CN108894729B - 液压推靠式旋转导向工具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及旋转导向工具技术领域,是一种液压推靠式旋转导向工具,其包括芯轴、芯轴液路连接套、上套体、上密封轴承总成、中套体、动静液路连接总成、液压推靠总成、下接头、下套体、下密封轴承总成。本发明结构合理而紧凑,使用方便,其将液体压力转化为推靠力,通过控制每条液压推靠支路中液压油压力大小来控制每个液压推靠总成的推靠力大小,获得导向作业时的目标导向力,其不需要安装任何电控装置,这样简化了结构,缩小了径向尺寸;且液压系统的液压油选用耐高温航空液压油,可以适用于高温环境,因此,本发明除具有一般旋转导向钻井工具的优点外,还具有高造斜率、耐高温、造斜性能稳定、能够适用于小尺寸井眼等特点。
Description
技术领域
本发明涉及旋转导向工具技术领域,是一种液压推靠式旋转导向工具。
背景技术
随着世界各油田相继进入开发后期,油藏开发难度逐渐增加,钻遇地层日益复杂,新时期面临的挑战推动着油气田开发由常规开发技术向着水平井、大位移定向井、多分支井、小井眼井等开发技术方向发展,同时新开发技术对钻井技术提出了更高的要求。传统的导向钻井技术以滑动导向技术为主,而滑动导向技术存在轴向摩阻大、钻进过程不易排屑、钻井效率低、井眼不光滑等问题。自20世纪90年代,国外各大石油公司相继推出了旋转导向钻井工具,其中以Baker-Hughes 的Auto Trak 系列、Schlumberger的Power Driver系列、Halliburton的Geo-Pilot系列为代表,且国外石油公司在高造斜率、井下数据监测、数据传输等方面不断改进和完善。国内对旋转导向的研发相对较晚,目前主要以推靠式旋转导向为主,工作原理是通过控制不旋转外套上三个翼肋推板的推力来获取目标导向合力,翼肋推靠力来自于以电机、泵、阀等元件集成在一起的液压模块。电机泵原理的推靠式旋转导向工具将集成的液压模块嵌藏在翼肋推板下,造成导向工具的径向尺寸增大,且需从旋转的芯轴向不旋转外套给电机提供电源和控制信号,靠近钻头处的剧烈振动和井底高温会对信号传输和电机控制模块造成严重的干扰。因此,电机泵原理的推靠式旋转导向工具存在着造斜能力低、井径适用范围小、导向性能受干扰大等问题。
发明内容
本发明提供了一种液压推靠式旋转导向工具,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决目前依靠电机泵原理的推靠式旋转导向工具存在着造斜能力低、井径适用范围小、导向性能受干扰大的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的:一种液压推靠式旋转导向工具,包括芯轴、芯轴液路连接套、上套体、上密封轴承总成、中套体、动静液路连接总成、液压推靠总成、下接头、下套体、下密封轴承总成;芯轴的上部外壁上一体固定有芯轴环台,在芯轴的上部内沿圆周均布有至少四条轴向的通道,每条通道的上端均贯穿芯轴的上端面,每条通道的下端均贯穿芯轴的下端面,其中一条通道为芯轴回油支路,其余的通道为芯轴液压支路;在芯轴环台下方的芯轴上固定安装有芯轴液路连接套,芯轴液路连接套的外壁上自上而下设置有外径依次减小的芯轴连接套上环槽和芯轴连接套下环槽,在芯轴液路连接套的内部也设置有对应芯轴内的通道的轴向通道,与芯轴回油支路对应的芯轴液路连接套内的轴向通道为芯轴液路连接套回油支路,芯轴液路连接套回油支路贯穿芯轴液路连接套的上下端并与芯轴回油支路相连通,与芯轴液压支路对应的芯轴液路连接套内的轴向通道为芯轴液路连接套液压支路,每条芯轴液路连接套液压支路的上端贯穿芯轴液路连接套的上端面并与与其对应的芯轴液压支路相连通,每条芯轴液路连接套液压支路的下端封堵;在芯轴连接套下环槽的上部外壁上嵌套有第一大轴承上挡环,在第一大轴承上挡环下方的芯轴连接套下环槽的上部外壁上嵌套有第一大轴承下挡环,在第一大轴承上挡环和第一大轴承下挡环之间的芯轴连接套下环槽的外壁上安装有第一大轴承,在第一大轴承上方的芯轴连接套下环槽和芯轴连接套上环槽上安装有上套体,上套体的下端坐在第一大轴承的上端面上,芯轴连接套上环槽、芯轴连接套下环槽、上套体和第一大轴承之间形成第一环腔;中套体包括中套体上筒体、中套体连接筒和中套体下筒体,中套体上筒体对应安装在芯轴连接套下环槽上并且中套体上筒体的上部套装在第一大轴承的外壁上,第一大轴承上方的中套体上筒体内壁与上套体的下部外壁固定安装在一起,中套体上筒体的下端与中套体连接筒上端外侧一体固定在一起,中套体连接筒套装在芯轴液路连接套下方的芯轴上,芯轴连接套下环槽、第一大轴承、中套体上筒体和中套体连接筒之间形成第二环腔,在第二环腔内固定安装有不旋转的动静液路连接总成,对应每条芯轴液路连接套液压支路的动静液路连接总成上设置有贯穿动静液路连接总成内外侧的动静液压支路,每条动静液压支路的内端与与其对应的每条芯轴液路连接套液压支路相连通,在中套体内设置有与每条动静液压支路对应的中套体液压支路,每条中套体液压支路的上端与与其对应的每条动静液压支路的外端相连通;在中套体连接筒上对应每条中套体液压支路分别设置有贯穿中套体连接筒内外侧的液压推靠安装长槽,在每个液压推靠安装长槽内固定安装有能够依靠液压驱动实现外推回缩的液压推靠总成,芯轴液路连接套、芯轴、中套体连接筒和液压推靠总成之间形成环形的回油腔,在每台液压推靠总成上均设置有提供液压油驱动液压推靠总成外推回缩的液压推靠支路,每条液压推靠支路均有一条与其对应的中套体液压支路并相连通,每条液压推靠支路的的出油端均与回油腔相连通,芯轴液路连接套回油支路与回油腔相连通;中套体连接筒下方的芯轴外壁与下接头的上部内壁固定安装在一起,中套体下筒体的上端与中套体连接筒下端外侧一体固定在一起,中套体连接筒与下接头之间固定安装有第二大轴承上挡环,下接头的上部外壁上还固定安装有第二大轴承下挡环,在下接头、第二大轴承上挡环、第二大轴承下挡环和中套体下筒体之间安装有第二大轴承,下接头的下部外壁上一体固定有下接头环台,下套体的上部外壁与中套体下筒体的下部内壁固定安装在一起,下套体的上端与第二大轴承的下端相抵,下套体的下端与下接头环台的上端相抵,下接头、第二大轴承、下套体和下接头环台之间形成第三环腔;在第一环腔和第三环腔内固定安装有密封轴承总成,第一环腔和第三环腔内的密封轴承总成呈上下对称布置安装。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进:
