CN112502626A - 一种全旋转指向式导向工具及提高造斜率结构设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钻进工具及设计优化方法，属于钻探技术领域，具体是涉及一种全旋转指向式导向工具及其造斜率设计优化方法。包括：钻铤，其内腔通过球面轴承连接球铰，并且所述球铰与所述钻铤内壁之间设置有若干个传扭柱体；导向芯轴，穿过所述球铰并与之固定连接，下端连接钻头，上端通过球轴承组连接偏心轴。该工具及设计优化方法提出了一种新的导向工具设计，不但能够满足井眼轨道精细控制的需要，而且可显著提高旋转导向工具的导向能力。

Description

一种全旋转指向式导向工具及提高造斜率结构设计方法

技术领域

本发明涉及一种钻进工具及其优化设计方法，属于钻探技术领域，具体是涉及一种全旋转指向式导向工具及提高造斜率结构设计方法。

背景技术

现有技术中，旋转导向工具由于在钻柱旋转状态下实现井眼轨迹的导向控制，克服了滑动导向作业中摩阻过大、岩屑沉积及极限位移小等缺陷，可大幅度提高井身质量、钻井效率和钻井安全性，所以广泛应用于大位移井、水平井和三维复杂结构井的导向施工作业，是当今典型的先进钻井装备之一。旋转导向工具按导向方式分为钻头推靠式和钻头指向式两种基本类型，按动力传递结构方式可划分为“驱动轴—不旋转套”结构和“全旋转”结构等。其中，全旋转指向式导向工具结合了指向式导向和全旋转钻井两者的优点，更能适应各种复杂的地层和作业工况，钻得更深，钻速更高，在海洋油气资源开发以及在油田开发复杂油气藏中钻超深井、高难定向井、丛式井、水平井、大位移井、分支井及三维复杂结构井等特殊工艺井中更具竞争力。

现有技术中的全旋转指向式导向工具的主要技术特征是采用了固定导向偏置结构，其造斜率通过交替变化的导向和稳斜钻进模式来实现，依靠地面系统下传导向参数(工具面及导向比例)来进行控制。其不足之处是工具的造斜能力偏低，最高理论造斜率为8°/30m，在一定程度上限制了其应用范围。

因此，对现有技术中的全旋转导向工具进行结构优化，提高旋转导向工具的导向能力，更好的满足现场应用需求，是当前迫切需要解决的技术问题。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

本发明主要的目的是解决现有技术中所存在的上述的技术问题，提供了一种全旋转指向式导向工具及提高造斜率结构设计方法。该工具及结构设计方法提出了一种新的导向工具设计，不但能够满足井眼轨道精细控制的需要，而且可显著提高旋转导向工具的导向能力。

为解决上述问题，本发明的方案是：

一种全旋转指向式导向工具，包括：

钻铤，其内腔通过球面轴承连接球铰，并且所述球铰与所述钻铤内壁之间设置有若干个传扭柱体；

导向芯轴，穿过所述球铰并与之固定连接，下端连接钻头，上端通过球轴承组连接偏心轴；

导向芯轴在钻铤带动下转动，偏心轴由设置在钻铤内的电机驱动下旋转。

优选的，上述的一种全旋转指向式导向工具，包括：所述球铰的球心位于所述钻铤的轴线上，在所述偏心轴的径向推压下，所述导向芯轴以此球心为支点偏转，其轴心线与所述钻铤轴心线呈一固定偏转角，形成了导向工具的指向；

所述偏心轴最大偏心在圆周360°范围的不同位置，决定了所述导向芯轴不同指向。

优选的，上述的一种全旋转指向式导向工具，所述钻铤的外壁上设置有若干个稳定条，形成近钻头稳定器。

优选的，上述的一种全旋转指向式导向工具，所述偏心轴下端和导向芯轴上端为插入结构，在其之间设置所述球轴承组。

优选的，上述的一种全旋转指向式导向工具，所述钻铤内设置有依次连接的多芯接线柱体、电机、旋转变压器、减速器、减速器输出轴，所述偏心轴与所述减速器输出轴相连。

优选的，上述的一种全旋转指向式导向工具，所述减速器输出轴套于一L型的减速器输出轴壳体中，所述减速器输出轴壳体与所述钻铤之间设置有储油腔；所述减速器输出轴壳体与所述钻铤之间设置浮动密封塞，所述浮动密封塞通过一压缩弹簧连接于减速器输出轴壳体L型的一边上；并且，一柔性细长钻井液隔离管的上端与所述多芯接线柱体内腔设有密封，下端穿过所述导向芯轴后被设置于所述导向芯轴内壁中的钻井液隔离管密封头封堵；所述钻井液隔离管与所述钻铤之间填充有润滑油。

