垂直钻井工具的制作方法_2

文档序号:8592054阅读:来源:国知局
准确、可靠性高的特点,能够大幅度降低设备应用成本。
【附图说明】
[0015]附图1为本实用新型最佳实施例的主视半剖视结构示意图。
[0016]附图2为附图1中A-A处的剖视结构示意图。
[0017]附图3为附图1中B-B处的剖视结构示意图。
[0018]附图4为附图2中的第一轴向凸台的主视结构示意图。
[0019]附图5为附图2中的第一轴向凸台安装凸块压板、舱盖板和推力板后的主视结构示意图。
[0020]附图6为附图2中C-C处旋转剖的上部放大结构示意图。
[0021]附图7为附图2中C-C处旋转剖的下部放大结构示意图。
[0022]附图中的编码分别为:1为中心管,2为短钻铤,3为本体,4为测控装置,5为上轴承,6为下轴承,7为推力板,8为小柱塞,9为推力活塞,10为旋转装置液泵,11为活塞驱动液泵,12为舱盖板,13为第一轴向凸台,14为第二轴向凸台,15为第三轴向凸台,16为泵舱,
17为平衡舱,18为控制舱,19为衡压通孔,20为线缆孔,21为平衡胶囊,22为平衡接头,23为第一推板安装槽,24为第二推板安装槽,25为第三推板安装槽,26为上限位块,27为下限位块,28为上复位簧,29为下复位簧,30为下导油环,31为第一轴向油孔,32为第二轴向油?L,33为第三轴向油孔,34为泥浆发电机,35为电源舱,36为叶轮,37为导电管,38为导管座,39为电缆导管,40为导电插头,41为导电插座,42为推力I父囊,43为驱动凸块,44为回位弹簧,45为凸块压板,46为凸块安装腔,47为凸棱,48为上导油环,49为平衡油管,50为导油管,51为输电座套,52为磁芯套管,53为接收套管,54为导电接头,55为线缆槽,56为径向线缆孔,57为限压阀,58为溢流阀。
【具体实施方式】
[0023]本实用新型不受下述实施例的限制,可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
[0024]在本实用新型中,为了便于描述,各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的,如:前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。
[0025]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述:
[0026]如附图1、2、3、4、5、6、7所示,该垂直钻井工具包括中心管1、短钻铤2、本体3、供电装置、凸块旋转装置、测控装置4和非接触输电装置;中心管I上端安装有短钻铤2,本体3通过上轴承5和下轴承6安装在中心管I外部并能够相对中心管I转动,短钻铤2的内部安装有供电装置,本体3的外侧沿圆周均匀分布有三个轴向凸台,各轴向凸台的上部体内分别安装有能伸出轴向凸台并支撑在井壁上带动本体3旋转的凸块旋转装置;各轴向凸台的下部分别设有推板安装槽,其中一个推板安装槽内安装有带推力板7的防转推力装置,其余推板安装槽内安装有带推力板7的纠偏推力装置,防转推力装置能使推力板7支撑在井壁上以防止本体3旋转,纠偏推力装置能使推力板7支撑在井壁上以防止本体3倾斜,纠偏推力装置的推力大于防转推力装置;本体3的中部体内安装有旋转装置液泵10、推力装置液泵11和测控装置4,测控装置4上有能够检测井斜及倾斜方位的传感器,本体3下部内壁与中心管I之间安装有非接触输电装置,供电装置通过非接触输电装置与测控装置4的电源端子电连接,传感器的输出端子与测控装置4的信号输入端子电连接,测控装置4的信号输出端子与旋转装置液泵10的控制端子及推力装置液泵11的控制端子电连接,旋转装置液泵10能够驱动凸块旋转装置工作,推力装置液泵11能够驱动防转推力装置及纠偏推力装置工作。本实用新型通过采用磁定向技术,能够实现自动跟踪井斜和实现侧推防斜,防转推力装置和纠偏推力装置最好为柱塞式的推力装置,以便于采用结构较为简单的一套液压系统就能够实现控制,大大简化了控制程序。本实用新型随钻头一起工作时,通过测控装置4使旋转装置液泵10工作,使凸块旋转装置凸出本体3的轴向凸台外侧,凸块旋转装置支撑在井壁上并带动本体3旋转,通过传感器自动跟踪检测井斜方位,传感器检测出井斜方位后,当本体3上的防转推力装置旋转至与井斜方向相反的方位时,推力装置液泵11工作,使防转推力装置和纠偏推力装置工作,推动推力板7支撑在井壁上,由于纠偏推力装置推力大于防转推力装置,各纠偏推力装置产生推力的合力作用在井斜方向的井壁上,对本体3形成一个与井斜方向相反的反作用力,最终推动钻头向井斜的反方向运动,通过液压装置实现侧推防斜,具有结构简单、定位准确、可靠性高的特点,能够大幅度降低设备的应用成本。