上述动静液路连接总成包括动静液路连接套筒、上动密封挡环和下动密封挡环;动静液路连接套筒固定安装在第二环腔内,动静液路连接套筒卡固在第一大轴承的下端和中套体连接筒的上端之间,在动静液路连接套筒的上部内壁上设置有自下而上内径依次增大的上台阶孔,在动静液路连接套筒的下部内壁上设置有自上而下内径依次增大的下台阶孔;在上台阶孔内:上台阶孔的窄径段内通过上液路螺栓固定安装有截面呈T型的上动密封安装环,上液路螺栓径向贯穿动静液路连接套筒和上动密封安装环,上动密封挡环的下端外侧设置有内环槽,上动密封挡环的内环槽坐挂在上台阶孔宽径段的下端面上,上动密封挡环的外壁与上台阶孔宽径段的内壁固定安装在一起,在上动密封挡环的下端面与上动密封安装环的上端面之间卡固有动静液路动密封环,在上动密封安装环的下端面与上台阶孔窄径段的下端面之间卡固有动静液路动密封环,在上液路螺栓内设置有径向的上液路通孔,对应上液路螺栓的上动密封安装环内壁上设置有与上液路通孔连通的动静液路内槽,对应上液路螺栓的动静液路连接套筒外壁上设置有与上液路通孔连通的动静液路外槽,动静液路内槽、上液路通孔和动静液路外槽形成一条动静液压支路;在下台阶孔内:下台阶孔的窄径段内通过下液路螺栓固定安装有截面呈T型的下动密封安装环,下液路螺栓径向贯穿动静液路连接套筒和下动密封安装环,下动密封挡环的上端外侧设置有内环槽,下台阶孔宽径段的上端面位于下动密封挡环的内环槽内,下动密封挡环的外壁与下台阶孔宽径段的内壁固定安装在一起,在下动密封挡环的上端面与下动密封安装环的下端面之间卡固有动静液路动密封环,在下动密封安装环的上端面与下台阶孔窄径段的上端面之间卡固有动静液路动密封环,在下液路螺栓内设置有径向的下液路通孔,对应下液路螺栓的下动密封安装环内壁上设置有与下液路通孔连通的动静液路内槽,对应下液路螺栓的动静液路连接套筒外壁上设置有与下液路通孔连通的动静液路外槽,动静液路内槽、下液路通孔和动静液路外槽形成一条动静液压支路;在上台阶孔内最下方的动静液路动密封环与下台阶孔内最上方的动静液路动密封环之间的动静液路连接套筒上自上而下设置有至少一个径向的中液路通孔,对应每个中液路通孔的动静液路连接套筒内壁上设置有与其对应并连通的动静液路内槽,对应每个中液路通孔的动静液路连接套筒外壁上设置有与其对应并连通的动静液路外槽,每个相对应并连通的动静液路内槽、中液路通孔和动静液路外槽形成一条动静液压支路;每条动静液压支路中的动静液路内槽对应并连通一条芯轴液路连接套液压支路的出液端,所有芯轴液路连接套液压支路的出液端均位于芯轴液路连接套的外壁上,在中套体内设置有与动静液压支路数量相对应的贯穿中套体上筒体、中套体连接筒和中套体下筒体的中套体液压支路,每条动静液压支路中的动静液路外槽对应并连通一条中套体液压支路的进液端,所有中套体液压支路的进液端均位于中套体上筒体的内壁上;相邻两条动静液压支路中的动静液路外槽之间的动静液路连接套筒上固定安装有密封圈。
上述液压推靠总成包括液压托盘、肋板、翼肋盖板;在中套体连接筒上对应每条中套体液压支路设置有贯穿中套体连接筒内外侧内小外大台阶状的液压推靠安装长槽,液压托盘的四周面为与液压推靠安装长槽相配的台阶状,液压托盘置于液压推靠安装长槽内,液压托盘上部外侧面和下部外侧面上分别设置有推靠安装槽,肋板的内侧面上设置有肋板安装长槽,在肋板上端面和下端面的内侧一体固定有安装翼板,肋板倒扣安装在液压托盘上并且安装翼板位于推靠安装槽内,在上下两个推靠安装槽之间的液压托盘外侧面上设置有至少一个的圆柱槽,每个圆柱槽内安装有液缸,每个液缸内安装有在液压驱动下能够沿液缸轴向运动的柱塞,每个柱塞的内端面上设置有液压槽,对应每个柱塞的肋板安装长槽内一体固定有卡台,对应肋板的每个柱塞面为球面凹槽,在每个柱塞与肋板之间安装有柱塞顶头,对应柱塞的柱塞顶头面为球面,对应肋板的柱塞顶头面为与卡台配合的卡槽,柱塞顶头的球面位于柱塞的球面凹槽内,卡台位于柱塞顶头的卡槽内,在柱塞与肋板之间的柱塞顶头上密封套装有防尘帽,防尘帽的外缘套装在液缸的外壁上,在液压托盘外侧面的每个液缸的外圆周面上一体固定有安装环台,液缸盖板安装在安装环台上,在液缸盖板与液压托盘之间固定安装有螺栓进而将安装环台压紧在液缸盖板与液压托盘之间、将防尘帽的外缘压紧在液缸盖板与液缸外壁之间,翼肋盖板包括盖板环台和环形盖板,盖板环台的内圈外侧与环形盖板的外缘面一体固定在一起,盖板环台对应安装在液压托盘外侧的液压推靠安装长槽内并将液压托盘压紧在液压推靠安装长槽内,盖板环台与中套体连接筒之间设置有相对应的安装槽,在盖板环台与中套体连接筒之间相对应的安装槽内安装有盖板锁块,对应盖板环台上安装槽的盖板环台外侧面上设置有与该安装槽垂直相通的锁钉安装槽,在锁钉安装槽内安装有将盖板锁块压紧的锁钉,盖板环台的上部内侧壁与上面的推靠安装槽上侧壁平齐,盖板环台的下部内侧壁与下面的推靠安装槽下侧壁平齐,环形盖板的内缘大于肋板的外缘,肋板位于环形盖板内并能沿着环形盖板外伸或回缩,在安装翼板与环形盖板之间固定安装有能够伸缩的压缩弹簧,液压托盘内设置有一条贯穿液压托盘上下端的液压推靠支路,一条液压推靠支路对应一条中套体液压支路,液压推靠支路的上端与中套体液压支路的下端相连通,对应每个柱塞的液压托盘底部设置有连通液压推靠支路和液压槽的小通孔,液压推靠支路的下端内安装有节流阀和液路堵头,液路堵头内设置有轴向贯穿液路堵头并连通节流阀和液压推靠支路的通道,芯轴液路连接套、芯轴、中套体连接筒和液压液压托盘之间形成环形的回油腔,液路堵头内的通道与回油腔连通;液压推靠支路与中套体液压支路连通处的中套体连接筒和液压托盘之间固定安装有密封圈,每个液缸与液压托盘之间固定安装有密封圈,每个液缸与与其内部的柱塞之间固定安装有密封圈,在液路堵头处靠近肋板侧的中套体连接筒和液压托盘之间固定安装有密封圈。
上述以第一环腔内的密封轴承总成为例,阐述第一环腔和第三环腔内的密封轴承总成布置安装方式:密封轴承总成包括堵环、密封总成动密封环、动密封上套筒、动密封下套筒和小轴承,上套体的下部内壁上依次设置有内径依次减小的上套体上环台和上套体下环台,上套体的上端内壁上分别设置有卡环安装槽和堵环安装槽,卡环安装槽和堵环安装槽连通,卡环安装槽的内径大于堵环安装槽的内径,在第一环腔的上部内设置有堵环,堵环下方的第一环腔内安装有波纹密封管,堵环的外壁上设置有堵环环台,堵环环台位于堵环安装槽内并将波纹密封管的上端卡紧在堵环与上套体之间,在卡环安装槽内安装有能够将堵环环台压紧在堵环安装槽内的卡环,在波纹密封管内侧的第一环腔内安装有呈L型的动密封挡套,在动密封挡套的下部环台内坐有呈L型的波纹密封管接头,动密封上套筒呈倒L型,动密封上套筒坐在上套体上环台上,动密封上套筒的上部环台坐挂在波纹密封管接头的下部环台上并将波纹密封管的下端压紧在波纹密封管接头和动密封上套筒之间,动密封下套筒的上部内壁设置有动密封下套筒内