CN108590528A - 一种机械导向驱动装置 - Google Patents
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- E21B7/04—Directional drilling
Abstract
本发明提供了一种机械导向驱动装置,主要由上接头、液压端、限位筒、导向帽、弹簧、驱动管、偏重块、导向板和导向轮组成。停泵,下放钻具,机械导向控制装置中传动轴和控制管下行,控制管内高压钻井液无法通过控制管泄流孔进入机械钻井导向装置,同时,导向轮和导向板分离,偏重块、导向板、导向轮、驱动管和机械钻井导向装置中扇形圆管不相关联,开泵后,矿藏机械导向钻井工具具备摆工具面和不导向钻进功能。停泵,上提钻具,机械导向控制装置中传动轴和控制管上行,控制管内高压钻井液通过控制管泄流孔进入机械钻井导向装置,同时,导向板和导向轮啮合,偏重块、导向板、导向轮、驱动管和扇形圆管相关联且驱动扇形圆管相对井眼不旋转,开泵后,矿藏机械导向钻井工具具备导向钻进功能。
Description
技术领域
本发明专利属于石油钻井机械领域,具体涉及一种机械导向驱动装置。作为井眼重力高边工具面驱动装置,用来驱动机械钻井导向装置中扇形圆管相对井眼不旋转,确保机械钻井导向装置按照给定工具面控制矿藏机械导向钻井工具导向钻进。
背景技术
在矿藏机械导向钻井工具中,液压端中孔内壁圆柱面、液压端中孔液体开关和扇形圆管外壁扇形柱面共同构成机械钻井导向装置。机械钻井导向装置工具面不同,矿藏机械导向钻井工具导向钻进结果不同。当工具面为0°时,矿藏机械导向钻井工具增斜钻进;当工具面为180°时,矿藏机械导向钻井工具降斜钻进;当工具面为90°或270°时,矿藏机械导向钻井工具扭方位钻进;当工具面为特定装置角时,矿藏机械导向钻井工具按照特定装置角导向钻进。
为确保机械钻井导向装置按照给定工具面控制矿藏机械导向钻井工具导向钻进,首先利用特定装置建立MWD配套定向接头和扇形圆管间关联;其次,利用MWD仪器测量出扇形圆管外壁扇形柱面当前工具面位置;再次,通过上提钻具、下放钻具、旋转钻具、停泵和/或开泵等地面机械辅助操作把扇形圆管外壁扇形柱面旋转到给定工具面位置;然后,通过地面机械辅助再操作解除MWD配套定向接头和扇形圆管关联,建立特定装置与扇形圆管关联且使扇形圆管相对井眼不旋转;最后,确保钻进过程中机械钻井导向装置始终按照给定工具面控制矿藏机械导向钻井工具导向钻进。
本发明专利提出了一种机械导向驱动装置。通过机械导向驱动装置,架起机械导向控制装置和机械钻井导向装置间桥梁,达到测量、调整和控制扇形圆管外壁扇形柱面工具面方向目的,使矿藏机械导向钻井工具具备摆工具面、导向钻进和不导向钻进功能,或者说,把矿藏机械导向钻井工具转变成矿藏机械旋转导向钻井工具。
发明专利内容
本发明专利属于石油钻井机械领域,具体涉及一种机械导向驱动装置。作为井眼重力高边工具面驱动装置,用来驱动机械钻井导向装置中扇形圆管相对井眼不旋转,确保机械钻井导向装置按照给定工具面控制矿藏机械导向钻井工具导向钻进。
本发明专利采用如下具体技术方案实现:
机械导向驱动装置主要由上接头、液压端、限位筒、导向帽、弹簧、驱动管、偏重块、导向板和导向轮组成。
上接头为中孔、厚壁金属管,中孔内部安装限位筒、导向帽、弹簧和驱动管,下端通过螺纹连接液压端。上接头既是矿藏机械导向钻井工具部件,又是固定安装机械导向驱动装置载体,因此,附图中绘制出上接头部分剖面,具体应用中,上接头上端通过螺纹连接其他工具或钻具。
