CN108131099A - 用于定向钻井系统的自动调节装置和方法 - Google Patents

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CN108131099A CN201611093074.XA CN201611093074A CN108131099A CN 108131099 A CN108131099 A CN 108131099A CN 201611093074 A CN201611093074 A CN 201611093074A CN 108131099 A CN108131099 A CN 108131099A
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任治国
付旭
斯图尔特·布莱克·布拉泽尔
王成宝
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    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/04—Directional drilling
    • E21B7/06—Deflecting the direction of boreholes
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Abstract

一种用于定向钻井系统的自动调节装置，其包括：第一壳体；至少部分位于所述第一壳体内的旋转套筒；穿过所述第一壳体和所述旋转套筒的驱动轴；与所述驱动轴耦合的转矩传递部件；与所述旋转套筒耦合的液压驱动模块，其被位于所述第一壳体内的流体或位于所述第一壳体外的流体驱动，以选择性地与所述转矩传递部件耦合；及第二壳体，其包括第一部分和第二部分，所述第一部分与所述旋转套筒耦合，所述第一部分的纵轴线与所述第二部分的纵轴线不平行，且所述第一部分的纵轴线与所述第一壳体的纵轴线不平行。还描述了一种用于定向钻井系统的自动调节方法。

Description

用于定向钻井系统的自动调节装置和方法
技术领域
本发明通常涉及用于定向钻井系统的自动调节装置和方法。
背景技术
对于来自地下储层的碳氢化合物的勘探和开采已经进行了长达上百年。碳氢化合物的回收作业典型地利用附着至钻杆(drill pipe)的钻头(drill bit)钻穿陆上或离岸地下岩层，直至到达地下储层。通常，钻杆是不可控制的，且仅允许垂直钻井操作，这使得沿预期轨道改变钻井方向以到达地下储层变得较为困难。对于现有技术的定向钻井装置，通常需要执行多次起钻和下钻操作，且钻杆的方向需要手动调节。这种调节过程复杂且效率低下。
因此，期望提供新的和改进的装置和方法来允许定向井下钻井操作。
发明内容
在一方面中，本发明的具体实施方式涉及一种用于定向钻井系统的自动调节装置，其包括：第一壳体；至少部分位于所述第一壳体内的旋转套筒；穿过所述第一壳体和所述旋转套筒的驱动轴；与所述驱动轴耦合的转矩传递部件；与所述旋转套筒耦合的液压驱动模块，其被位于所述第一壳体内的流体或位于所述第一壳体外的流体驱动，以选择性地与所述转矩传递部件耦合；及第二壳体，其包括第一部分和第二部分，所述第一部分与所述旋转套筒耦合，所述第一部分的纵轴线与所述第二部分的纵轴线不平行，且所述第一部分的纵轴线与所述第一壳体的纵轴线不平行。
在另一方面中，本发明的具体实施方式涉及一种用于定向钻井系统的自动调节方法，其包括：旋转驱动轴，以旋转与所述驱动轴耦合的转矩传递部件，所述驱动轴穿过第一壳体以及至少部分位于所述第一壳体内的旋转套筒；及通过利用位于所述第一壳体内的流体或位于所述第一壳体外的流体驱动固定在所述旋转套筒上的液压驱动模块，来将该液压驱动模块选择性地与转矩传递部件耦合，以选择性地旋转耦合在旋转套筒上的第二壳体，所述第二壳体的第一部分的纵轴线与所述第二壳体的第二部分的纵轴线不平行，且所述第一部分的纵轴线与所述第一壳体的纵轴线不平行。