环槽,动密封下套筒的下部外壁设置有动密封下套筒外环槽,动密封下套筒外环槽上方的动密封下套筒坐挂在上套体下环台上,动密封下套筒的上部外壁与动密封上套筒的内壁固定安装在一起,在动密封下套筒内环槽的槽底环台上坐挂有动密封安装挡圈,在芯轴液路连接套、动密封挡套、动密封下套筒内环槽和动密封安装挡圈之间形成的环形空腔内自上而下依次布置有至少两个的密封总成动密封环,相邻两个密封总成动密封环之间安装有动密封固定环,每个动密封固定环与动密封下套筒之间固定安装有安装螺栓,对应第一大轴承上挡环的动密封下套筒内壁上一体固定有动密封下套筒内环台,在芯轴液路连接套、芯轴连接套下环槽、动密封安装挡圈、动密封下套筒、动密封下套筒内环台和第一大轴承上挡环之间的环形空腔内自上而下固定安装有至少两个的小轴承;其中,第三环腔内的密封轴承总成的布置安装中,下接头相当于上述阐述中的芯轴液路连接套,在下接头环台上方的下接头上套装有动密封安装套筒,动密封安装套筒相当于芯轴连接套上环槽,下套体相当于上述阐述中的上套体。
上述在一组相对应的芯轴内通道和芯轴液路连接套内轴向通道之间的芯轴环台的下端面和芯轴液路连接套的上端面之间有相对应的连接销安装槽,在芯轴环台的连接销安装槽和与其对应的芯轴液路连接套的的连接销安装槽内安装有液路连接销,液路连接销内设置有连接销通道,连接销通道能够连通与其对应的芯轴内通道和芯轴液路连接套内轴向通道。
上述在芯轴和芯轴液路连接套之间固定安装有密封圈,在上套体与中套体之间固定安装有密封圈,在中套体与下套体之间固定安装有密封圈,在芯轴与液路连接销之间固定安装有密封圈,在芯轴液路连接套与液路连接销之间固定安装有密封圈,在动密封上套筒与动密封下套筒之间固定安装有密封圈,在动密封下套筒与上套体之间固定安装有密封圈,在动密封下套筒与下套体之间固定安装有密封圈。
本发明结构合理而紧凑,使用方便,其与电机泵原理的推靠式旋转导向工具相比,将液体压力转化为推靠力,通过控制每条液压推靠支路中液压油压力大小来控制每个液压推靠总成的推靠力大小,获得导向作业时的目标导向力,在本发明中不需要安装任何电控装置,这样大大简化了液压推靠总成的结构,缩小了本发明的径向尺寸;且液压系统的液压油选用耐高温航空液压油,可以适用于高温环境,因此,本发明除具有一般旋转导向钻井工具的优点外,还具有高造斜率、耐高温、造斜性能稳定、能够适用于小尺寸井眼等特点。
附图说明
附图1为本发明实施例的上部分主视半剖结构示意图。
附图2为本发明实施例的中部分主视半剖结构示意图。
附图3为本发明实施例的下部分主视半剖结构示意图。
附图中的编码分别为:1为芯轴,2为芯轴液路连接套,3为上套体,4为下接头,5为下套体,6为芯轴环台,7为芯轴液压支路,8为芯轴液路连接套液压支路,9为第一大轴承上挡环,10为第一大轴承下挡环,11为第一大轴承,12为中套体上筒体,13为中套体连接筒,14为中套体下筒体,15为动静液压支路,16为中套体液压支路,17为回油腔,18为液压推靠支路,19为第二大轴承上挡环,20为第二大轴承下挡环,21为第二大轴承,22为下接头环台,23为动静液路连接套筒,24为上动密封挡环,25为下动密封挡环,26为上液路螺栓,27为上动密封安装环,28为动静液路动密封环,29为液缸盖板,30为下液路螺栓,31为下动密封安装环,32为液路连接销,33为连接销通道,34为密封圈,35为液压托盘,36为肋板,37为安装翼板,38为液缸,39为柱塞,40为卡台,41为柱塞顶头,42为防尘帽,43为安装环台,44为盖板环台,45为环形盖板,46为盖板锁块,47为锁钉,48为压缩弹簧,49为小通孔,50为节流阀,51为液路堵头,52为堵环,53为密封总成动密封环,54为动密封上套筒,55为动密封下套筒,56为小轴承,57为上套体上环台,58为上套体下环台,59为波纹密封管,60为堵环环台,61为卡环,62为动密封挡套,63为波纹密封管接头,64为动密封安装挡圈,65为动密封固定环,66为安装螺栓,67为动密封下套筒内环台,68为动密封安装套筒。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制,可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中,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: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。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述:
如附图1、2、3所示,该液压推靠式旋转导向工具包括芯轴1、芯轴液路连接套2、上套体3、上密封轴承总成、中套体、动静液路连接总成、液压推靠总成、下接头4、下套体5、下密封轴承总成;芯轴1的上部外壁上一体固定有芯轴环台6,在芯轴1的上部内沿圆周均布有至少四条轴向的通道,每条通道的上端均贯穿芯轴1的上端面,每条通道的下端均贯穿芯轴1的下端面,其中一条通道为芯轴回油支路,其余的通道为芯轴液压支路7;在芯轴环台6下方的芯轴1上固定安装有芯轴液路连接套2,芯轴液路连接套2的外壁上自上而下设置有外径依次减小的芯轴连接套上环槽和芯轴连接套下环槽,在芯轴液路连接套2的内部也设置有对应芯轴1内的通道的轴向通道,与芯轴回油支路对应的芯轴液路连接套2内的轴向通道为芯轴液路连接套回油支路,芯轴液路连接套回油支路贯穿芯轴液路连接套2的上下端并与芯轴回油支路相连通,与芯轴液压支路7对应的芯轴液路连接套2内的轴向通道为芯轴液路连接套液压支路8,每条芯轴液路连接套液压支路8的上端贯穿芯轴液路连接套2的上端面并与与其对应的芯轴液压支路7相连通,每条芯轴液路连接套液压支路8的下端封堵;在芯轴连接套下环槽的上部外壁上嵌套有第一大轴承上挡环9,在第一大轴承上挡环9下方的芯轴连接套下环槽的上部外壁上嵌套有第一大轴承下挡环10,在第一大轴承上挡环9和第一大轴承下挡环10之间的芯轴连接套下环槽的外壁上安装有第一大轴承11,在第一大轴承11上方的芯轴连接套下环槽和芯轴连接套上环槽上安装有上套体3,上套体3的下端坐在第一大轴承11的上端面上,芯轴连接套上环槽、芯轴连接套下环槽、上套体3和第一大轴承11之间形成第一环腔;中套体包括中套体上筒体12、中套体连接筒13和中套体下筒体14,中套体上筒体12对应安装在芯轴连接套下环槽上并且中套体上筒体12的上部套装在第一大轴承11的外壁上,第一大轴承11上方的中套体上筒体12内壁与上套体3的下部外壁固定安装在一起,中套体上筒体12的下端与中套体连接筒13上端外侧一体固定在一起,中