液压端为中孔、厚壁金属管,上端通过螺纹连接上接头,中孔上部内径相对较大,安装驱动管、偏重块、导向板和导向轮。液压端既是矿藏机械导向钻井工具部件,又是固定安装机械导向驱动装置载体,因此,附图中绘制出液压端部分剖面,具体应用中,中孔下部内径相对较小,安装机械钻井导向装置,下端通过螺纹连接钻头。
限位筒为中孔、薄壁金属管,中孔内径与导向帽相匹配,或者说,中孔内径略大于导向帽上部外径,略小于导向帽下部外径,外部通过螺纹安装在上接头中孔,用来固定限制导向帽、弹簧和驱动管。附图中限位筒为螺纹安装,具体应用中,限位筒可螺纹安装,可卡簧安装,但是,限位筒和上接头结构将不同,具体在设计加工时统筹考虑。
导向帽为中孔、薄壁金属管,上端为马蹄型斜口导向槽,且与机械导向控制装置中控制管相匹配,下端中孔连接驱动管,下端外部台肩安装限位筒和弹簧。附图中导向帽为马蹄型斜口导向槽,具体应用中,导向帽可为导向槽,可为导向键,具体在设计加工时统筹考虑。导向帽和驱动管间可为螺纹连接,可为螺钉连接,可为其他连接,如果为螺钉连接,其中一个螺钉孔须对准导向帽中导向槽或导向键,具体在设计加工时统筹考虑。为确保导向帽和驱动管旋转灵活,导向帽与限位筒、弹簧间均可安装滚动轴承,具体在设计加工时统筹考虑。
驱动管为中孔、薄壁金属管,中孔内径与机械导向控制装置中控制管相匹配,顶部连接在导向帽中孔下端,中部安装导向轮,底部设计加工成导向鞋。附图中导向鞋为导向键,具体应用中,导向鞋可为导向键,可为导向槽,且与机械钻井导向装置中扇形圆管相匹配,具体在设计加工时统筹考虑。驱动管与导向帽间可为螺纹连接,可为螺钉连接,可为其他连接,如果为螺钉连接,其中一个螺钉孔须对准导向鞋中导向键或导向槽。为确保驱动管旋转灵活,在驱动管和液压端中孔下部可安装滚动轴承,具体在设计加工时统筹考虑。
偏重块安装在上接头、液压端和驱动管间环形腔室且绕着驱动管旋转。偏重块横剖面为扇形环面,纵剖面为反“E”型,其中,上、下支撑板内径与驱动管外径相同,中间支撑板内径相对较大,用于安装导向板。偏重块外径不大于液压端中孔上部内径,偏重块高度不大于环形空间高度,偏重块顶侧面、底侧面和外侧面均加工安装滚珠,或者说,在液压端随矿藏机械导向钻井工具旋转过程中,偏重块相对井眼不旋转。具体应用中,偏重块可加工成不同形状,可为整体结构或分体结构,可为多种材质混合体,尽可能增加偏重块重量和重心偏离量。
导向板为长方形金属薄板,固定安装在偏重块中间支撑板上,技术参数与导向轮和偏重块相关联,具体在设计加工时统筹考虑。当矿藏机械导向钻井工具旋转驱动钻头钻进时,通过偏重块、导向板、导向轮和驱动管间接带动扇形圆管相对井眼不旋转,确保机械钻井导向装置按照给定工具面控制矿藏机械导向钻井工具导向钻进。附图中导向板和偏重块为分体结构,具体应用中,二者可为分体结构,可为整体结构,具体在设计加工时统筹考虑。
导向轮安装在驱动管中部,形似齿轮,齿数、齿高、齿长和齿形均与驱动管、偏重块和导向板相关联,具体在设计加工时统筹考虑。附图中导向轮与驱动管为分体结构,具体应用中,二者可为分体结构,可为整体结构,具体在设计加工时统筹考虑。
组装时,首先连接导向帽和驱动管,通过限位筒把导向帽、驱动管和弹簧固定安装进上接头中孔;其次,把导向轮固定安装在驱动管中部,且与导向板相匹配;再次,把导向板固定安装到偏重块中间支撑板上,两端低温焊接,既要确保安装牢固,又要避免高温影响导向板刚性;然后,把驱动管、导向轮、导向板和偏重块同时安装进液压端中孔;最后,连接上接头和液压端。安装环境和条件不同,机械导向驱动装置组装顺序和方式可能不同,具体在组装时统筹考虑。
