CN110259385A - 一种石油钻井用的旋转导向装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石油钻井用的旋转导向装置，涉及石油钻井设备技术领域。包括外壳，外壳的一端固定设置有上接头，上接头的一端卡接设置有位于外壳内部的密封插头，密封插头远离上接头的一端设置有高压软管。该石油钻井用的旋转导向装置，中心管体在电机齿轮驱动下，逆时针旋转，中心管体的水眼偏离原来的初始位置，逆时针移动，按照同样的规律，在钻具顺时针旋转的同时，中心管体及内部水眼逆时针移动，最终同时到达初始位置，钻具上的外壳与中心管体之间存在转动差，通过控制电机转速和初始启动位置，可以实现钻具旋转过程中，中心管体向某个方向持续偏离，最终实现拐弯的作用，实现旋转导向的目的。

Description

一种石油钻井用的旋转导向装置

技术领域

本发明涉及石油钻井设备技术领域，具体为一种石油钻井用的旋转导向装置。

背景技术

石油钻井作业中，需要随时改变钻进方向，或者调整井眼轨迹，及时钻达油气密集的区域，获得高产油流，达到高效钻探的目的，这种改变钻进方向的装置就是石油钻井用的旋转导向装置，它的特点是在钻进旋转的同时，向某个特定的方向偏转、拐弯以及拐进，它包括偏转机构和油气密集区域测定系统、转速测定系统和控制系统等软件组成。

现有的石油钻井用的旋转导向装置是在钻具的外侧或者侧面设置伸出机构，按照设定的程序，定时将侧面的伸出机构向特定的方向伸出，推向井壁，产生反作用力，迫使钻具(钻头)偏离井眼中心，并且持续作用，形成拐弯的目的和效果，但是，这种结构伸出部分频繁伸缩，灵敏度存疑，误差比较大，此外，伸出部分频繁接触井壁，会破坏井壁，自身也会受到损坏，导致使用效果一般，为此，提出一种石油钻井用的旋转导向装置来解决上述问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种石油钻井用的旋转导向装置，具备便于旋转导向的优点，解决了传统的旋转导向装置存在使用效果一般的问题。

(二)技术方案

为实现上述便于旋转导向的目的，本发明提供如下技术方案：一种石油钻井用的旋转导向装置，包括外壳，所述外壳的一端固定设置有上接头，所述上接头的一端卡接设置有位于外壳内部的密封插头，所述密封插头远离上接头的一端设置有高压软管，所述高压软管远离密封插头的一端固定设置有位于外壳内部的中心管体；

所述外壳的内部固定安装有电机，所述电机的输出轴固定连接有电机齿轮，所述电机齿轮的一侧传动连接有中心管齿盘，所述中心管齿盘的中心处设置有中心管体，所述中心管体的内部设置有水眼，所述中心管体的外侧设置有中心管外圈齿廓槽，所述外壳内腔的底部设置有定位销。

作为本发明的一种优选技术方案，所述外壳内部从左往右依次设置有上接头、密封插头、高压软管以及中心管体。

作为本发明的一种优选技术方案，所述中心管齿盘的一侧设置有挡环，所述挡环的中心处设置有中心管体，所述中心管体的右端螺纹连接有钻头。

作为本发明的一种优选技术方案，所述外壳远离上接头一端的内侧固定安装有轴承，所述轴承的中心处设置有中心管体。

作为本发明的一种优选技术方案，所述轴承的一侧固定连接有挡板，所述挡板设置有两个，且两个挡板之间设置有中心管体。

作为本发明的一种优选技术方案，所述外壳的内部固定设置有安装架，安装架位于中心管体的下方，且安装架的底部固定安装有电机，所述电机通过安装架与外壳固定安装。

作为本发明的一种优选技术方案，所述电机设置有三个，三个所述电机的输出轴均固定设置有电机齿轮，且三个电机以及电机齿轮均设置在中心管体的正下方。

作为本发明的一种优选技术方案，所述中心管体安装在外壳内部的部分为偏心结构，安装架为偏心结构，二者在初始状态时形成居中，并且与外壳形成同心状态，在转动时的各个瞬间形成偏心。

作为本发明的一种优选技术方案，所述中心管体与安装架之间通过轴承滑动配合，并且相互密封。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种石油钻井用的旋转导向装置，具备以下有益效果：