附图说明
参考附图阅读下面的详细描述，可以帮助理解本发明的特征、方面及优点，其中：：
图1是根据本发明一个实施例的钻杆的一部分的示意图；
图2是根据本发明一个实施例的具有弯曲角度的钻杆的一部分的示意图；
图3是根据本发明一个实施例的用于定向钻井系统的自动调节装置的示意图；
图4是图3中A部分的放大图；
图5是根据本发明一个实施例的液压致动器的示意图；
图6是根据本发明一个实施例的壳体连接器的示意图；
图7是根据本发明一个实施例的第二壳体的示意图；及
图8是根据本发明一个实施例的用于定向钻井系统的自动调节方法的示意性流程图。
具体实施方式
以下将描述本发明的一个或者多个具体实施方式。首先要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，或者为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本发明公开的内容不充分。
除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书以及权利要求书中使用的“第一”或者“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“或者”包括所列举的项目中的任意一者或者全部。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“耦合”等类似的词语意指间接或直接连接。因此，如果第一部件耦合至第二部件，两者可直接连接，或通过其他部件和连接来间接地机械或电连接。“被驱动”、“被……驱动”、“由……驱动”等类似的词语并不表示限制，而是表示存在。因此，如果第一对象被第二对象驱动，其表示第一对象可仅被第二对象驱动，或被第二对象和其他对象驱动。
图1是根据本发明一个实施例的钻杆的一部分的示意图。钻杆的该部分包括稳定器91、与稳定器91耦合的PDM(容积式马达，positive displacement motor)壳体(housing)92、位于PDM壳体内的PDM(图未示)、与PDM壳体92和钻头93耦合的自动调节装置90。自动调节装置90包括与PDM壳体92耦合的第一壳体100以及与第一壳体100耦合的第二壳体200。第二壳体200相对第一壳体100可旋转，以形成第一壳体100和第二壳体200之间的弯曲角度α(如图2所示)，从而提供定向井下钻井(directional downhole drilling)操作。
图3示出了根据本发明一个实施例的自动调节装置90。该装置90包括第一壳体100、至少部分位于第一壳体100内的旋转套筒300、穿过第一壳体100和旋转套筒300的驱动轴(drive shaft)600、与驱动轴600耦合的转矩传递部件400、与旋转套筒300耦合且被位于第一壳体100内的流体或位于第一壳体100外的流体驱动以选择性地耦合至转矩传递部件400的液压驱动模块500、包括第二部分220以及与旋转套筒300耦合的第一部分210的第二壳体200。
第一壳体100可随钻杆一起被驱动旋转。在井下钻井期间，第一壳体100的旋转可被地面设备(surface device)控制。驱动轴600被PDM驱动旋转。在一些实施例中，驱动轴600通过轴支承支座(shaft bearing support)160耦合至第一壳体100。在一些实施例中，驱动轴600的第一端(如顶端)与马达(如PDM)连接，且驱动轴600的第二端(如底端)通过第一万向接头与钻头93连接。在一些实施例中，驱动轴600的第一端通过第二万向接头与马达连接。
旋转套筒300可部分或全部位于第一壳体100内。在一些实施例中，旋转套筒300的纵轴线(图未示)与第一壳体100的纵轴线101基本平行；在一些实施例中，旋转套筒300的纵轴线与第一壳体100的纵轴线101基本重叠。
转矩传递部件400接收来自驱动轴600的转矩。在一些实施例中，转矩传递部件400包括与驱动轴600耦合的齿轮传动系统410、与齿轮传动系统410耦合且可旋转地附着至驱动轴600的第一可旋转部件421、附着至驱动轴600的第二可旋转部件422。