套体连接筒13套装在芯轴液路连接套2下方的芯轴1上,芯轴连接套下环槽、第一大轴承11、中套体上筒体12和中套体连接筒13之间形成第二环腔,在第二环腔内固定安装有不旋转的动静液路连接总成,对应每条芯轴液路连接套液压支路8的动静液路连接总成上设置有贯穿动静液路连接总成内外侧的动静液压支路15,每条动静液压支路15的内端与与其对应的每条芯轴液路连接套液压支路8相连通,在中套体内设置有与每条动静液压支路15对应的中套体液压支路16,每条中套体液压支路16的上端与与其对应的每条动静液压支路15的外端相连通;在中套体连接筒13上对应每条中套体液压支路16分别设置有贯穿中套体连接筒13内外侧的液压推靠安装长槽,在每个液压推靠安装长槽内固定安装有能够依靠液压驱动实现外推回缩的液压推靠总成,芯轴液路连接套2、芯轴1、中套体连接筒13和液压推靠总成之间形成环形的回油腔17,在每台液压推靠总成上均设置有提供液压油驱动液压推靠总成外推回缩的液压推靠支路18,每条液压推靠支路18均有一条与其对应的中套体液压支路16并相连通,每条液压推靠支路18的的出油端均与回油腔17相连通,芯轴液路连接套回油支路与回油腔17相连通;中套体连接筒13下方的芯轴1外壁与下接头4的上部内壁固定安装在一起,中套体下筒体14的上端与中套体连接筒13下端外侧一体固定在一起,中套体连接筒13与下接头4之间固定安装有第二大轴承上挡环19,下接头4的上部外壁上还固定安装有第二大轴承下挡环20,在下接头4、第二大轴承上挡环19、第二大轴承下挡环20和中套体下筒体14之间安装有第二大轴承21,下接头4的下部外壁上一体固定有下接头环台22,下套体5的上部外壁与中套体下筒体14的下部内壁固定安装在一起,下套体5的上端与第二大轴承21的下端相抵,下套体5的下端与下接头环台22的上端相抵,下接头4、第二大轴承21、下套体5和下接头环台22之间形成第三环腔;在第一环腔和第三环腔内固定安装有密封轴承总成,第一环腔和第三环腔内的密封轴承总成呈上下对称布置安装。
本发明的工作原理为:芯轴1的上端接钻具短节,本发明在进行导向作业时,上端钻具短节上的控制液压油经旋转的芯轴1内部的芯轴液压支路7流入芯轴液路连接套2内部的芯轴液路连接套液压支路8,再依次经过动静液压支路15和中套体液压支路16流入液压推靠支路18,工作后的液压油经回油腔17、芯轴液路连接套回油支路、芯轴回油支路返回至上端钻具短节回油之路,最终流回油囊;
每路连通的芯轴液压支路7、芯轴液路连接套液压支路8、动静液压支路15、动静液压支路15和液压推靠支路18工作原理相同,下面以其中一路连通的芯轴液压支路7、芯轴液路连接套液压支路8、动静液压支路15、中套体液压支路16和液压推靠支路18为例进行说明:芯轴1内部的芯轴液压支路7中的液压油以一定流量流入芯轴液路连接套2内部的芯轴液路连接套液压支路8,经动静液路连接总成上的动静液压支路15流入动静液压支路15,继续流入液压推靠支路18,在液压推靠总成中将液体压力转化为推靠力,工作后的液压油经过回油腔17、芯轴液路连接套回油支路、芯轴回油支路返回至上端钻具短节回油之路,最终流回油囊;通过控制每条液压推靠支路18中液压油压力大小来控制每个液压推靠总成的推靠力大小,获得导向作业时的目标导向力;当本发明不进行导向作业时,每个液压推靠总成可以回缩到原始位置。
本发明与电机泵原理的推靠式旋转导向工具相比,将液体压力转化为推靠力,通过控制每条液压推靠支路18中液压油压力大小来控制每个液压推靠总成的推靠力大小,获得导向作业时的目标导向力,在本发明中不需要安装任何电控装置,这样大大简化了液压推靠总成的结构,缩小了本发明的径向尺寸;且液压系统的液压油选用耐高温航空液压油,可以适用于高温环境,因此,本发明除具有一般旋转导向钻井工具的优点外,还具有高造斜率、耐高温、造斜性能稳定、能够适用于小尺寸井眼等特点。
可根据实际需要,对上述液压推靠式旋转导向工具作进一步优化或/和改进:
如附图2所示,动静液路连接总成包括动静液路连接套筒23、上动密封挡环24和下动密封挡环25;动静液路连接套筒23固定安装在第二环腔内,动静液路连接套筒23卡固在第一大轴承11的下端和中套体连接筒13的上端之间,在动静液路连接套筒23的上部内壁上设置有自下而上内径依次增大的上台阶孔,在动静液路连接套筒23的下部内壁上设置有自上而下内径依次增大的下台阶孔;在上台阶孔内:上台阶孔的窄径段内通过上液路螺栓26固定安装有截面呈T型的上动密封安装环27,上液路螺栓26径向贯穿动静液路连接套筒23和上动密封安装环27,上动密封挡环24的下端外侧设置有内环槽,上动密封挡环24的内环槽坐挂在上台阶孔宽径段的下端面上,上动密封挡环24的外壁与上台阶孔宽径段的内壁固定安装在一起,在上动密封挡环24的下端面与上动密封安装环27的上端面之间卡固有动静液路动密封环28,在上动密封安装环27的下端面与上台阶孔窄径段的下端面之间卡固有动静液路动密封环28,在上液路螺栓26内设置有径向的上液路通孔,对应上液路螺栓26的上动密封安装环27内壁上设置有与上液路通孔连通的动静液路内槽,对应上液路螺栓26的动静液路连接套筒23外壁上设置有与上液路通孔连通的动静液路外槽,动静液路内槽、上液路通孔和动静液路外槽形成一条动静液压支路15;在下台阶孔内:下台阶孔的窄径段内通过下液路螺栓30固定安装有截面呈T型的下动密封安装环31,下液路螺栓30径向贯穿动静液路连接套筒23和下动密封安装环31,下动密封挡环25的上端外侧设置有内环槽,下台阶孔宽径段的上端面位于下动密封挡环25的内环槽内,下动密封挡环25的外壁与下台阶孔宽径段的内壁固定安装在一起,在下动密封挡环25的上端面与下动密封安装环31的下端面之间卡固有动静液路动密封环28,在下动密封安装环31的上端面与下台阶孔窄径段的上端面之间卡固有动静液路动密封环28,在下液路螺栓30内设置有径向的下液路通孔,对应下液路螺栓30的下动密封安装环31内壁上设置有与下液路通孔连通的动静液路内槽,对应下液路螺栓30的动静液路连接套筒23外壁上设置有与下液路通孔连通的动静液路外槽,动静液路内槽、下液路通孔和动静液路外槽形成一条动静液压支路15;在上台阶孔内最下方的动静液路动密封环28与下台阶孔内最上方的动静液路动密封环28之间的动静液路连接套筒23上自上而下设置有至少一个径向的中液路通孔,对应每个中液路通孔的动静液路连接套筒23内壁上设置有与其对应并连通的动静液路内槽,对应每个中液路通孔的动静液路连接套筒23外壁上设置有与其对应并连通的动静液路外槽,每个相对应并连通的动静液路内槽、中液路通孔和动静液路外槽形成一条动静液压支路15;每条动静液压支路15中的动静液路内槽对应并连通一条芯轴液路连接套液压支路8的出液端,所有芯轴液路连接套液压支路8的出液端均位于芯轴液路连接套2的外壁上,在中套体内设置有与动静液压支路15数量相对应的贯穿中套体上筒体12、中套体连接筒13和中套体下筒体14的中套体液压支路16,每条动静液压支路15中的动静液路外槽对应并连通一条中套体液压支路16的进液端,所有中套体液压支路16的进液端均位于中套体上筒体12的内壁上;相邻两条动静液压支路15中的动静液路外槽之间的动静液路连接套筒23上固定安装有密封圈34。