该石油钻井用的旋转导向装置，确定旋转导向处于初始状态，启动电机工作，当电机随安装架、外壳及钻具顺时针旋转60°时，中心管体在电机齿轮驱动下，逆时针旋转，中心管体的水眼偏离原来的初始位置，逆时针移动，按照同样的规律，在钻具顺时针旋转的同时，中心管体及内部水眼逆时针移动，最终同时到达初始位置，钻具上的外壳与中心管体之间存在转动差，通过控制电机转速和初始启动位置，可以实现钻具旋转过程中，中心管体向某个方向持续偏离，最终实现拐弯的作用，实现旋转导向的目的。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明石油钻井用的旋转导向装置截面图；

图3为本发明的工序1结构示意图；

图4为本发明的工序2结构示意图；

图5为本发明的工序3结构示意图；

图6为本发明的工序4结构示意图；

图7为本发明的工序5结构示意图；

图8为本发明的工序6结构示意图；

图9为本发明的工序7结构示意图。

图中：1、外壳；2、上接头；3、密封插头；4、高压软管；5、电机；6、电机齿轮；7、中心管齿盘；8、挡环；9、安装架；10、定位销；11、轴承；12、挡板；13、中心管体；14、水眼；15、中心管外圈齿廓槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9，本发明公开了一种石油钻井用的旋转导向装置，包括外壳1，所述外壳1的一端固定设置有上接头2，所述上接头2的一端卡接设置有位于外壳1内部的密封插头3，所述密封插头3远离上接头2的一端设置有高压软管4，所述高压软管4远离密封插头3的一端固定设置有位于外壳1内部的中心管体13；

所述外壳1的内部固定安装有电机5，所述电机5的输出轴固定连接有电机齿轮6，所述电机齿轮6的一侧传动连接有中心管齿盘7，所述中心管齿盘7的中心处设置有中心管体13，所述中心管体13的内部设置有水眼14，所述中心管体13的外侧设置有中心管外圈齿廓槽15，所述外壳1内腔的底部设置有定位销10。

作为本实施例的具体方案，所述外壳1内部从左往右依次设置有上接头2、密封插头3、高压软管4以及中心管体13。

作为本实施例的具体方案，所述中心管齿盘7的一侧设置有挡环8，所述挡环8的中心处设置有中心管体13，所述中心管体13的右端螺纹连接有钻头，挡环8的设置能够起到对中心管体13进行固定支撑，避免中心管体13发生晃动。

作为本实施例的具体方案，所述外壳1远离上接头2一端的内侧固定安装有轴承11，所述轴承11的中心处设置有中心管体13，通过轴承11，从而保证了中心管体13的转动，轴承11的设置也能起到了支撑固定作用。

作为本实施例的具体方案，所述轴承11的一侧固定连接有挡板12，所述挡板12设置有两个，且两个挡板12之间设置有中心管体13，两个挡板12的设置能够起到对中心管体13进行支撑导向作用。

作为本实施例的具体方案，所述外壳1的内部固定设置有安装架9，安装架9位于中心管体13的下方，且安装架9的底部固定安装有电机5，所述电机5通过安装架9与外壳1固定安装，电机5安装固定在安装架9上，并且相当于外壳1的位置固定，电机齿轮6与中心管体13外圈的中心管齿盘7啮合，驱动中心管体13转动，中心管体13外圈中心管齿盘7与外壳1始终处于同心状态。

作为本实施例的具体方案，所述电机5设置有三个，三个所述电机5的输出轴均固定设置有电机齿轮6，且三个电机5以及电机齿轮6均设置在中心管体13的正下方，利用电机5转动带动电机齿轮6转动，使得中心管体13在电机齿轮6的驱动下，进行旋转。

作为本实施例的具体方案，所述中心管体13安装在外壳1内部的部分为偏心结构，安装架9为偏心结构，二者在初始状态时形成居中，并且与外壳1形成同心状态，在转动时的各个瞬间形成偏心。