优选的，上述的一种全旋转指向式导向工具，所述钻铤在位于浮动密封塞与所述减速器输出轴壳体L型一边之间设置有通孔。

一种全旋转指向式导向工具的提高造斜率结构设计方法，包括：

通过球面轴承在钻铤内设置球铰，在所述球铰与所述钻铤内壁之间设置传扭柱体；

将一导向芯轴穿过所述球铰并与之固定连接，下端连接钻头，上端通过球轴承组连接偏心轴；

偏心轴径向推压导向芯轴端，使导向芯轴轴心线与钻铤轴心线形成一偏转角，导向芯轴轴心线的方向即为导向工具的指向；

旋转的钻铤利用所述传扭柱体带动导向芯轴旋转，利用电机通过驱动偏心轴与钻铤等速反向旋转，导向工具的指向相对大地即为固定；

偏心轴最大偏心在圆周360°范围的不同位置，形成了导向工具的不同钻进方向。

优选的，上述的方法包括：实时测量和调整偏心轴最大偏心处在井眼圆周的位置。

优选的，上述的方法通过以下方法中的一种或多种以控制造斜率：

使下稳定器中心布置于结构弯点以下；

或者

增大结构弯角；

或者

控制上稳定器与下稳定器之间的间距为2.5m至3.5m之间；

或者

将下稳定器外径设计为212mm至214mm之间；

其中，所述下稳定器是指钻铤上靠近钻头的稳定器，上稳定器是指在钻铤上位于下稳定器上方的稳定器，结构弯点是指导向芯轴与钻铤轴心线的交点，结构弯角是指导向芯轴与钻铤轴心线形成的偏转角。

因此，本发明的优点是：本发明所提出的全旋转指向式导向工具及提高造斜率结构设计方法不但能够满足井眼轨道精细控制的需要，而且可显著提高旋转导向工具的导向能力(造斜率大于15°/30m)，实现“一趟钻”钻井作业(直井段、造斜井段和水平井段连续钻进)。

附图说明

并入本文并形成说明书的一部分的附图例示了本发明的实施例，并且附图与说明书一起进一步用于解释本发明的原理以及使得所属领域技术人员能够制作和使用本公开。

图1例示了本发明实施例中的高造斜率全旋转指向式导向工具总体结构；

图2例示了本发明实施例中的扩展对接与供电总成结构示意图；

图3例示了本发明实施例中的测量与控制总成示意图；

图4例示了本发明实施例中的导向执行总成结构示意图；

图5-6例示了本发明实施例中的导向执行总成结构的局部示意图；

图7例示了本发明实施例中的导向执行总成结构的球铰位置剖视图；

图8例示了本发明实施例中的工具造斜率三点定圆法示意图；

图9例示了本发明实施例中移动下稳定器位置对工具造斜率的影响示意图；

图10例示了本发明实施例中移动结构弯点位置对工具造斜率的影响示意图；

图11例示了本发明实施例中移动上稳定器位置对工具造斜率的影响示意图；

图12例示了本发明实施例中改变下稳定器外径对工具造斜率的影响示意图；

下面将参照附图描述本发明的实施例。

具体实施方式

实施例

如图1所示，为本实施例的导向工具结构示意图。从降低机械加工难度、提高工具装配合理性、便于调试和维护保养等角度考虑，将工具分成了3个总成，即扩展对接与供电总成、测量与控制总成、导向执行总成。其中，扩展对接与供电总成主要为对接与扩展单元1和供电单元2，测量与控制总成主要为测量控制单元3，导向执行总成主要为导向执行单元4。

其中：扩展对接与供电总成、测量与控制总成之间的电连通由电连通对接结构204与电连通多芯对接结构301直接对接连通。测量与控制总成、导向执行总成之间的电连通，通过电连通接线窗口304和多芯接线柱体401之间的线路连接实现电连通。

作为一种优选方式，导向总成的供电和通信线路，通过安装在多个密封孔419的多芯高压密封接插件引出，穿过多个过线孔417，将线缆缠绕在埋线槽416内，为防止多芯接线柱体401的转动损坏连接线缆，安置防转键418；