动静液路总不旋转,动静液路总成将旋转的芯轴1和芯轴液路连接套2内的液压支路转换成不旋转的液压支路,顺利完成动、静液压支路之间的转换,并且各个动静液路动密封环28有效保证了芯轴液路连接套2和动静液路总成之间的密封性,相邻两条动静液压支路15中的动静液路外槽之间的动静液路连接套筒23上固定安装的密封圈有效保障了中套体上筒体12与动静液路总成之间的密封性,动静液路动密封环28与密封圈的配合有效阻隔了每条液压之路之间连通的可能性,为通过控制每条液压推靠支路18中液压油压力大小来控制每个液压推靠总成的推靠力大小,获得导向作业时的目标导向力提供了保障。
附图2、3所示,液压推靠总成包括液压托盘35、肋板36、翼肋盖板;在中套体连接筒13上对应每条中套体液压支路16设置有贯穿中套体连接筒13内外侧内小外大台阶状的液压推靠安装长槽,液压托盘35的四周面为与液压推靠安装长槽相配的台阶状,液压托盘35置于液压推靠安装长槽内,液压托盘35上部外侧面和下部外侧面上分别设置有推靠安装槽,肋板36的内侧面上设置有肋板安装长槽,在肋板36上端面和下端面的内侧一体固定有安装翼板37,肋板36倒扣安装在液压托盘35上并且安装翼板37位于推靠安装槽内,在上下两个推靠安装槽之间的液压托盘35外侧面上设置有至少一个的圆柱槽,每个圆柱槽内安装有液缸38,每个液缸38内安装有在液压驱动下能够沿液缸38轴向运动的柱塞39,每个柱塞39的内端面上设置有液压槽,对应每个柱塞39的肋板安装长槽内一体固定有卡台40,对应肋板36的每个柱塞39面为球面凹槽,在每个柱塞39与肋板36之间安装有柱塞顶头41,对应柱塞39的柱塞顶头41面为球面,对应肋板36的柱塞顶头41面为与卡台40配合的卡槽,柱塞顶头41的球面位于柱塞39的球面凹槽内,卡台40位于柱塞顶头41的卡槽内,在柱塞39与肋板36之间的柱塞顶头41上密封套装有防尘帽42,防尘帽42的外缘套装在液缸38的外壁上,在液压托盘35外侧面的每个液缸38的外圆周面上一体固定有安装环台43,液缸盖板29安装在安装环台43上,在液缸盖板29与液压托盘35之间固定安装有螺栓进而将安装环台43压紧在液缸盖板29与液压托盘35之间、将防尘帽42的外缘压紧在液缸盖板29与液缸38外壁之间,翼肋盖板包括盖板环台44和环形盖板45,盖板环台44的内圈外侧与环形盖板45的外缘面一体固定在一起,盖板环台44对应安装在液压托盘35外侧的液压推靠安装长槽内并将液压托盘35压紧在液压推靠安装长槽内,盖板环台44与中套体连接筒13之间设置有相对应的安装槽,在盖板环台44与中套体连接筒13之间相对应的安装槽内安装有盖板锁块46,对应盖板环台44上安装槽的盖板环台44外侧面上设置有与该安装槽垂直相通的锁钉安装槽,在锁钉安装槽内安装有将盖板锁块46压紧的锁钉47,盖板环台44的上部内侧壁与上面的推靠安装槽上侧壁平齐,盖板环台44的下部内侧壁与下面的推靠安装槽下侧壁平齐,环形盖板45的内缘大于肋板36的外缘,肋板36位于环形盖板45内并能沿着环形盖板45外伸或回缩,在安装翼板37与环形盖板45之间固定安装有能够伸缩的压缩弹簧48,液压托盘35内设置有一条贯穿液压托盘35上下端的液压推靠支路18,一条液压推靠支路18对应一条中套体液压支路16,液压推靠支路18的上端与中套体液压支路16的下端相连通,对应每个柱塞39的液压托盘35底部设置有连通液压推靠支路18和液压槽的小通孔49,液压推靠支路18的下端内安装有节流阀50和液路堵头51,液路堵头51内设置有轴向贯穿液路堵头51并连通节流阀50和液压推靠支路18的通道,芯轴液路连接套2、芯轴1、中套体连接筒13和液压液压托盘35之间形成环形的回油腔17,液路堵头51内的通道与回油腔17连通;液压推靠支路18与中套体液压支路16连通处的中套体连接筒13和液压托盘35之间固定安装有密封圈34,每个液缸38与液压托盘35之间固定安装有密封圈34,每个液缸38与与其内部的柱塞39之间固定安装有密封圈34,在液路堵头51处靠近肋板36侧的中套体连接筒13和液压托盘35之间固定安装有密封圈34。
每路连通的芯轴液压支路7、芯轴液路连接套液压支路8、动静液压支路15、动静液压支路15和液压推靠支路18工作原理相同,下面以其中一路连通的芯轴液压支路7、芯轴液路连接套液压支路8、动静液压支路15、中套体液压支路16和液压推靠支路18为例进行说明:芯轴1内部的芯轴液压支路7中的液压油以一定流量流入芯轴液路连接套2内部的芯轴液路连接套液压支路8,经动静液路连接总成上的动静液压支路15流入动静液压支路15,继续流入液压推靠支路18,进而流入液缸38内,再经柱塞39将液体压力转化为施加给肋板36的推靠力,工作后的液压油经过节流阀50和液路堵头51流入回油腔17,再经过芯轴液路连接套回油支路、芯轴回油支路返回至上端钻具短节回油之路,最终流回油囊;当本发明不进行导向作业时,肋板36在井壁推力和弹簧作用下回缩到原始位置。防尘帽42有效防止井内灰尘进入液缸38内,为柱塞39提供一个清洁的工作环境。
本发明与电机泵原理的推靠式旋转导向工具相比,将液压推靠柱塞39与液压动力源分离,肋板36内只需安装有产生推力的柱塞39,且肋板36采用平板式设计,这样大大简化了液压推靠总成的结构,缩小了本发明的径向尺寸;肋板36内可以根据需要安置双柱塞39或更多柱塞39,以获得更大的推靠力;提供肋板36的液压系统的控制信号和动力源均位于本发明上部的钻具短节上。