[0027]可根据实际需要,对上述垂直钻井工具作进一步优化或/和改进:
[0028]如附图1、2、4、5、6、7所示,各轴向凸台的外侧中部分别有舱盖安装槽并固定安装有舱盖板12;轴向凸台包括第一轴向凸台13、第二轴向凸台14和第三轴向凸台15;对应第一轴向凸台13的舱盖安装槽的槽底中部有泵舱16,旋转装置液泵10和推力装置液泵11固定安装在泵舱16内壁上;对应第二轴向凸台14的舱盖安装槽的槽底中部有平衡舱17,平衡舱17内安装有平衡胶囊21,平衡舱17的舱盖板12中部有平衡通孔并固定安装有平衡接头22,平衡胶囊21的口部固定安装在平衡接头22内端,平衡胶囊21的内腔通过平衡接头22内腔与本体3外部相连通;对应第三轴向凸台15的舱盖安装槽的槽底中部有控制舱18,测控装置4固定安装在控制舱18内壁上;泵舱16与平衡舱17之间有衡压通孔19,泵舱16与控制舱18之间有装有密封塞的线缆孔20。平衡胶囊21则用于平衡防转推力装置和纠偏推力装置的柱塞伸缩引起的油液体积变化所形成的压力波动;泵舱16内腔与平衡舱17内腔通过衡压通孔19相连通;测控装置4的信号输出端子通过穿过线缆孔20的线缆与旋转装置液泵10的控制端子及推力装置液泵11的控制端子电连接。
[0029]如附图1、3、4、5、7所示,防转推力装置包括两个小柱塞8,纠偏推力装置包括推力活塞9;各推力板7的上部和下部分别有上压台和下压台,对应上压台位置的轴向凸台上设有上限位槽并固定安装有上限位块26,对应下压台位置的轴向凸台上设有下限位槽并固定安装有下限位块27,上压台与上限位块26之间安装有上复位簧28,下压台与下限位块27之间安装有下复位簧29;第一轴向凸台13、第二轴向凸台14和第三轴向凸台15下部的推板安装槽分别为第一推板安装槽23、第二推板安装槽24和第三推板安装槽25;第一推板安装槽23和第三推板安装槽25的底面中部设有活塞安装腔,推力活塞9安装在活塞安装腔内;第二推板安装槽24的上部底面上和下部底面上分别设有上柱塞安装腔和下柱塞安装腔,两个小柱塞8分别安装在上柱塞安装腔和下柱塞安装腔内,上下两个小柱塞8的直径之和小于推力活塞9的直径;本体3的下部有下油环安装槽,下油环安装槽内安装有上端带有导油槽的下导油环30,第一推板安装槽23的活塞安装腔底部有第一轴向油孔31,上柱塞安装腔和下柱塞安装腔的底部通过第二轴向油孔32相连通,第三推板安装槽25的活塞安装腔底部有第三轴向油孔33;第一轴向油孔31的上端与推力装置液泵11的出液口相连通,第一轴向油孔31的上端与推力装置液泵11的出液口之间安装有溢流阀58;第一轴向油孔31、第二轴向油孔32和第三轴向油孔33的下端分别与下导油环30的导油槽相连通。通过上复位簧28和下复位簧29使推力板7外端与轴向凸台外侧平齐;通过溢流阀58能够保护液压系统,防止因压力过大损坏液压管路。
[0030]如附图1、6所示,凸块旋转装置包括推力胶囊42、驱动凸块43、回位弹簧44和凸块压板45;各轴向凸台的上部分别有沿右上左下方向倾斜布置的凸块安装腔46,各凸块安装腔46的内端分别安装有推力胶囊42,推力胶囊42外部的凸块安装腔46内安装有驱动凸块43,驱动凸块43的外侧左右两边分别设有凸棱47,凸棱47为沿凸块安装腔46方向布置的螺旋状凸棱,驱动凸块43的外侧中部设有弹簧安装槽并安装有回位弹簧44,对应凸块安装腔46上下端位置的轴向凸台外侧设有压板槽,压板槽内固定安装有凸块压板45,回位弹簧44的外端压紧在凸块压板45的中部,回位弹簧44的内端压紧在弹簧安装槽的槽底面上并使驱动凸块43的凸棱47位于凸块安装腔46内;本体3的上端有上油环安装槽,上油环安装槽内安装有下端带有导油槽的上导油环48,各推力胶囊42内腔之间通过平衡油管49与上导油环48的导油槽相互连通;其中一个推力胶囊42的内腔下端通过导油管50与旋转装置液泵10的出液口相连通,导油管50与旋转装置液泵10的出液口之间安装有限压阀57。限压阀57能够保护液压系统,防止因压力过大损坏液压管路。
[0031]如附图1、6所示,供电装置包括泥浆发电机34和电源舱35;短钻铤2的内部有钻铤腔,泥浆发电机34的外壳固定安装在钻铤腔的上部内壁上,泥浆发电机34的驱动轴上安装有叶轮36,泥浆发电机34的下端安装有电源舱35,电源舱35的输入端子与泥浆发电机34的输出端子电连接;电源舱35的输出端子通过初级电力传输装置与非接触输电装置的输入端子电连接,非接触输电装置的输出端子与测控装置4的电源端子电连接;钻铤腔上端通过叶轮36的叶片间隙、泥浆发电机34外侧环空、电源舱35外侧环空与中心管I的内腔相连通。
[0032]如附图1、6、7所示,初级电力传输装置包括电缆导
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