏心圆筒推靠式旋转导向工具连接在钻柱3上。
芯轴10后端固定连接基座40，芯轴10前端固定连接钻头1；用于将钻柱3旋转产生的扭矩传递到钻头1，实现对岩层的切削。芯轴10是所述偏心圆筒推靠式旋转导向工具的承载体。
外筒30位于基座40与偏置机构20之间，外筒30可旋转的套接在芯轴10上。
偏置机构20包括内偏心圆筒22，外偏心圆筒26，锁紧机构50。
内偏心圆筒22可旋转的套接在芯轴10上；外偏心圆筒26可旋转的套接在内偏心圆筒22上；锁紧机构50设置于内偏心圆筒22与外偏心圆筒26之间，可把外偏心圆筒26与内偏心圆筒22锁紧在一起。本发明通过内偏心圆筒22与外偏心圆筒26的相对旋转，驱动偏心圆筒推靠式旋转导向工具向设定的方向凸出以推靠井壁，使钻头1偏移，从而加大钻头1的单边切削，实现任意方向的造斜。
所述偏心圆筒推靠式旋转导向工具还包括驱动机构32，内偏心圆筒22还包括驱动圆筒23，驱动圆筒23与内偏心圆筒22本体固定连接，驱动圆筒23可旋转的套接在芯轴10上，外筒30前端可旋转的套接在驱动圆筒23上；驱动机构32设置于外筒30与驱动圆筒23之间，可受控驱动外筒30与内偏心圆筒22相对转动。用于调节偏置机构20的偏置指向（即调节工具面角）。
另外，在定向钻进过程中，偏心圆筒推靠式旋转导向工具可能偏离设定的偏置方向，通过驱动外筒30与偏置机构20相对转动，可维持偏心圆筒推靠式旋转导向工具始终指向设定的偏置方向。
所述偏心圆筒推靠式旋转导向工具还包括圆套筒28；所述圆套筒28可旋转的套接在在外偏心圆筒26上；在调节偏置机构20的偏置指向时，外偏心圆筒26需要旋转，当外偏心圆筒26直接裸露于井壁，其间摩擦阻力大，外偏心圆筒26难以旋转；圆套筒28作用是减少外偏心圆筒26旋转的摩擦阻力。
图1中，偏心圆筒推靠式旋转导向工具设定为向下侧凸出，与下侧井壁的相互推靠，使钻头1偏移至上侧即相对方向井壁，以加大钻头1对上侧的单边切削，实现对钻头1钻进方向的控制，进而达到向上侧造斜的目的。
如图2所示，为图1中a-a剖面，内偏心圆筒22筒壁最小位置与外偏心圆筒26筒壁最小位置对应，内偏心圆筒22筒壁最大位置与外偏心圆筒26筒壁最大位置对应，圆套筒28中心偏离芯轴10中心，向下凸出；锁紧机构50处于锁紧状态，用于维持偏置机构20向下凸出。
内偏心圆筒22筒壁最小壁厚与外偏心圆筒26筒壁最小壁厚相等；且，内偏心圆筒22筒壁最大壁厚与外偏心圆筒26筒壁最大壁厚相等；用于偏心圆筒推靠式旋转导向工具的外周各点到芯轴10轴线距离相等，以稳斜钻进。另外，仅内偏心圆筒22筒壁最小壁厚、最大壁厚之和与外偏心圆筒26筒壁最小壁厚、最大壁厚之和相等，也可实现偏心圆筒推靠式旋转导向工具的外周各点到芯轴10轴线距离相等，但构造强度要差。
如图3所示，为图1中b-b剖面；驱动机构32设置于外筒30与驱动圆筒23之间，可受控驱动外筒30与驱动圆筒23相对转动。驱动机构32可以是这样的，包括第一部分34和第二部分36，第一部分34例如电机定子固定设置在外筒30内，第二部分36例如电机转子固定套接在驱动圆筒23上，第一部分34与第二部分36配合转动，驱动外筒30与驱动圆筒23相对转动。在定向钻进过程中，偏心圆筒推靠式旋转导向工具可能偏离设定的偏置方向，通过驱动外筒30与驱动圆筒23相对转动，可维持偏置机构20始终指向设定的偏置方向。在定向钻进与稳斜钻进两种状态转换时，外偏心圆筒26与内偏心圆筒22之间需要相对转动，通过锁紧机构50解锁，驱动机构32驱动内偏心圆筒22转动，而外偏心圆筒26不动，可实现定向钻进与稳斜钻进两种状态相互转换。在定向钻进与稳斜钻进两种状态转换时，可以在外偏心圆筒26与圆套筒28之间设置一个可解锁的锁紧装置，以使外偏心圆筒26不动。
如图4所示，锁紧机构50可以是摩擦型锁紧机构50；摩擦型锁紧机构50包括腔体52、推力机构54、摩擦块56、摩擦面58；推力机构54可在腔体52内来回移动，推动与之连接的摩擦块56挤压或脱离摩擦面58，用于实现锁紧或解锁状态。
如图5所示，锁紧机构60也可以是卡合型锁紧机构60，卡合型锁紧机构60包括腔体62、推力机构64、活动卡舌66、卡槽68；推力机构64可在腔体62内来回移动，推动与之连接的活动卡舌66插入或拔出卡槽68，用于实现锁紧或解锁状态。
本发明的工作方式有：1)定向钻进模式，内偏心圆筒22筒壁最小位置与外偏心圆筒26筒壁最小位置对应，内偏心圆筒22筒壁最大位置与外偏心圆筒26筒壁最大位置对应，锁紧机构50锁紧，偏置机构20处于偏置状态，向一侧井壁凸出，外筒30相对井壁横向静止，导致钻头1向相对方向井壁倾斜，从而加大了钻头1的单边切削，实现造斜效果；2)稳斜钻进模式，内偏心圆筒22筒壁最小位置与外偏心圆筒26筒壁最大位置对应，内偏心圆筒22筒壁最大位置与外偏心圆筒26筒壁最小位置对应，锁紧机构50锁紧，偏置机构20中心与钻柱3轴线重合，处于未偏置状态，可稳斜钻进。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，但可以理解的是，本发明并不局限于所公开的实施方式和构件，相反，旨在涵盖包括在所附的权利要求书的主旨和范围之内的各种改型、特征结合、等效的装置以及等效的构件。此外，出现在附图中的各构件的特征的尺寸并不是限制性的，其中各构件的尺寸可以与描绘在附图中的构件的尺寸不同。因此，本发明用于覆盖对本发明的改型和变形，只要它们均在所附的权利要求书和它们的等效方案的范围之内即可。