作为本实施例的具体方案，所述中心管体13与安装架9之间通过轴承11滑动配合，并且相互密封。

本发明的工作原理及使用流程：在使用时，先根据实际测量、确定需要偏离的方向，在测量、确定钻具在井下的实际转速，确定旋转导向处于初始状态，初始位置，参考说明书附图中图3中工序1的位置，启动电机5开始工作，当电机5随安装架9、外壳1及钻具顺时针旋转60°时，中心管体13在电机齿轮6驱动下，逆时针旋转，中心管体13内部的水眼14偏离原来的初始位置，逆时针移动，移动位置参考说明书附图中图4中工序2，按照同样的规律，在钻具顺时针旋转的同时，中心管体13及内部水眼14逆时针移动，具体移动位置参考说明书附图中图5-8工序3、4、5、6，最终同时到达初始位置，请参考说明书附图中图9工序7，钻具外壳1与中心管体13之间存在转动差，通过控制电机5转速和初始启动位置，可以实现钻具旋转过程中，中心管体13向某个方向持续偏离，最终实现拐弯的作用，实现旋转导向的目的，这就是旋转导向装置的基本原理。

综上所述，该石油钻井用的旋转导向装置，确定旋转导向处于初始状态，启动电机5工作，当电机5随安装架9、外壳1及钻具顺时针旋转60°时，中心管体13在电机齿轮6驱动下，逆时针旋转，中心管体13的水眼14偏离原来的初始位置，逆时针移动，按照同样的规律，在钻具顺时针旋转的同时，中心管体13及内部水眼14逆时针移动，最终同时到达初始位置，钻具上的外壳1与中心管体13之间存在转动差，通过控制电机5转速和初始启动位置，可以实现钻具旋转过程中，中心管体13向某个方向持续偏离，最终实现拐弯的作用，实现旋转导向的目的。

需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种石油钻井用的旋转导向装置，包括外壳(1)，其特征在于：所述外壳(1)的一端固定设置有上接头(2)，所述上接头(2)的一端卡接设置有位于外壳(1)内部的密封插头(3)，所述密封插头(3)远离上接头(2)的一端设置有高压软管(4)，所述高压软管(4)远离密封插头(3)的一端固定设置有位于外壳(1)内部的中心管体(13)；

所述外壳(1)的内部固定安装有电机(5)，所述电机(5)的输出轴固定连接有电机齿轮(6)，所述电机齿轮(6)的一侧传动连接有中心管齿盘(7)，所述中心管齿盘(7)的中心处设置有中心管体(13)，所述中心管体(13)的内部设置有水眼(14)，所述中心管体(13)的外侧设置有中心管外圈齿廓槽(15)，所述外壳(1)内腔的底部设置有定位销(10)。

2.根据权利要求1所述的一种石油钻井用的旋转导向装置，其特征在于：所述外壳(1)内部从左往右依次设置有上接头(2)、密封插头(3)、高压软管(4)以及中心管体(13)。

3.根据权利要求1所述的一种石油钻井用的旋转导向装置，其特征在于：所述中心管齿盘(7)的一侧设置有挡环(8)，所述挡环(8)的中心处设置有中心管体(13)，所述中心管体(13)的右端螺纹连接有钻头。

4.根据权利要求1所述的一种石油钻井用的旋转导向装置，其特征在于：所述外壳(1)远离上接头(2)一端的内侧固定安装有轴承(11)，所述轴承(11)的中心处设置有中心管体(13)。

5.根据权利要求4所述的一种石油钻井用的旋转导向装置，其特征在于：所述轴承(11)的一侧固定连接有挡板(12)，所述挡板(12)设置有两个，且两个挡板(12)之间设置有中心管体(13)。

6.根据权利要求1所述的一种石油钻井用的旋转导向装置，其特征在于：所述外壳(1)的内部固定设置有安装架(9)，安装架(9)位于中心管体(13)的下方，且安装架(9)的底部固定安装有电机(5)，所述电机(5)通过安装架(9)与外壳(1)固定安装。

7.根据权利要求1所述的一种石油钻井用的旋转导向装置，其特征在于：所述电机(5)设置有三个，三个所述电机(5)的输出轴均固定设置有电机齿轮(6)，且三个电机(5)以及电机齿轮(6)均设置在中心管体(13)的正下方。

8.根据权利要求6所述的一种石油钻井用的旋转导向装置，其特征在于：所述中心管体(13)安装在外壳(1)内部的部分为偏心结构，安装架(9)为偏心结构，二者在初始状态时形成居中，并且与外壳(1)形成同心状态，在转动时的各个瞬间形成偏心。

9.根据权利要求6所述的一种石油钻井用的旋转导向装置，其特征在于：所述中心管体(13)与安装架(9)之间通过轴承(11)滑动配合，并且相互密封。