对于上接头、限位筒和导向帽,除通过限位筒固定安装导向帽外,可直接在上接头中孔和导向帽间加工限位槽,且自限位槽沿径向向外加工限位孔至上接头外部,组装时,金属球自限位孔装进限位槽,利用金属球把导向帽固定安装在上接头中孔,同时,金属球相当于滚动轴承确保导向帽旋转灵活。
对于导向帽和驱动管,除导向帽固定安装在驱动管顶部外,导向帽还可固定安装在驱动管中孔内部任何位置,且与机械导向控制装置中控制管相匹配,但是,上接头、限位筒、导向帽和驱动管结构和组装方式将不同,具体在设计加工时统筹考虑。
本发明专利的有益效果是:机械导向驱动装置是矿藏机械导向钻井工具中枢机构,架起机械导向控制装置和机械钻井导向装置间桥梁,把矿藏机械导向钻井工具转变成矿藏机械旋转导向钻井工具。停泵,下放钻具,机械导向控制装置中传动轴随钻具下行,传动轴下密封段进入机械导向控制装置中下接头密封段,机械导向控制装置中控制管随传动轴下行,控制管密封段和泄流段进入矿藏机械导向钻井工具中密封座,同时,控制管通过导向帽和驱动管把导向轮和导向板分离,传动轴、控制管、导向帽、驱动管和机械钻井导向装置中扇形圆管相关联且工具面方向一致,偏重块、导向板、导向轮、驱动管和扇形圆管不相关联,矿藏机械导向钻井工具具备摆工具面和不导向钻进功能。如果不导向钻进,开泵,控制管内高压钻井液无法通过控制管泄流孔进入机械钻井导向装置,井壁挤压矿藏机械导向钻井工具中推板和柱塞收回,矿藏机械导向钻井工具不导向钻进。如果摆工具面,开泵,MWD仪器通过传动轴、控制管、导向帽、驱动管和扇形圆管测得扇形圆管外壁扇形柱面工具面位置,旋转钻具,传动轴、控制管、导向帽、驱动管、导向轮和扇形圆管随矿藏机械导向钻井工具同步旋转,偏重块和导向板相对井眼不旋转。扇形圆管外壁扇形柱面旋转到给定工具面位置后,停泵,上提钻具,传动轴随钻具上行,传动轴下密封段离开下接头密封段,控制管随传动轴上行,控制管密封段和泄流孔离开密封座,同时,导向帽、驱动管和导向轮利用弹簧复位,导向轮和导向板啮合,传动轴、控制管、导向帽、驱动管和扇形圆管不相关联,偏重块、导向板、导向轮、驱动管和扇形圆管相关联,偏重块相对井眼不旋转且利用自身重力作用始终处在液压端中孔底侧自动识别井眼重力高边,通过导向板、导向轮、驱动管和扇形圆管间接带动扇形圆管外壁扇形柱面相对井眼不旋转,或者说,机械钻井导向装置工具面稳定不变,机械矿藏导向钻井工具具备导向钻进功能。如果导向钻进,开泵,矿藏机械导向钻井工具旋转驱动钻头钻进,控制管内高压钻井液通过控制管泄流孔进入机械钻井导向装置,机械钻井导向装置按照给定工具面控制矿藏机械导向钻井工具导向钻进。
附图说明
附图1是本发明专利机械导向驱动装置剖面图。
附图标记说明:1-上接头、2-液压端、3-限位筒、4-导向帽、5-弹簧、6-驱动管、7-偏重块、8-导向板、9-导向轮。
具体实施方式
机械导向驱动装置主要由上接头(1)、液压端(2)、限位筒(3)、导向帽(4)、弹簧(5)、驱动管(6)、偏重块(7)、导向板(8)和导向轮(9)组成。
下面结合附图和实施例对本发明专利作进一步说明。
上接头(1)为中孔、厚壁金属管,中孔内部安装限位筒(3)、导向帽(4)、弹簧(5)和驱动管(6),下端通过螺纹连接液压端(2)。上接头(1)既是矿藏机械导向钻井工具部件,又是固定安装机械导向驱动装置载体,因此,附图中绘制出上接头(1)部分剖面,具体应用中,上接头(1)上端通过螺纹连接其他工具或钻具。
液压端(2)为中孔、厚壁金属管,上端通过螺纹连接上接头(1),中孔上部内径相对较大,安装驱动管(6)、偏重块(7)、导向板(8)和导向轮(9)。液压端(2)既是矿藏机械导向钻井工具部件,又是固定安装机械导向驱动装置载体,因此,附图中绘制出液压端(2)部分剖面,具体应用中,中孔下部内径相对较小,安装机械钻井导向装置,下端通过螺纹连接钻头。