作为一种优先方式，本实施例将测量与控制总成、导向执行总成完成机械连接后，通过接线窗口304中的径向孔，将预埋在埋线槽416内线缆掏出，连通测量与控制总成的线缆。为防止钻井液进入接线窗口304内部，在多芯接线柱体401的端部设置了多道密封圈415。

如图2所示，为本实施例的为对接与扩展单元1和供电单元2。

对接与扩展单元1由短钻铤101和可扩展的电连通对接结构102组成。见图2。其功能是：短钻铤101实现位于其上部的工具或仪器、以及位于其下部的供电单元2之间机械连接。电连通对接结构102与位于工具上部的随钻工程/地质参数测量单元的电连通结构对接，若工具上部配置具有电源与信号同传功能的增效泥浆马达时，电连通对接结构102与增效泥浆马达的电连通结构对接。

如图2所示，供电单元2主要由涡轮发电机201、电池组202、供电控制电路203和电连通对结结构204等组成。其功能是，为导向工具供电，具体讲，为测量控制单元3的测量与控制电路系统、测量传感器等，以及导向执行单元4的电机等供电。

如图3所示，为本实施例的测量控制单元3。测量控制单元3主要由电连通多芯对接结构301、工具设置检测与数据读取端口302、测量与控制电路系统303、可更换上稳定器304、电连通接线窗口305等组成。其功能是，测量井眼轨迹参数(井斜角、方位角和工具面角)、运动状态参数(工具转速、动态工具面位置、地面开/停泵和轴向运动距离等)、以及工况环境参数(柱内/环空压力、振动和温度等)，负责井下主控、解调下传指令、获取传感器读数、数据存储与通迅、测量数据及控制计算、驱动导向控制等。

如图4-7所示，为本实施例的导向执行单元4。所述导向执行单元4主要由多芯接线柱体401、电机402、旋转变压器403、减速器404、减速器输出轴405、导向偏置机构(偏心轴406及多组支撑轴承)、导向芯轴机构(球面轴承组407、导向芯轴408、球面轴承409、球铰410、球面轴承412)、多个传扭柱体411、钻铤413等组成，其中导向芯轴下端直接连接钻头。钻铤413通过多个传扭柱体411传递旋转动力给导向芯轴408，导向芯轴驱动钻头旋转并钻进。当导向钻进时，控制导向芯轴指向井周360°范围的某一方位并维持不变，其指向相对大地静止，此时导向芯轴仍继续绕自身轴线旋转，驱动钻头按此方向钻进；若需要调整钻进方向时，控制导向芯轴指向另一方位，驱动钻头按另一指向钻进。当不需要导向钻进时，控制导向芯轴形成稳斜钻进模式，如控制导向芯轴沿井周等角度变化方位并维持等短暂时长钻进，即相当于均匀变化方位和等短时间隔的导向钻进。

下面结合附图4-7介绍本实施例的导向原理。导向芯轴408由偏心轴406通过轴承407径向推动，以球铰410的球心为支点偏转，与钻铤413轴心线形成一偏转角，导向芯轴408轴心线的方向即为导向工具的指向。

旋转钻铤413通过多个传扭柱体411带动导向芯轴408旋转，电机402通过驱动偏心轴406与钻铤413等速反向旋转，即偏心轴406与导向芯轴408等速反向旋转，使偏转的导向芯轴408形成了相对于大地静止的固定指向；

偏心轴406最大偏心处在井眼圆周(360°范围)的位置决定了导向芯轴408的不同指向，测量与控制系统303实时跟踪、反馈和调整此指向，导向芯轴408下端直连钻头，使钻头保持在控制的方向上钻进。

作为一种优选方式，本实施例将工具底部的钻铤413设计成带有稳定条414的结构，使下部稳定器成为近钻头稳定器，紧靠钻头。

本实施例为实现结构弯点尽力靠近钻头，设计了由导向芯轴408、球铰410、球面轴承409和球面轴承412组成的万向节结构，并保证球铰球心431与近钻头稳定器414的中心点重合。

采用图4-7的设计后，本实施例的导向芯轴408在偏心轴406的推动下，可绕球铰球心431偏转，与钻铤413轴心线形成的偏转角即为结构弯角，该弯角大小由偏心轴的偏心量决定，此球铰万向节结构最大程度地靠近了钻头，可获得最大可能的结构弯角。偏心轴406下端和导向芯轴408上端为插入结构，在其之间设有球轴承组407；偏心轴在减速器输出轴405的驱动下作定轴旋转运动，通过球轴承拨动导向芯轴绕球铰球心作定偏转角的自由摆动；此球轴承组保证了偏心轴和导向芯轴的运动关系且不会产生运动干涉。在钻铤413和球铰410之间沿圆周均布多个柱状传扭柱体411，通过钻铤和球铰的柱状凹槽配合传递扭矩，其特点是传扭稳定且大于同直径其他结构形式万向节传递的扭矩。