齿轮传动系统410将来自驱动轴600的转矩传递给第一可旋转部件421，以使第一可旋转部件421以相对驱动轴600的旋转方向相反的方向旋转。
在一些实施例中，齿轮传动系统410包括第一齿轮411、第二齿轮412、第三齿轮413、第四齿轮414和齿轮轴承支座415。第四齿轮414的旋转方向与驱动轴600的旋转方向相反。
第一齿轮414附着至驱动轴600，且被驱动轴600驱动以旋转；在一些实施例中，驱动轴600穿过第一齿轮411的中心；在一些实施例中，第一齿轮411为外齿轮。第二齿轮412与第一齿轮411啮合；在一些实施例中，第二齿轮412为外齿轮。第三齿轮413与第二齿轮412同轴耦合；在一些实施例中，第三齿轮413为外齿轮。第四齿轮414与第三齿轮413啮合；在一些实施例中，第四齿轮414为内齿轮。齿轮轴承支座415固定至第一壳体100且与第二齿轮412和第三齿轮413共轴耦合，由此，第二齿轮412和第三齿轮413在第一壳体100内的位置基本固定。
需要注意的是，参照图3所示的齿轮传动系统410仅为一个实施例，不应被理解为对本发明范围的限制。本发明的齿轮传动系统410可包括各种变形，且该等变形均应包含在本发明的范围内。例如，第一齿轮411可为内齿轮且第四齿轮414可为外齿轮。又例如，第二齿轮412可直接与驱动轴600上的齿耦合，则第一齿轮411是非必要的。再例如，第二齿轮412和第三齿轮413可被一个齿轮替代，等等。
第一可旋转部件421被齿轮传动系统410驱动，且以相对驱动轴600的旋转方向相反的方向旋转。第一可旋转部件421可具有多种结构。在一些实施例中，第一可旋转部件421包括摩擦片(friction disk)。在一些实施例中，第一可旋转部件421通过轴承支座140耦合至第一壳体100。
第二可旋转部件422附着至驱动轴600，且以与驱动轴600的旋转方向相同的方向旋转。在一些实施例中，第二可旋转部件422固定至驱动轴600。第二可旋转部件422可具有多种结构。在一些实施例中，第二可旋转部件422包括摩擦片。在一些实施例中，驱动轴600穿过第二可旋转部件422的中心。
由于第一可旋转部件421以与驱动轴600的旋转方向相反的方向旋转，且第二可旋转部件422以与驱动轴600的旋转方向相同的方向旋转，转矩传递部件400可输出具有与驱动轴600的旋转方向相反的方向的转矩(以下简称“反向转矩”)以及具有与驱动轴600的旋转方向相同的方向的转矩(以下简称“正向转矩”)。在一些实施例中，转矩传递部件400仅包括齿轮传动系统410和第一可旋转部件421，即转矩传递部件410仅输出反向转矩。在一些实施例中，转矩传递部件410仅包括第二可旋转部件422，即转矩传递部件410仅输出正向转矩。
液压驱动模块500与旋转套筒300耦合，且被位于第一壳体100内的流体(以下简称“内部流体”)和位于第一壳体100外的流体(以下简称“外部流体”)驱动，以选择性地与转矩传递部件400耦合，也即，通过被内部流体或外部流体驱动，液压驱动模块500可耦合至转矩传递部件400或与转矩传递部件400分离。在一些实施例中，液压驱动模块500固定在旋转套筒300上。
在一些实施例中，液压驱动模块500包括至少一个液压致动器510和至少一个阀门520。图3示出的实施例中，转矩传递部件400输出正向转矩和反向转矩，液压驱动模块500包括两个阀门520和两个液压致动器510。在一些实施例中，转矩传递部件400可输出正向转矩或反向转矩中的一者，液压驱动模块500包括一个阀门520和一个液压致动器510。
请参阅图3-4，图4示出了图3中A部分的放大图。如图4所示的阀门520包括用于连通内部流体的第一端口522、用于连通外部流体的第二端口521、用于使液压致动器510与内部流体或外部流体连通来使液压致动器510选择性地与转矩传递部件400耦合的第三端口523。在一些实施例中，阀门520固定在旋转套筒300上。为简单起见，图示的两个阀门520中仅有一者被标识编号521、522和523。