限位筒(3)为中孔、薄壁金属管,中孔内径与导向帽(4)相匹配,或者说,中孔内径略大于导向帽(4)上部外径,略小于导向帽(4)下部外径,外部通过螺纹安装在上接头(1)中孔,用来固定限制导向帽(4)、弹簧(5)和驱动管(6)。附图中限位筒(3)为螺纹安装,具体应用中,限位筒(3)可螺纹安装,可卡簧安装,但是,限位筒(3)和上接头(1)结构将不同,具体在设计加工时统筹考虑。
导向帽(4)为中孔、薄壁金属管,上端为马蹄型斜口导向槽,且与机械导向控制装置中控制管相匹配,下端中孔连接驱动管(6),下端外部台肩安装限位筒(3)和弹簧(5)。附图中导向帽(4)为马蹄型斜口导向槽,具体应用中,导向帽(4)可为导向槽,可为导向键,具体在设计加工时统筹考虑。导向帽(4)和驱动管(6)间可为螺纹连接,可为螺钉连接,可为其他连接,如果为螺钉连接,其中一个螺钉孔须对准导向帽(4)中导向槽或导向键,具体在设计加工时统筹考虑。为确保导向帽(4)和驱动管(6)旋转灵活,导向帽(4)与限位筒(3)、弹簧(5)间均可安装滚动轴承,具体在设计加工时统筹考虑。
驱动管(6)为中孔、薄壁金属管,中孔内径与机械导向控制装置中控制管相匹配,顶部连接在导向帽(4)中孔下端,中部安装导向轮(9),底部设计加工成导向鞋。附图中导向鞋为导向键,具体应用中,导向鞋可为导向键,可为导向槽,且与机械钻井导向装置中扇形圆管相匹配,具体在设计加工时统筹考虑。驱动管(6)与导向帽(4)间可为螺纹连接,可为螺钉连接,可为其他连接,如果为螺钉连接,其中一个螺钉孔须对准导向鞋中导向键或导向槽。为确保驱动管(6)旋转灵活,在驱动管(6)和液压端(2)中孔下部可安装滚动轴承,具体在设计加工时统筹考虑。
偏重块(7)安装在上接头(1)、液压端(2)和驱动管(6)间环形腔室且绕着驱动管(6)旋转。偏重块(7)横剖面为扇形环面,纵剖面为反“E”型,其中,上、下支撑板内径与驱动管(6)外径相同,中间支撑板内径相对较大,用于安装导向板(8)。偏重块(7)外径不大于液压端(2)中孔上部内径,偏重块(7)高度不大于环形空间高度,偏重块(7)顶侧面、底侧面和外侧面均加工安装滚珠,或者说,在液压端随矿藏机械导向钻井工具旋转过程中,偏重块(7)相对井眼不旋转。具体应用中,偏重块(7)可加工成不同形状,可为整体结构或分体结构,可为多种材质混合体,尽可能增加偏重块(7)重量和重心偏离量。
导向板(8)为长方形金属薄板,固定安装在偏重块(7)中间支撑板上,技术参数与导向轮(9)和偏重块(7)相关联,具体在设计加工时统筹考虑。当矿藏机械导向钻井工具旋转驱动钻头钻进时,通过偏重块(7)、导向板(8)、导向轮(9)和驱动管(6)间接带动扇形圆管相对井眼不旋转,确保机械钻井导向装置按照给定工具面控制矿藏机械导向钻井工具导向钻进。附图中导向板(8)和偏重块(7)为分体结构,具体应用中,二者可为分体结构,可为整体结构,具体在设计加工时统筹考虑。
导向轮(9)安装在驱动管(6)中部,形似齿轮,齿数、齿高、齿长和齿形均与驱动管(6)、偏重块(7)和导向板(8)相关联,具体在设计加工时统筹考虑。附图中导向轮(9)与驱动管(6)为分体结构,具体应用中,二者可为分体结构,可为整体结构,具体在设计加工时统筹考虑。