作为一种优选方式，为保证各运动部件可靠工作和提高其工作寿命，在导向执行单元4中设计了正压平衡式润滑油箱。

润滑油箱：腔体主要由导向执行单元4各钻铤内壁与柔性细长钻井液隔离管422的外壁之间的腔体构成。多芯高压密封接插件的密封孔419、O型密封圈420和O型密封圈421形成上端密封，O型密封圈430、钻井液隔离管密封头432及其O型密封圈433、球面密封圈434、O型密封圈435和弹型组件436形成下端密封，在钻铤壁上设有注油孔427、单向阀428和出气孔429，在油箱中部设有内部正压和外压平衡结构。

外压平衡式油箱的形成及优点：在浮动密封塞424的外侧，通过钻铤壁上的孔426，实现与工具外部的钻井液贯通，由于油箱下端密封承受的也是工具外部的钻井液压力，因此形成了平衡式油箱。采用平衡式油箱，将不会产生随井深的变化，井底压力不断增加、以及井底温度不断升高导致油液膨胀所造成油箱极易密封失效的问题。

油箱正压的形成及优点：当通过注油孔427和单向阀428向油箱注满油后，把油箱出气口429堵死，继续向油箱中注油，润滑油不断进入储油腔423，在油压的作用下，浮动密封塞424压缩弹簧425，油腔内的压力不断增高，形成正压油箱。基于油箱外压平衡，采用正压式油箱，内部压力高于外部压力，可有效阻止外部钻井液进入油箱从而进一步提高油箱密封结构的密封能力，特别是在动密封条件下润滑液不可避免的微量泄露，正压式油箱起到了补偿油箱的作用，显著提高了工具的工作寿命。

柔性细长钻井液隔离管422的下端会随着导向芯轴摆动，为了防止下端过早密封失效和隔离管的疲劳损坏，液隔离管密封头432设计为球面结构、以及适应于球面结构和摆动运动状态的多道O型密封圈结构。

为了防止较大岩屑颗粒进入油箱下端可能损伤密封结构、影响密封效果，在工具下端面和导向芯轴中间设置了密封项圈结构437。

下面结合图8-12，分析提高工具造斜能力(造斜率)的方法。

预测工具造斜能力通常有2种方法：几何分析法(三点定圆法)和力学分析法。三点定圆法是假设工具完全刚性，即工具在井下不产生任何弹性变形，从几何关系上来简单地估算工具的造斜率。力学分析法是建立在工具的钻具组合受力与弹性变形基础上，因钻具组合受力变形产生了钻头侧向力和钻头倾角，侧向力造成侧向切削位移，从而发生井斜和方位的变化，以此来预测工具的造斜能力。

两种方法相对比，在分析关键参数对工具造斜率的影响方面，其变化趋势基本一致；力学分析法基于受力与弹性变形并考虑了钻压、稳定器外径、钻具刚度以及工具具体结构尺寸参数等多种因素的影响，比三点定圆法更接近实际情况；三点定圆法的优势在于数学公式表示和图形描述比力学分析法更简洁更直观，便于切中关键因素进行清晰分析。基于此，本申请专利用三点定圆法表述所提出的提高造斜率的方法。

指向式旋转导向工具可简化为图8(a)或图8(b)所示的刚性梁，根据三点定圆法，其造斜率为：

对于图8(a):

对于图8(b)：

式中：K为工具造斜率，单位°/30m；L₁、L₂和L₃分别为上稳定器、下稳定器(近钻头稳定器)和工具结构弯点到钻头底面之间的距离，单位m；γ为工具的结构弯角，单位(°)；D_w为井眼直径，单位mm；D₁、D₂和D_b分别为上稳定器、下稳定器和钻头外径，单位mm。