阀门520可在控制器(图未示)的控制下使第三端口523连通内部流体或外部流体。在一些实施例中，控制器可被集成在钻杆上，且可通过通信系统(图未示)接收来自地面操作人员(图未示)的命令。
在一些实施例中，阀门520位于第一壳体100内，旋转套筒300具有凹槽，且该凹槽与第一壳体100一起形成腔室310。外部流体通过第一壳体100上的孔洞150流入腔室310。第二端口521通过腔室310和孔洞150连通外部流体。需要注意的是，通过腔室310和孔洞150使第二端口521与外部流体连通仅为一个实施例，不应被理解为对本发明范围的限制。多种变形可被采用以使第二端口521与外部流体连通，且该等多种变形均应包括在本发明的范围内。
请参阅图3-5，图5示出了根据本发明一个实施例的液压致动器510的示意图。液压致动器510包括本体部件511和与本体部件511耦合的两个活塞部件512。
本体部件511和两个活塞部件一起形成腔室513和两个腔室514。腔室513与第三端口523耦合，以与外部流体或内部流体连通。在一些实施例中，腔室513可被分离为多个腔室(如两个腔室)，其中每个腔室与第三端口523耦合，以连通外部流体或内部流体。两个腔室514中的每一者与内部流体连通。在一些实施例中，两个腔室514可被一个腔室替代，例如，两个腔室514通过通道互相连通，从而实际上变为一个腔室。
两个活塞部件512中的每个与腔室513和腔室514内的流体相互作用。腔室514内的流体为内部流体，腔室513内的流体可基于阀门520与内部流体或外部流体连通。在井下钻井操作期间，流体(如钻井流体，drilling fluid)通过钻杆从地表的泥浆池流向井下，且通过由钻杆和所述钻杆穿过的井壁(borehole well)形成的环形空间从钻头返回地表。从泥浆池流向井下的流体为内部流体，且从钻头返回的流体为外部流体。由于钻井操作中的能量损耗，内部流体的压力通常高于外部流体的压力。因此，利用腔室513内的流体与内部流体的压力差，两个活塞部件512可被腔室513内的流体和内部流体驱动以互相靠近或互相远离。
在两个活塞部件512互相靠近的实施例中，第一可旋转部件421或第二可旋转部件422被两个活塞部件512夹紧，来自驱动轴600的转矩通过转矩传递部件400和液压驱动模块500传递给旋转套筒300，以驱动旋转套筒300旋转。需要注意的是，在液压驱动模块500包括能够分别耦合至第一可旋转部件421和第二可旋转部件422的两个液压致动器510的实施例中，通常，第一可旋转部件421和第二可旋转部件422可能不会被同时夹紧。
在两个活塞部件512互相远离的实施例中，被夹紧的第一可旋转部件421或被夹紧的第二可旋转部件422被两个活塞部件512释放。
在一些实施例中，每个液压致动器510包括与本体部件511耦合且被腔室513内的流体或内部流体驱动的活塞组件540、与活塞组件540耦合且被活塞组件540驱动的摩擦件543、耦合在活塞组件540和本体部件511之间的弹簧部件544。在一些实施例中，活塞组件540包括第一部分541和第二部分542；在一些实施例中，第一部分541的直径与第二部分542的直径不同。第一部分541与本体部件511耦合，并被腔室513内的流体和内部流体驱动，第二部分542固定在活塞组件540的第一部分541和摩擦件543之间，并与本体部件511耦合。弹簧部件544耦合在第一部分541和本体部件511之间。
腔室513内的流体的压力在表面546上产生使第一部分541移出腔室513的趋势，内部流体的压力在表面548上产生使第一部分541进入腔室513的趋势。
在腔室513连通外部流体的实施例中，内部流体的压力高于腔室513内的流体的压力，第一部分541具有向腔室513内移动的趋势，且两个第一部分541的移动驱动两个摩擦件543互相靠近。在腔室513与内部流体连通的实施例中，内部流体的压力与腔室513内的流体的压力基本相同或接近。由于弹簧部件544的存在，第一部分541具有向腔室513外移动的趋势，且两个第一部分541的移动驱动两个摩擦件543互相远离。