如附图2、3所示,以第一环腔内的密封轴承总成为例,阐述第一环腔和第三环腔内的密封轴承总成布置安装方式:密封轴承总成包括堵环52、密封总成动密封环53、动密封上套筒54、动密封下套筒55和小轴承56,上套体3的下部内壁上依次设置有内径依次减小的上套体上环台57和上套体下环台58,上套体3的上端内壁上分别设置有卡环安装槽和堵环安装槽,卡环安装槽和堵环安装槽连通,卡环安装槽的内径大于堵环安装槽的内径,在第一环腔的上部内设置有堵环52,堵环52下方的第一环腔内安装有波纹密封管59,堵环52的外壁上设置有堵环环台60,堵环环台60位于堵环安装槽内并将波纹密封管59的上端卡紧在堵环52与上套体3之间,在卡环安装槽内安装有能够将堵环环台60压紧在堵环安装槽内的卡环61,在波纹密封管59内侧的第一环腔内安装有呈L型的动密封挡套62,在动密封挡套62的下部环台内坐有呈L型的波纹密封管接头63,动密封上套筒54呈倒L型,动密封上套筒54坐在上套体上环台57上,动密封上套筒54的上部环台坐挂在波纹密封管接头63的下部环台上并将波纹密封管59的下端压紧在波纹密封管接头63和动密封上套筒54之间,动密封下套筒55的上部内壁设置有动密封下套筒内环槽,动密封下套筒55的下部外壁设置有动密封下套筒外环槽,动密封下套筒外环槽上方的动密封下套筒55坐挂在上套体下环台58上,动密封下套筒55的上部外壁与动密封上套筒54的内壁固定安装在一起,在动密封下套筒内环槽的槽底环台上坐挂有动密封安装挡圈64,在芯轴液路连接套2、动密封挡套62、动密封下套筒内环槽和动密封安装挡圈64之间形成的环形空腔内自上而下依次布置有至少两个的密封总成动密封环53,相邻两个密封总成动密封环53之间安装有动密封固定环65,每个动密封固定环65与动密封下套筒55之间固定安装有安装螺栓66,对应第一大轴承上挡环9的动密封下套筒55内壁上一体固定有动密封下套筒内环台67,在芯轴液路连接套2、芯轴连接套下环槽、动密封安装挡圈64、动密封下套筒55、动密封下套筒内环台67和第一大轴承上挡环9之间的环形空腔内自上而下固定安装有至少两个的小轴承56;其中,第三环腔内的密封轴承总成的布置安装中,下接头4相当于上述阐述中的芯轴液路连接套2,在下接头环台22上方的下接头4上套装有动密封安装套筒68,动密封安装套筒68相当于芯轴连接套上环槽,下套体5相当于上述阐述中的上套体3。
旋转体为芯轴1、芯轴液路连接套2和下接头4,不转体为上套体3、中套体和下套体5,密封轴承总成能够为旋转体和不转体之间提供良好的密封性和旋转支撑力。
如附图1、2、3所示,在一组相对应的芯轴1内通道和芯轴液路连接套2内轴向通道之间的芯轴环台6的下端面和芯轴液路连接套2的上端面之间有相对应的连接销安装槽,在芯轴环台6的连接销安装槽和与其对应的芯轴液路连接套2的的连接销安装槽内安装有液路连接销32,液路连接销32内设置有连接销通道33,连接销通道33能够连通与其对应的芯轴1内通道和芯轴液路连接套2内轴向通道。
在芯轴1和芯轴液路连接套2之间安装有液路连接销32,不仅能够保证芯轴1和芯轴液路连接套2之间的安装可靠性,还能保证芯轴液路连接套2与芯轴1随转一致性,也能保证相对应的芯轴1内通道和芯轴液路连接套2内轴向通道之间的连通性。
如附图1、2、3所示,在芯轴1和芯轴液路连接套2之间固定安装有密封圈34,在上套体3与中套体之间固定安装有密封圈34,在中套体与下套体5之间固定安装有密封圈34,在芯轴1与液路连接销68之间固定安装有密封圈34,在芯轴液路连接套2与液路连接销68之间固定安装有密封圈34,在动密封上套筒54与动密封下套筒55之间固定安装有密封圈34,在动密封下套筒55与上套体3之间固定安装有密封圈34,在动密封下套筒55与下套体5之间固定安装有密封圈34。密封圈34能够保证各个部件之间的密封性。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例,其具有较强的适应性和最佳实施效果,可根据实际需要增减非必要的技术特征,来满足不同情况的需求。
Claims (10)
1.一种液压推靠式旋转导向工具,其特征在于包括芯轴、芯轴液路连接套、上套体、上密封轴承总成、中套体、动静液路连接总成、液压推靠总成、下接头、下套体、下密封轴承总成;芯轴的上部外壁上一体固定有芯轴环台,在芯轴的上部内沿圆周均布有至少四条轴向的通道,每条通道的上端均贯穿芯轴的上端面,每条通道的下端均贯穿芯轴的下端面,其中一条通道为芯轴回油支路,其余的通道为芯轴液压支路;在芯轴环台下方的芯轴上固定安装有芯轴液路连接套,芯轴液路连接套的外壁上自上而下设置有外径依次减小的芯轴连接套上环槽和芯轴连接套下环槽,在芯轴液路连接套的内部也设置有对应芯轴内的通道的轴向通道,与芯轴回油支路对应的芯轴液路连接套内的轴向通道为芯轴液路连接套回油支路,芯轴液路连接套回油支路贯穿芯轴液路连接套的上下端并与芯轴回油支路相连通,与芯轴液压支路对应的芯轴液路连接套内的轴向通道为芯轴液路连接套液压支路,每条芯轴液路连接套液压支路的上端贯穿芯轴液路连接套的上端面并与与其对应的芯轴液压支路相连通,每条芯轴液路连接套液压支路的下端封堵;在芯轴连接套下环槽的上部外壁上嵌套有第一大轴承上挡环,在第一大轴承上挡环下方的芯轴连接套下环槽的上部外壁上嵌套有第一大轴承下挡环,在第一大轴承上挡环和第一大轴承下挡环之间的芯轴连接套下环槽的外壁上安装有第一大轴承,在第一大轴承上方的芯轴连接套下环槽和芯轴连接套上环槽上安装有上套体,上套体的下端坐在第一大轴承的上端面上,芯轴连接套上环槽、芯轴连接套下环槽、上套体和第一大轴承之间形成第一环腔;中套体包括中套体上筒体、中套体连接筒和中套体下筒体,中套体上筒体对应安装在芯轴连接套下环槽上并且中套体上筒体的上部套装在第一大轴承的外壁上,第一大轴承上方的中套体上筒体内壁与上套体的下部外壁固定安装在一起,中套体上筒体的下端与中套体连接筒上端外侧一体固定在一起,中套体连接筒套装在芯轴液路连接套下方的芯轴上,芯轴连接套下环槽、第一大轴承、中套体上筒体和中套体连接筒之间形成第二环腔,在第二环腔内固定安装有不旋转的动静液路连接总成,对应每条芯轴液路连接套液压支路的动静液路连接总成上设置有贯穿动静液路连接总成内外侧的动静液压支路,每条动静液压支路的内端与与其对应的每条芯轴液路连接套液压支路相连通,在中套体内设置有与每条动静液压支路对应的中套体液压支路,每条中套体液压支路的上端与与其对应的每条动静液压支路的外端相连通;在中套体连接筒上对应每条中套体液压支路分别设置有贯穿中套体连接筒内外侧的液压推靠安装长槽,在每个液压推靠安装长槽内固定安装有能够依靠液压驱动实现外推回缩的液压推靠总成,芯轴液路连接套、芯轴、中套体连接筒和液压推靠总成之间形成环形的回油腔,在每台液压推靠总成上均设置有提供液压油驱动液压推靠总成外推回缩的液压推靠支路,每条液压推靠支路均有一条与其对应的中套体液压支路并相连通,每条液压推靠支路的出油端均与回油腔相连通,芯轴液路连接套回油支路与回油腔相连通;中套体连接筒下方的芯轴外壁与下接头的上部内壁固定安装在一起,中套体下筒体的上端与中套体连接筒下端外侧一体固定在一起,中套体连接筒与下接头之间固定安装有第二大轴承上挡环,下接头的上部外壁上还固定安装有第二大轴承下挡环,在下接头、第二大轴承上挡环、第二大轴承下挡环和中套体下筒体之间安装有第二大轴承,下接头的下部外壁上一体固定有下接头环台,下套体的上部外壁与中套体下筒体的下部内壁固定安装在一起,下套体的上端与第二大轴承的下端相抵,下套体的下端与下接头环台的上端相抵,下接头、第二大轴承、下套体和下接头环台之间形成第三环腔;在第一环腔和第三环腔内固定安装有密封轴承总成,第一环腔和第三环腔内的密封轴承总成呈上下对称布置安装。