根据上述公式和示意图，以8¹/₂in井眼、7³/₄in工具为例，提高工具造斜率的方法主要包括：

方法1：使下稳定器中心靠近结构弯点可显著提高工具造斜率。

通过算例说明。假设L₁＝4.8m、L₃＝0.8m、γ＝1.2°、D_w＝216m、D_b＝216m、D₁＝212m、D₂＝215m，L₂由0.4m逐步增加了1.2m时，工具的造斜率变化趋势如图9所示。图中：当L₂≤L₃时，采用图8(a)公式(1)计算；当L₂>L₃时，采用图8(b)公式(2)计算。由图看出：当L₂＝0.8m，即下稳定器中心与结构弯点位置重合时，造斜率达到最大值，因此使下稳定器中心靠近结构弯点可显著提高工具造斜率。

方法2：使结构弯点靠近下稳定器中心也可显著提高工具造斜率。

通过算例说明。假设L₁＝4.8m、L₂＝0.8m、γ＝1.2°、D_w＝216m、D_b＝216m、D₁＝212m、D₂＝215m，L₃由0.4m逐步增加了1.2m时，工具的造斜率变化趋势如图10所示。图中：当L₃≥L₂时，采用图8(a)公式(1)计算；当L₃<L₂时，采用图8(b)公式(2)计算。由图看出：当L₃＝0.8m，即结构弯点与下稳定器中心位置重合时，造斜率达到最大值，因此使结构弯点靠近下稳定器中心可显著提高工具造斜率。

方法3：推荐将下稳定器中心布置在结构弯点以下。

由方法1和方法2知，下稳定器和结构弯点重合时，造斜率达到最大值。但由于稳定器本身长度的影响或结构设计等限制，实际情况难以做到下稳定器中心和结构弯点刚好重合，因此一般考虑下稳定器中心和结构弯点存在间距，根据图9和图10的工具的造斜率变化趋势，将下稳定器中心布置在结构弯点以下时，间距对造斜率影响较小，因此推荐将下稳定器中心布置在结构弯点以下。

方法4：增大结构弯角能直接提高造斜率。

由公式(1)和公式(2)可知，工具造斜率与结构弯角成正比例相关，因此增加结构弯角能够直接提高工具造斜率。但考虑到结构弯角γ、结构弯点到钻头的长度L₃这2个参数具有相互增益的效果。因为，对于本申请发明的指向式导向工具，结构弯点位置位于钻铤中心，若弯角γ过大，连接钻头的弯角机构将受到钻铤结构的限制，在结构上产生径向干涉，限制了弯角γ的增加，若将弯点下移即减小了弯点到钻头的长度L₃，不仅解决了结构干涉问题，而且实现了增加弯角的同时减小了弯点到钻头之间距离。

方法5：适当缩短上稳定器与下稳定器的间距可提高工具造斜率。

通过算例说明。假设L₂＝1.0m、L₃＝1.5m、γ＝1.2°、D_w＝216m、D_b＝216m、D₁＝212m、D₂＝215m，L₁由3.0m逐步增加了5.0m时，工具的造斜率变化趋势如图11所示。本算例中L₂≤L₃，采用图8(a)公式(1)计算。由计算结果知，L₁应越小越好，但实际情况并不尽然，上稳定器具有稳定造斜的功能，应结合工具组合的力学特性分析优选上稳定器的位置，建议两稳定器的间距设计在2.5m至3.5m之间。

方法6：增加下稳定器的外径能够小量提高工具造斜率。

由公式(1)和公式(2)可知，增加下稳定器的外径能够提高工具造斜率，影响效果由算例说明。假设L₁＝4.0m、L₂＝1.0m、L₃＝1.5m、γ＝1.2°、D_w＝216m、D_b＝216m、D₁＝212m，D₂由210mm逐步增加了216mm时，工具的造斜率变化趋势如图12所示。本算例中L₂≤L₃，采用图8(a)公式(1)计算。由计算结果知，增加下稳定器的外径能够小量增加造斜率，从210mm增加到216mm，造斜率能够提高3.5°/30m。但是稳定器外径增加会导致摩阻变大，增加了起下钻遇阻风险，建议将下稳定器外径设计为212mm至214mm之间。

综合以上方法，提高工具造斜能力的措施是：尽量增大结构弯角，下稳定器和结构弯点尽力靠近钻头，在结构设计上保证下稳定器中心点与结构弯点在轴向上尽力靠近或重合，同时优选上稳定器与近钻头稳定器之间的距离，适当增加下稳定器外径。

通过以上描述可知，本实施例所提出的全旋转指向式导向工具及造斜率设计优化方法不但能够满足井眼轨道精细控制的需要，而且可显著提高旋转导向工具的导向能力(造斜率大于15°/30m)，实现“一趟钻”钻井作业(直井段、造斜井段和水平井段连续钻进)。