组装时,首先连接导向帽(4)和驱动管(6),通过限位筒(3)把导向帽(4)、驱动管(6)和弹簧(5)固定安装进上接头(1)中孔;其次,把导向轮(9)固定安装在驱动管(6)中部,且与导向板(8)相匹配;再次,把导向板(8)固定安装到偏重块(7)中间支撑板上,两端低温焊接,既要确保安装牢固,又要避免高温影响导向板刚性;然后,把驱动管(6)、导向轮(9)、导向板(8)和偏重块(7)同时安装进液压端(2)中孔;最后,连接上接头(1)和液压端(2)。安装环境和条件不同,机械导向驱动装置组装顺序和方式可能不同,具体在组装时统筹考虑。
对于上接头(1)、限位筒(3)和导向帽(4),除通过限位筒(3)固定安装导向帽(4)外,可直接在上接头(1)中孔和导向帽(4)间加工限位槽,且自限位槽沿径向向外加工限位孔至上接头(1)外部,组装时,金属球自限位孔装进限位槽,利用金属球把导向帽(4)固定安装在上接头(1)中孔,同时,金属球相当于滚动轴承确保导向帽(4)旋转灵活。
对于导向帽(4)和驱动管(6),除导向帽(4)固定安装在驱动管(6)顶部外,导向帽(4)还可固定安装在驱动管(6)中孔内部任何位置,且与机械导向控制装置中控制管相匹配,但是,上接头(1)、限位筒(3)、导向帽(4)和驱动管(6)结构和组装方式将不同,具体在设计加工时统筹考虑。
实施例
机械导向驱动装置是矿藏机械导向钻井工具中枢机构,架起机械导向控制装置和机械钻井导向装置间桥梁,把矿藏机械导向钻井工具转变成矿藏机械旋转导向钻井工具。
停泵,下放钻具,机械导向控制装置中传动轴随钻具下行,传动轴下密封段进入机械导向控制装置中下接头密封段,机械导向控制装置中控制管随传动轴下行,控制管密封段和泄流段进入矿藏机械导向钻井工具中密封座,同时,控制管通过导向帽(4)和驱动管(6)把导向轮(9)和导向板(8)分离,传动轴、控制管、导向帽(4)、驱动管(6)和机械钻井导向装置中扇形圆管相关联且工具面方向一致,偏重块(7)、导向板(8)、导向轮(9)、驱动管(6)和扇形圆管不相关联,矿藏机械导向钻井工具具备摆工具面和不导向钻进功能。
如果不导向钻进,开泵,控制管内高压钻井液无法通过控制管泄流孔进入机械钻井导向装置,井壁挤压矿藏机械导向钻井工具中推板和柱塞收回,矿藏机械导向钻井工具不导向钻进。
如果摆工具面,开泵,MWD仪器通过传动轴、控制管、导向帽(4)、驱动管(6)和扇形圆管测得扇形圆管外壁扇形柱面工具面位置,旋转钻具,传动轴、控制管、导向帽(4)、驱动管(6)、导向轮(9)和扇形圆管随矿藏机械导向钻井工具同步旋转,偏重块(7)和导向板(8)相对井眼不旋转。扇形圆管外壁扇形柱面旋转到给定工具面位置后,停泵,上提钻具,传动轴随钻具上行,传动轴下密封段离开下接头密封段,控制管随传动轴上行,控制管密封段和泄流孔离开密封座,同时,导向帽(4)、驱动管(6)和导向轮(9)利用弹簧(5)复位,导向轮(9)和导向板(8)啮合,传动轴、控制管、导向帽(4)、驱动管(6)和扇形圆管不相关联,偏重块(7)、导向板(8)、导向轮(9)、驱动管(6)和扇形圆管相关联,偏重块(7)相对井眼不旋转且利用自身重力作用始终处在液压端(2)中孔底侧自动识别井眼重力高边,通过导向板(8)、导向轮(9)、驱动管(6)和扇形圆管间接带动扇形圆管外壁扇形柱面相对井眼不旋转,或者说,机械钻井导向装置工具面稳定不变,机械矿藏导向钻井工具具备导向钻进功能。
如果导向钻进,开泵,矿藏机械导向钻井工具旋转驱动钻头钻进,控制管内高压钻井液通过控制管泄流孔进入机械钻井导向装置,机械钻井导向装置按照给定工具面控制矿藏机械导向钻井工具导向钻进。
以上对本发明专利的说明仅是优选范例,并不能被理解为对本发明专利技术方案内容的限制。以上内容在具体应用中,技术人员有可能需要根据具体情况作个别调整和改变,所述调整和改变均应落入本发明专利所附权利要求的保护范围之中。
Claims (4)