需要注意的是，如图5所示的液压致动器510仅为一个实施例，而不应被理解为对本发明范围的限定。本发明的液压致动器510可具有多种变形，且该等变形均应包含在本发明的范围内。例如，两个活塞部件与本体部件511一起仅形成至少一个腔室513，即没有形成腔室514。又例如，第一部分541可直接固定至摩擦件543，即第二部分542不存在。
在一些实施例中，自动调节装置90可进一步包括用于测量旋转套筒300的旋转角度的旋转测量模块700。旋转测量模块700包括固定至旋转套筒300的刻度件710以及用于检测刻度件710上的刻度的传感器720。
刻度件710随旋转套筒300一起旋转，刻度件710上的刻度被传感器720检测。由此，旋转套筒300的旋转角度可通过计数检测到的刻度的数量来被计算。在一些实施例中，刻度件710的刻度通过刻度件710上的孔或者凹陷表示。在一些实施例中，传感器720包括用于检测刻度件710上的孔或凹陷的接近传感器(proximity sensor)或磁感应传感器。
在一些实施例中，自动调节装置90进一步包括锁定模块。在一些实施例中，该锁定模块包括与第一壳体100耦合且用于插入所述孔或凹陷的电磁销130，由此，当电磁销130插入孔或凹陷时，旋转套筒300相对第一壳体100固定。在一些实施例中，电磁销130可被控制器控制。
需要注意的是，如图3所示的旋转测量模块700仅为一个实施例，不应被理解为对本发明范围的限制。本发明的旋转测量模块700可包括多种变形，且该等变形均应包含在本发明的范围内。
请参阅图3、图6和图7。图6示出了根据本发明一个实施例的壳体连接器的示意图，图7示出了根据本发明一个实施例的第二壳体的示意图。
第二壳体200被旋转套筒300驱动旋转。第二壳体500包括第一部分210和第二部分220，第一部分210与旋转套筒300耦合。第一部分210的纵轴线102与第二部分220的纵轴线103不平行，且第一部分210的纵轴线102与第一壳体100的纵轴线101不平行。
在参照图3、图6和图7所示实施例中，第二壳体200的第一部分210通过齿230与旋转套筒300耦合，并通过壳体连接器120与第一壳体100耦合，该壳体连接器120包括与第一壳体100耦合的第一部分121以及与第二壳体200耦合的第二部分122。在一些实施例中，齿230包括互相啮合的上齿和下齿。在一些实施例中，上齿与旋转套筒300的底部耦合或集成在一起，且下齿与第二壳体200的上部耦合或集成在一起。在一些实施例中，下齿通过齿套(tooth sleeve)来相对第二壳体200固定。
壳体连接器120的第一部分121的纵轴线104与壳体连接器120的第二部分122的纵轴线105不平行。在一些实施例中，纵轴线104与纵轴线101基本平行，且纵轴线105与纵轴线102基本平行。在一些实施例中，由第一部分210的纵轴线102与第一壳体100的纵轴线101形成的倾斜角度(以下简称“第一倾斜角度”)与由第一部分210的纵轴线102和第二部分220的纵轴线103形成的倾斜角度(以下简称“第二倾斜角度”)基本相同。
由于第一倾斜角度和第二倾斜角度的存在，第一壳体100和第二壳体200之间形成可调节的弯曲角度。随着第二壳体200的旋转，该弯曲角度的范围可从θ1至θ2，其中，θ1为第一倾斜角度和第二倾斜角度之和，θ2为第一倾斜角度和第二倾斜角度之差。
需要注意的是，参照图3所示的第一壳体100和第二壳体200之间的耦合方式仅为一个实施例，而不应理解为对本发明范围的限制。第一壳体100和第二壳体200之间的耦合方式可包括多种变形，且该等变形均应包含在本发明的范围内。例如，第一壳体100可包括具有纵轴线101的第一部分和具有与纵轴线101不平行的纵轴线的第二部分，且第二壳体200的第一部分201与第一壳体100的第二部分耦合，即，在该等实施例中可不包括壳体连接器120。又例如，旋转套筒300可包括具有与纵轴线101平行的纵轴线的第一部分以及具有与纵轴线101不平行的纵轴线的第二部分，且第二壳体200与旋转套筒300的第二部分直接耦合。