本实施例中，尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。

注意到，说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”、“一些实施例”等的引用指示所描述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是每个实施例可以不必包括所述特定特征、结构或特性。而且，这样的短语不必指代同一实施例。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，无论是否明确描述，结合其他实施例来实现这样的特征、结构或特性将在所属领域的技术人员的知识范围内。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (10)

1.一种全旋转指向式导向工具，其特征在于，包括：

钻铤(413)，其内腔通过球面轴承(409，412)连接球铰(410)，并且所述球铰(410)与所述钻铤(413)内壁之间设置有若干个传扭柱体(411)；

导向芯轴(408)，穿过所述球铰(410)并与之固定连接，下端连接钻头，上端通过球轴承组(407)连接偏心轴(406)；

所述偏心轴(406)受所述钻铤(413)内设置的电机(402)驱动而旋转。

2.根据权利要求1所述的一种全旋转指向式导向工具，其特征在于，包括：

所述球铰(410)的球心位于所述钻铤(413)的轴心线上，在所述偏心轴(406)的径向推压下，所述导向芯轴(408)以此球心为支点偏转从而使其轴心线与所述钻铤(413)轴心线呈一固定偏转角形成了导向工具的指向。

3.根据权利要求1所述的一种全旋转指向式导向工具，其特征在于，所述钻铤(413)的外壁上设置有若干个稳定条(414)用于形成近钻头稳定器。

4.根据权利要求1所述的一种全旋转指向式导向工具，其特征在于，所述偏心轴(406)下端和导向芯轴(408)上端为插入结构，在其之间设置所述球轴承组(407)。

5.根据权利要求1所述的一种全旋转指向式导向工具，其特征在于，所述钻铤(413)内设置有依次连接的多芯接线柱体(401)、电机(402)、旋转变压器(403)、减速器(404)、减速器输出轴(405)，所述偏心轴(406)与所述减速器输出轴(405)相连。

6.根据权利要求5所述的一种全旋转指向式导向工具，其特征在于，所述减速器输出轴(405)套于一L型的减速器输出轴壳体中，所述减速器输出轴壳体与所述钻铤(413)之间设置有储油腔(423)；所述减速器输出轴壳体与所述钻铤(413)之间设置浮动密封塞(424)，所述浮动密封塞(424)通过一压缩弹簧(425)连接于减速器输出轴壳体L型的一边上；并且，一柔性细长钻井液隔离管(422)的上端与所述多芯接线柱体(401)内腔设有密封，下端穿过所述导向芯轴(408)后被设置于所述导向芯轴(408)内壁中的钻井液隔离管密封头(432)封堵；所述钻井液隔离管(422)与所述钻铤(413)之间填充有润滑油。

7.根据权利要求6所述的一种全旋转指向式导向工具，其特征在于，所述钻铤(413)在位于浮动密封塞(424)与所述减速器输出轴壳体L型一边之间设置有通孔(426)。

8.一种利用全旋转指向式导向工具提高造斜率结构设计的方法，其特征在于，包括：

通过球面轴承(409，412)在钻铤(413)内设置球铰(410)，在所述球铰(410)与所述钻铤(413)内壁之间设置传扭柱体(411)；

将一导向芯轴(408)穿过所述球铰(410)并与之固定连接，下端连接钻头，上端通过球轴承组(407)连接偏心轴(406)；

利用偏心轴(406)径向推压导向芯轴(408)上端，使导向芯轴(408)轴心线与钻铤(413)轴心线形成一偏转角；

利用所述传扭柱体(411)带动导向芯轴(408)旋转，利用电机(402)通过驱动偏心轴(406)与钻铤(413)等速反向旋转以固定导向工具的相对大地的指向。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，包括：实时测量和调整偏心轴(406)最大偏心处在井眼圆周的位置。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，通过以下方法中的一种或多种以控制造斜率：

使下稳定器中心布置于结构弯点以下；

或者

增大结构弯角；

或者

控制上稳定器与下稳定器之间的间距为2.5m至3.5m之间；

或者

将下稳定器外径设计为212mm至214mm之间；

其中，所述下稳定器是指钻铤上靠近钻头的稳定器，上稳定器是指在钻铤上位于下稳定器上方的稳定器，结构弯点是指导向芯轴与钻铤轴心线的交点，结构弯角是指导向芯轴与钻铤轴心线形成的偏转角。

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