2.根据权利要求1所述的液压推靠式旋转导向工具,其特征在于动静液路连接总成包括动静液路连接套筒、上动密封挡环和下动密封挡环;动静液路连接套筒固定安装在第二环腔内,动静液路连接套筒卡固在第一大轴承的下端和中套体连接筒的上端之间,在动静液路连接套筒的上部内壁上设置有自下而上内径依次增大的上台阶孔,在动静液路连接套筒的下部内壁上设置有自上而下内径依次增大的下台阶孔;在上台阶孔内:上台阶孔的窄径段内通过上液路螺栓固定安装有截面呈T型的上动密封安装环,上液路螺栓径向贯穿动静液路连接套筒和上动密封安装环,上动密封挡环的下端外侧设置有内环槽,上动密封挡环的内环槽坐挂在上台阶孔宽径段的下端面上,上动密封挡环的外壁与上台阶孔宽径段的内壁固定安装在一起,在上动密封挡环的下端面与上动密封安装环的上端面之间卡固有动静液路动密封环,在上动密封安装环的下端面与上台阶孔窄径段的下端面之间卡固有动静液路动密封环,在上液路螺栓内设置有径向的上液路通孔,对应上液路螺栓的上动密封安装环内壁上设置有与上液路通孔连通的动静液路内槽,对应上液路螺栓的动静液路连接套筒外壁上设置有与上液路通孔连通的动静液路外槽,动静液路内槽、上液路通孔和动静液路外槽形成一条动静液压支路;在下台阶孔内:下台阶孔的窄径段内通过下液路螺栓固定安装有截面呈T型的下动密封安装环,下液路螺栓径向贯穿动静液路连接套筒和下动密封安装环,下动密封挡环的上端外侧设置有内环槽,下台阶孔宽径段的上端面位于下动密封挡环的内环槽内,下动密封挡环的外壁与下台阶孔宽径段的内壁固定安装在一起,在下动密封挡环的上端面与下动密封安装环的下端面之间卡固有动静液路动密封环,在下动密封安装环的上端面与下台阶孔窄径段的上端面之间卡固有动静液路动密封环,在下液路螺栓内设置有径向的下液路通孔,对应下液路螺栓的下动密封安装环内壁上设置有与下液路通孔连通的动静液路内槽,对应下液路螺栓的动静液路连接套筒外壁上设置有与下液路通孔连通的动静液路外槽,动静液路内槽、下液路通孔和动静液路外槽形成一条动静液压支路;在上台阶孔内最下方的动静液路动密封环与下台阶孔内最上方的动静液路动密封环之间的动静液路连接套筒上自上而下设置有至少一个径向的中液路通孔,对应每个中液路通孔的动静液路连接套筒内壁上设置有与其对应并连通的动静液路内槽,对应每个中液路通孔的动静液路连接套筒外壁上设置有与其对应并连通的动静液路外槽,每个相对应并连通的动静液路内槽、中液路通孔和动静液路外槽形成一条动静液压支路;每条动静液压支路中的动静液路内槽对应并连通一条芯轴液路连接套液压支路的出液端,所有芯轴液路连接套液压支路的出液端均位于芯轴液路连接套的外壁上,在中套体内设置有与动静液压支路数量相对应的贯穿中套体上筒体、中套体连接筒和中套体下筒体的中套体液压支路,每条动静液压支路中的动静液路外槽对应并连通一条中套体液压支路的进液端,所有中套体液压支路的进液端均位于中套体上筒体的内壁上;相邻两条动静液压支路中的动静液路外槽之间的动静液路连接套筒上固定安装有密封圈。
3.根据权利要求1或2所述的液压推靠式旋转导向工具,其特征在于液压推靠总成包括液压托盘、肋板、翼肋盖板;在中套体连接筒上对应每条中套体液压支路设置有贯穿中套体连接筒内外侧内小外大台阶状的液压推靠安装长槽,液压托盘的四周面为与液压推靠安装长槽相配的台阶状,液压托盘置于液压推靠安装长槽内,液压托盘上部外侧面和下部外侧面上分别设置有推靠安装槽,肋板的内侧面上设置有肋板安装长槽,在肋板上端面和下端面的内侧一体固定有安装翼板,肋板倒扣安装在液压托盘上并且安装翼板位于推靠安装槽内,在上下两个推靠安装槽之间的液压托盘外侧面上设置有至少一个的圆柱槽,每个圆柱槽内安装有液缸,每个液缸内安装有在液压驱动下能够沿液缸轴向运动的柱塞,每个柱塞的内端面上设置有液压槽,对应每个柱塞的肋板安装长槽内一体固定有卡台,对应肋板的每个柱塞面为球面凹槽,在每个柱塞与肋板之间安装有柱塞顶头,对应柱塞的柱塞顶头面为球面,对应肋板的柱塞顶头面为与卡台配合的卡槽,柱塞顶头的球面位于柱塞的球面凹槽内,卡台位于柱塞顶头的卡槽内,在柱塞与肋板之间的柱塞顶头上密封套装有防尘帽,防尘帽的外缘套装在液缸的外壁上,在液压托盘外侧面的每个液缸的外圆周面上一体固定有安装环台,液缸盖板安装在安装环台上,在液缸盖板与液压托盘之间固定安装有螺栓进而将安装环台压紧在液缸盖板与液压托盘之间、将防尘帽的外缘压紧在液缸盖板与液缸外壁之间,翼肋盖板包括盖板环台和环形盖板,盖板环台的内圈外侧与环形盖板的外缘面一体固定在一起,盖板环台对应安装在液压托盘外侧的液压推靠安装长槽内并将液压托盘压紧在液压推靠安装长槽内,盖板环台与中套体连接筒之间设置有相对应的安装槽,在盖板环台与中套体连接筒之间相对应的安装槽内安装有盖板锁块,对应盖板环台上安装槽的盖板环台外侧面上设置有与该安装槽垂直相通的锁钉安装槽,在锁钉安装槽内安装有将盖板锁块压紧的锁钉,盖板环台的上部内侧壁与上面的推靠安装槽上侧壁平齐,盖板环台的下部内侧壁与下面的推靠安装槽下侧壁平齐,环形盖板的内缘大于肋板的外缘,肋板位于环形盖板内并能沿着环形盖板外伸或回缩,在安装翼板与环形盖板之间固定安装有能够伸缩的压缩弹簧,液压托盘内设置有一条贯穿液压托盘上下端的液压推靠支路,一条液压推靠支路对应一条中套体液压支路,液压推靠支路的上端与中套体液压支路的下端相连通,对应每个柱塞的液压托盘底部设置有连通液压推靠支路和液压槽的小通孔,液压推靠支路的下端内安装有节流阀和液路堵头,液路堵头内设置有轴向贯穿液路堵头并连通节流阀和液压推靠支路的通道,芯轴液路连接套、芯轴、中套体连接筒和液压液压托盘之间形成环形的回油腔,液路堵头内的通道与回油腔连通;液压推靠支路与中套体液压支路连通处的中套体连接筒和液压托盘之间固定安装有密封圈,每个液缸与液压托盘之间固定安装有密封圈,每个液缸与与其内部的柱塞之间固定安装有密封圈,在液路堵头处靠近肋板侧的中套体连接筒和液压托盘之间固定安装有密封圈。