请参阅图3-8，图8示出了根据本发明一个实施例的用于定向钻井系统的自动调节方法800的流程图。方法800包括下述步骤810和820。
在步骤810中，驱动轴600转动以旋转耦合至驱动轴600的转矩传递部件400。驱动轴600穿过第一壳体100和至少部分位于第一壳体100内的旋转套筒300。
在一些实施例中，步骤810包括以下步骤：转动驱动轴600以通过齿轮传动系统410旋转第一可旋转部件421。第一可旋转部件421的旋转方向与驱动轴600的旋转方向相反。在一些实施例中，步骤810包括以下步骤：转动驱动轴600以旋转附着至驱动轴600的第二可旋转部件422。第二可旋转部件422的旋转方向与驱动轴600的旋转方向相同。
在步骤820中，通过利用内部流体或外部流体驱动固定在旋转套筒300上的液压驱动模块500，来选择性地将液压驱动模块500耦合至转矩传递部件400，以选择性地旋转与旋转套筒300耦合的第二壳体200。第二壳体200的第一部分210的纵轴线102与第二壳体200的第二部分220的纵轴线103不平行，且第一部分210的纵轴线102与第一壳体100的纵轴线101不平行。
在一些实施例中，液压驱动模块500包括固定在旋转套筒300上的至少一个液压致动器510以及分别与该至少一个液压致动器510耦合的至少一个阀门520，步骤820包括以下步骤：每个阀门520使耦合至该阀门520的液压致动器510连通内部流体或外部流体，以将液压致动器510选择性地耦合至转矩传递部件400。在一些实施例中，液压致动器510包括本体部件511和两个活塞部件512，该两个活塞部件512和本体部件511一起形成至少一个腔室513，步骤820包括以下步骤：通过至少一个腔室513内的流体和内部流体，驱动两个活塞部件512互相靠近或互相远离。
需要注意的是，在一些实施例中，将液压驱动模块500耦合至转矩传递模块400的步骤可在步骤810之前被执行。
在一些实施例中，方法800进一步包括以下步骤：通过传感器720，检测固定至旋转套筒300上的刻度件710的刻度。
在一些实施例中，刻度件710包括用于指示刻度件710上的刻度的孔或凹槽，且方法800进一步包括以下步骤：将电磁销插入所述孔或凹槽，以使旋转套筒300相对第一壳体100固定。
根据本发明的实施例主要利用来自驱动轴600的转矩旋转第二壳体200，以获得期望的弯曲角度，且液压驱动模块500主要利用来自内部流体和外部流体的压力来通过转矩传递部件400选择性地将自身耦合至驱动轴600。因此，根据本发明的实施例的电功率消耗很低。在一些实施例中，转矩传递部件400可提供正向转矩和反向转矩，以更容易地调整弯曲角度。
虽然结合特定的具体实施方式对本发明进行了详细说明，但本领域的技术人员可以理解，对本发明可以作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于覆盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。

Claims (17)

1.一种用于定向钻井系统的自动调节装置，其特征在于，其包括：
第一壳体；
至少部分位于所述第一壳体内的旋转套筒；
穿过所述第一壳体和所述旋转套筒的驱动轴；
与所述驱动轴耦合的转矩传递部件；
与所述旋转套筒耦合的液压驱动模块，其被位于所述第一壳体内的流体或位于所述第一壳体外的流体驱动，以选择性地与所述转矩传递部件耦合；及
第二壳体，其包括第一部分和第二部分，所述第一部分与所述旋转套筒耦合，所述第一部分的纵轴线与所述第二部分的纵轴线不平行，且所述第一部分的纵轴线与所述第一壳体的纵轴线不平行。
2.如权利要求1所述的自动调节装置，其特征在于，所述液压驱动模块包括：
固定至旋转套筒的液压致动器；及