1.一种机械导向驱动装置主要由上接头(1)、液压端(2)、限位筒(3)、导向帽(4)、弹簧(5)、驱动管(6)、偏重块(7)、导向板(8)和导向轮(9)组成;
上接头(1)为中孔、厚壁金属管,中孔内部安装限位筒(3)、导向帽(4)、弹簧(5)和驱动管(6),下端通过螺纹连接液压端(2);
液压端(2)为中孔、厚壁金属管,上端通过螺纹连接上接头(1),中孔上部内径相对较大,安装驱动管(6)、偏重块(7)、导向板(8)和导向轮(9);
限位筒(3)为中孔、薄壁金属管,中孔内径与导向帽(4)相匹配,或者说,中孔内径略大于导向帽(4)上部外径,略小于导向帽(4)下部外径,外部通过螺纹安装在上接头(1)中孔,用来固定限制导向帽(4)、弹簧(5)和驱动管(6);附图中限位筒(3)为螺纹安装,具体应用中,限位筒(3)可螺纹安装,可卡簧安装,但是,限位筒(3)和上接头(1)结构将不同,具体在设计加工时统筹考虑;
导向帽(4)为中孔、薄壁金属管,上端为马蹄型斜口导向槽,且与机械导向控制装置中控制管相匹配,下端中孔连接驱动管(6),下端外部台肩安装限位筒(3)和弹簧(5);附图中导向帽(4)为马蹄型斜口导向槽,具体应用中,导向帽(4)可为导向槽,可为导向键,具体在设计加工时统筹考虑;导向帽(4)和驱动管(6)间可为螺纹连接,可为螺钉连接,可为其他连接,如果为螺钉连接,其中一个螺钉孔须对准导向帽(4)中导向槽或导向键,具体在设计加工时统筹考虑;为确保导向帽(4)和驱动管(6)旋转灵活,导向帽(4)与限位筒(3)、弹簧(5)间均可安装滚动轴承,具体在设计加工时统筹考虑;
驱动管(6)为中孔、薄壁金属管,中孔内径与机械导向控制装置中控制管相匹配,顶部连接在导向帽(4)中孔下端,中部安装导向轮(9),底部设计加工成导向鞋;附图中导向鞋为导向键,具体应用中,导向鞋可为导向键,可为导向槽,且与机械钻井导向装置中扇形圆管相匹配,具体在设计加工时统筹考虑;驱动管(6)与导向帽(4)间可为螺纹连接,可为螺钉连接,可为其他连接,如果为螺钉连接,其中一个螺钉孔须对准导向鞋中导向键或导向槽;为确保驱动管(6)旋转灵活,在驱动管(6)和液压端(2)中孔下部可安装滚动轴承,具体在设计加工时统筹考虑;
偏重块(7)安装在上接头(1)、液压端(2)和驱动管(6)间环形腔室且绕着驱动管(6)旋转;偏重块(7)横剖面为扇形环面,纵剖面为反“E”型,其中,上、下支撑板内径与驱动管(6)外径相同,中间支撑板内径相对较大,用于安装导向板(8);偏重块(7)外径不大于液压端(2)中孔上部内径,偏重块(7)高度不大于环形空间高度,偏重块(7)顶侧面、底侧面和外侧面均加工安装滚珠;具体应用中,偏重块(7)可加工成不同形状,可为整体结构或分体结构,可为多种材质混合体,尽可能增加偏重块(7)重量和重心偏离量;
导向板(8)为长方形金属薄板,固定安装在偏重块(7)中间支撑板上,技术参数与导向轮(9)和偏重块(7)相关联,具体在设计加工时统筹考虑;附图中导向板(8)和偏重块(7)为分体结构,具体应用中,二者可为分体结构,可为整体结构,具体在设计加工时统筹考虑;
导向轮(9)安装在驱动管(6)中部,形似齿轮,齿数、齿高、齿长和齿形均与驱动管(6)、偏重块(7)和导向板(8)相关联,具体在设计加工时统筹考虑;附图中导向轮(9)与驱动管(6)为分体结构,具体应用中,二者可为分体结构,可为整体结构,具体在设计加工时统筹考虑;