4.根据权利要求1或2所述的液压推靠式旋转导向工具,其特征在于以第一环腔内的密封轴承总成为例,所述第一环腔和第三环腔内的密封轴承总成布置安装方式:密封轴承总成包括堵环、密封总成动密封环、动密封上套筒、动密封下套筒和小轴承,上套体的下部内壁上依次设置有内径依次减小的上套体上环台和上套体下环台,上套体的上端内壁上分别设置有卡环安装槽和堵环安装槽,卡环安装槽和堵环安装槽连通,卡环安装槽的内径大于堵环安装槽的内径,在第一环腔的上部内设置有堵环,堵环下方的第一环腔内安装有波纹密封管,堵环的外壁上设置有堵环环台,堵环环台位于堵环安装槽内并将波纹密封管的上端卡紧在堵环与上套体之间,在卡环安装槽内安装有能够将堵环环台压紧在堵环安装槽内的卡环,在波纹密封管内侧的第一环腔内安装有呈L型的动密封挡套,在动密封挡套的下部环台内坐有呈L型的波纹密封管接头,动密封上套筒呈倒L型,动密封上套筒坐在上套体上环台上,动密封上套筒的上部环台坐挂在波纹密封管接头的下部环台上并将波纹密封管的下端压紧在波纹密封管接头和动密封上套筒之间,动密封下套筒的上部内壁设置有动密封下套筒内环槽,动密封下套筒的下部外壁设置有动密封下套筒外环槽,动密封下套筒外环槽上方的动密封下套筒坐挂在上套体下环台上,动密封下套筒的上部外壁与动密封上套筒的内壁固定安装在一起,在动密封下套筒内环槽的槽底环台上坐挂有动密封安装挡圈,在芯轴液路连接套、动密封挡套、动密封下套筒内环槽和动密封安装挡圈之间形成的环形空腔内自上而下依次布置有至少两个的密封总成动密封环,相邻两个密封总成动密封环之间安装有动密封固定环,每个动密封固定环与动密封下套筒之间固定安装有安装螺栓,对应第一大轴承上挡环的动密封下套筒内壁上一体固定有动密封下套筒内环台,在芯轴液路连接套、芯轴连接套下环槽、动密封安装挡圈、动密封下套筒、动密封下套筒内环台和第一大轴承上挡环之间的环形空腔内自上而下固定安装有至少两个的小轴承;其中,第三环腔内的密封轴承总成的布置安装中,下接头相当于上述芯轴液路连接套,在下接头环台上方的下接头上套装有动密封安装套筒,动密封安装套筒相当于芯轴连接套上环槽,下套体相当于上述上套体。
5.根据权利要求3所述的液压推靠式旋转导向工具,其特征在于以第一环腔内的密封轴承总成为例,所述第一环腔和第三环腔内的密封轴承总成布置安装方式:密封轴承总成包括堵环、密封总成动密封环、动密封上套筒、动密封下套筒和小轴承,上套体的下部内壁上依次设置有内径依次减小的上套体上环台和上套体下环台,上套体的上端内壁上分别设置有卡环安装槽和堵环安装槽,卡环安装槽和堵环安装槽连通,卡环安装槽的内径大于堵环安装槽的内径,在第一环腔的上部内设置有堵环,堵环下方的第一环腔内安装有波纹密封管,堵环的外壁上设置有堵环环台,堵环环台位于堵环安装槽内并将波纹密封管的上端卡紧在堵环与上套体之间,在卡环安装槽内安装有能够将堵环环台压紧在堵环安装槽内的卡环,在波纹密封管内侧的第一环腔内安装有呈L型的动密封挡套,在动密封挡套的下部环台内坐有呈L型的波纹密封管接头,动密封上套筒呈倒L型,动密封上套筒坐在上套体上环台上,动密封上套筒的上部环台坐挂在波纹密封管接头的下部环台上并将波纹密封管的下端压紧在波纹密封管接头和动密封上套筒之间,动密封下套筒的上部内壁设置有动密封下套筒内环槽,动密封下套筒的下部外壁设置有动密封下套筒外环槽,动密封下套筒外环槽上方的动密封下套筒坐挂在上套体下环台上,动密封下套筒的上部外壁与动密封上套筒的内壁固定安装在一起,在动密封下套筒内环槽的槽底环台上坐挂有动密封安装挡圈,在芯轴液路连接套、动密封挡套、动密封下套筒内环槽和动密封安装挡圈之间形成的环形空腔内自上而下依次布置有至少两个的密封总成动密封环,相邻两个密封总成动密封环之间安装有动密封固定环,每个动密封固定环与动密封下套筒之间固定安装有安装螺栓,对应第一大轴承上挡环的动密封下套筒内壁上一体固定有动密封下套筒内环台,在芯轴液路连接套、芯轴连接套下环槽、动密封安装挡圈、动密封下套筒、动密封下套筒内环台和第一大轴承上挡环之间的环形空腔内自上而下固定安装有至少两个的小轴承;其中,第三环腔内的密封轴承总成的布置安装中,下接头相当于上述芯轴液路连接套,在下接头环台上方的下接头上套装有动密封安装套筒,动密封安装套筒相当于芯轴连接套上环槽,下套体相当于上述上套体。
6.根据权利要求1或2所述的液压推靠式旋转导向工具,其特征在于在一组相对应的芯轴内通道和芯轴液路连接套内轴向通道之间的芯轴环台的下端面和芯轴液路连接套的上端面之间有相对应的连接销安装槽,在芯轴环台的连接销安装槽和与其对应的芯轴液路连接套的连接销安装槽内安装有液路连接销,液路连接销内设置有连接销通道,连接销通道能够连通与其对应的芯轴内通道和芯轴液路连接套内轴向通道。
7.根据权利要求3所述的液压推靠式旋转导向工具,其特征在于在一组相对应的芯轴内通道和芯轴液路连接套内轴向通道之间的芯轴环台的下端面和芯轴液路连接套的上端面之间有相对应的连接销安装槽,在芯轴环台的连接销安装槽和与其对应的芯轴液路连接套的连接销安装槽内安装有液路连接销,液路连接销内设置有连接销通道,连接销通道能够连通与其对应的芯轴内通道和芯轴液路连接套内轴向通道。
8.根据权利要求4所述的液压推靠式旋转导向工具,其特征在于在一组相对应的芯轴内通道和芯轴液路连接套内轴向通道之间的芯轴环台的下端面和芯轴液路连接套的上端面之间有相对应的连接销安装槽,在芯轴环台的连接销安装槽和与其对应的芯轴液路连接套的连接销安装槽内安装有液路连接销,液路连接销内设置有连接销通道,连接销通道能够连通与其对应的芯轴内通道和芯轴液路连接套内轴向通道。
9.根据权利要求5所述的液压推靠式旋转导向工具,其特征在于在一组相对应的芯轴内通道和芯轴液路连接套内轴向通道之间的芯轴环台的下端面和芯轴液路连接套的上端面之间有相对应的连接销安装槽,在芯轴环台的连接销安装槽和与其对应的芯轴液路连接套的连接销安装槽内安装有液路连接销,液路连接销内设置有连接销通道,连接销通道能够连通与其对应的芯轴内通道和芯轴液路连接套内轴向通道。
10.根据权利要求9所述的液压推靠式旋转导向工具,其特征在于在芯轴和芯轴液路连接套之间固定安装有密封圈,在上套体与中套体之间固定安装有密封圈,在中套体与下套体之间固定安装有密封圈,在芯轴与液路连接销之间固定安装有密封圈,在芯轴液路连接套与液路连接销之间固定安装有密封圈,在动密封上套筒与动密封下套筒之间固定安装有密封圈,在动密封下套筒与上套体之间固定安装有密封圈,在动密封下套筒与下套体之间固定安装有密封圈。
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CN104047563A (zh) * | 2014-06-28 | 2014-09-17 | 新疆华油油气工程有限公司 | 液压坐封下压解封封隔器 |
WO2016015528A1 (zh) * | 2014-07-28 | 2016-02-04 | 西南石油大学 | 一种动态内偏置指向钻头式旋转导向装置 |
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