阀门，其包括用于与所述位于第一壳体内的流体连通的第一端口，用于与位于所述第一壳体外的流体连通的第二端口，以及，用于使所述液压致动器与位于所述第一壳体内或外的流体连通，以使所述液压致动器选择性地耦合至所述转矩传递部件的第三端口。
3.如权利要求2所述的自动调节装置，其特征在于，所述液压致动器包括：
本体部件；及
与所述本体部件耦合的两个活塞部件，所述两个活塞部件与所述本体部件一起形成至少一个腔室，所述至少一个腔室与所述第三端口连通；
其中，位于所述至少一个腔室内的流体与位于所述第一壳体内的流体驱动所述两个活塞部件互相接近或互相远离。
4.如权利要求3所述的自动调节装置，其特征在于，每个活塞部件包括：
活塞组件，其与所述本体部件耦合，且被位于所述腔室内的流体和位于所述第一壳体内的流体驱动；
摩擦件，其与所述活塞组件耦合，且被所述活塞组件驱动；及
弹簧部件，其耦合在所述活塞组件和所述本体部件之间。
5.如权利要求4所述的自动调节装置，其特征在于，所述活塞组件包括：
第一部分，其与所述本体部件耦合，且被位于所述腔室内的流体和位于所述第一壳体内的流体驱动；及
第二部分，其固定在所述活塞组件的所述第一部分和所述摩擦件之间。
6.如权利要求1所述的自动调节装置，其特征在于，所述转矩传递部件包括：
与所述驱动轴耦合的齿轮传动系统；
第一可旋转部件，其与所述齿轮传动系统耦合，且可旋转地附着至所述驱动轴，该第一可旋转部件的旋转方向与所述驱动轴的旋转方向相反；及
第二可旋转部件，其附着至所述驱动轴，该第二可旋转部件的旋转方向与所述驱动轴的旋转方向相同。
7.如权利要求6所述的自动调节装置，其特征在于，所述齿轮传动系统包括：
附着至所述驱动轴的第一齿轮；
与所述第一齿轮啮合的第二齿轮；
与所述第二齿轮同轴耦合的第三齿轮；
与所述第三齿轮啮合的第四齿轮，所述第四齿轮的旋转方向与所述驱动轴的旋转方向相反；及
固定至所述第一壳体且与所述第二齿轮和所述第三齿轮耦合的齿轮轴承支座。
8.如权利要求6所述的自动调节装置，其特征在于，所述第一可旋转部件和所述第二可旋转部件中的每个包括摩擦片。
9.如权利要求1所述的自动调节装置，其特征在于，其进一步包括：
固定至所述旋转套筒的刻度件；及
用于检测所述刻度件上的刻度的传感器。
10.如权利要求9所述的自动调节装置，其特征在于，所述刻度件上的刻度通过所述刻度件上的孔或者凹陷表示。
11.如权利要求10所述的自动调节装置，其特征在于，所述传感器包括接近传感器。
12.如权利要求10所述的自动调节装置，其特征在于，其进一步包括与所述第一壳体耦合的、用于插入所述孔或者凹陷的电磁销。
13.如权利要求1所述的自动调节装置，其特征在于，在所述第一部分的纵轴线和所述第二部分的纵轴线之间形成的倾斜角度与在所述第一部分的纵轴线和所述第一壳体的纵轴线之间形成的倾斜角度基本相同。
14.如权利要求1所述的自动调节装置，其特征在于，其进一步包括壳体连接器，该壳体连接器包括与所述第一壳体耦合的第一部分以及与所述第二壳体耦合的第二部分，该壳体连接器的第一部分的纵轴线与该壳体连接器的第二部分的纵轴线不平行。
15.如权利要求1所述的自动调节装置，其特征在于，所述旋转套筒与所述第二壳体通过齿耦合。
16.如权利要求1所述的自动调节装置，其特征在于，所述驱动轴的第一端与马达连接，所述驱动轴的第二端通过万向接头与钻头连接。
17.一种用于定向钻井系统的自动调节方法，其特征在于，其包括：
旋转驱动轴，以旋转与所述驱动轴耦合的转矩传递部件，所述驱动轴穿过第一壳体以及至少部分位于所述第一壳体内的旋转套筒；及
通过利用位于所述第一壳体内的流体或位于所述第一壳体外的流体驱动固定在所述旋转套筒上的液压驱动模块，来将该液压驱动模块选择性地与转矩传递部件耦合，以选择性地旋转耦合在旋转套筒上的第二壳体，所述第二壳体的第一部分的纵轴线与所述第二壳体的第二部分的纵轴线不平行，且所述第一部分的纵轴线与所述第一壳体的纵轴线不平行。
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