组装时,首先连接导向帽(4)和驱动管(6),通过限位筒(3)把导向帽(4)、驱动管(6)和弹簧(5)固定安装进上接头(1)中孔,其次,把导向轮(9)固定安装在驱动管(6)中部,再次,把导向板(8)固定安装到偏重块(7)中间支撑板上,然后,把驱动管(6)、导向轮(9)、导向板(8)和偏重块(7)同时安装进液压端(2)中孔,最后,连接上接头(1)和液压端(2);安装环境和条件不同,机械导向驱动装置组装顺序和方式可能不同,具体在组装时统筹考虑。
2.根据权利要求1所述的一种机械导向驱动装置,其特征在于:对于上接头(1)、限位筒(3)和导向帽(4),除通过限位筒(3)固定安装导向帽(4)外,可直接在上接头(1)中孔和导向帽(4)间加工限位槽,且自限位槽沿径向向外加工限位孔至上接头(1)外部,组装时,金属球自限位孔装进限位槽,利用金属球把导向帽(4)固定安装在上接头(1)中孔,同时,金属球相当于滚动轴承确保导向帽(4)旋转灵活。
3.根据权利要求1所述的一种机械导向驱动装置,其特征在于:对于导向帽(4)和驱动管(6),除导向帽(4)固定安装在驱动管(6)顶部外,导向帽(4)还可固定安装在驱动管(6)中孔内部任何位置,且与机械导向控制装置中控制管相匹配,但是,上接头(1)、限位筒(3)、导向帽(4)和驱动管(6)结构和组装方式将不同,具体在设计加工时统筹考虑。
4.根据权利要求1所述的一种机械导向驱动装置,其特征在于:机械导向驱动装置是矿藏机械导向钻井工具中枢机构,架起机械导向控制装置和机械钻井导向装置间桥梁,把矿藏机械导向钻井工具转变成矿藏机械旋转导向钻井工具;
停泵,下放钻具,机械导向控制装置中传动轴随钻具下行,传动轴下密封段进入机械导向控制装置中下接头密封段,机械导向控制装置中控制管随传动轴下行,控制管密封段和泄流段进入矿藏机械导向钻井工具中密封座,同时,控制管通过导向帽(4)和驱动管(6)把导向轮(9)和导向板(8)分离,传动轴、控制管、导向帽(4)、驱动管(6)和机械钻井导向装置中扇形圆管相关联且工具面方向一致,偏重块(7)、导向板(8)、导向轮(9)、驱动管(6)和扇形圆管不相关联,矿藏机械导向钻井工具具备摆工具面和不导向钻进功能;
如果不导向钻进,开泵,控制管内高压钻井液无法通过控制管泄流孔进入机械钻井导向装置,井壁挤压矿藏机械导向钻井工具中推板和柱塞收回,矿藏机械导向钻井工具不导向钻进;
如果摆工具面,开泵,MWD仪器通过传动轴、控制管、导向帽(4)、驱动管(6)和扇形圆管测得扇形圆管外壁扇形柱面工具面位置,旋转钻具,传动轴、控制管、导向帽(4)、驱动管(6)、导向轮(9)和扇形圆管随矿藏机械导向钻井工具同步旋转,偏重块(7)和导向板(8)相对井眼不旋转;扇形圆管外壁扇形柱面旋转到给定工具面位置后,停泵,上提钻具,传动轴随钻具上行,传动轴下密封段离开下接头密封段,控制管随传动轴上行,控制管密封段和泄流孔离开密封座,同时,导向帽(4)、驱动管(6)和导向轮(9)利用弹簧(5)复位,导向轮(9)和导向板(8)啮合,传动轴、控制管、导向帽(4)、驱动管(6)和扇形圆管不相关联,偏重块(7)、导向板(8)、导向轮(9)、驱动管(6)和扇形圆管相关联,偏重块(7)相对井眼不旋转且利用自身重力作用始终处在液压端(2)中孔底侧自动识别井眼重力高边,通过导向板(8)、导向轮(9)、驱动管(6)和扇形圆管间接带动扇形圆管外壁扇形柱面相对井眼不旋转,或者说,机械钻井导向装置工具面稳定不变,机械矿藏导向钻井工具具备导向钻进功能;
如果导向钻进,开泵,矿藏机械导向钻井工具旋转驱动钻头钻进,控制管内高压钻井液通过控制管泄流孔进入机械钻井导向装置,机械钻井导向装置按照给定工具面控制矿藏机械导向钻井工具导向钻进。
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