CN113585968B - 一种翼肋与井壁非接触推靠式垂直导向系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于石油及煤炭领域井下仪器领域，涉及一种翼肋与井壁非接触推靠式垂直导向系统，包括依次连接的钻头、万向传动轴组、轴承组、翼肋、液压模块、非旋转套、次级电子仓、非接触电能传输单元、上部轴承、初级电子仓以及上主轴，其中，万向传动轴组包括传动轴、传动键、钻头接头、防转堵、非旋转套、外轴承组件、内轴承组件、胶套、防掉头、耐磨件、密封堵、挠性筒、底部顶紧件以及上部连接件。根据本发明的垂直导向系统用万向轴结构，可以根据实际钻进环境设计和改变造斜率，提高系统的钻进效率和精度。
Description
技术领域
本发明属于石油及煤炭领域井下仪器领域，涉及一种翼肋与井壁非接触推靠式垂直导向系统。
背景技术
能源勘探和采集是实现能源获取的重要工程，高效、精准和实时可调是能源勘探和采集领域发展的核心方向。随着越来越多的自动化仪器设备应用于实际作业工程中，如何提高勘探系统的综合效率和综合精准程度，是领域内面临的新课题。垂直导向系统钻井系统中核心的导向模块，市场上的推靠式垂直导向系统的翼肋直接与井壁接触，由于其翼肋为长块状结构，当非旋转套滑动和低速旋转时，对井眼尺寸有一定的影响，特别是在软地层环境中钻进时，造斜率不足，纠斜效果较差，从而造成井眼效果较差，对后期的下套管和固井作业造成不利的影响。
发明内容
本发明旨在提供一种翼肋与井壁非接触推靠式垂直导向系统。
根据本发明的一方面，一种翼肋与井壁非接触推靠式垂直导向系统，包括依次连接的钻头、万向传动轴组、轴承组、翼肋、液压模块、非旋转套、次级电子仓、非接触电能传输单元、上部轴承、初级电子仓以及上主轴，其中，万向传动轴组包括传动轴、传动键、钻头接头、防转堵、非旋转套、外轴承组件、内轴承组件、胶套、防掉头、耐磨件、密封堵、挠性筒、底部顶紧件以及上部连接件，内轴承组件一端的外侧同轴心设置外轴承组件，上部连接件、非旋转套和外轴承组件依次连接；内轴承组件另一端与钻头接头连接；传动轴同轴心设置在内轴承组件与钻头接头的腔体内；挠性筒的一端同轴心设置在传动轴的内部，挠性筒的另一端通过底部顶紧件固定在钻头接头上；其中，外轴承组件包括第一外轴承、第二外轴承、外轴承组件调节座以及第三外轴承，内轴承组件包括内轴承本体和内轴承推力轴承，第一外轴承、第二外轴承、外轴承组件调节座、第三外轴承以及内轴承推力轴承设置在内轴承本体的外侧并依次配合。
根据本发明的示例性实施例，所述传动键设置在传动轴的键槽与钻头接头内壁之间。
根据本发明的示例性实施例，所述钻头接头的一端设置润滑油孔，防转堵设置在润滑油孔内。
根据本发明的示例性实施例，所述钻头接头的中部设置油路，密封堵设置在油路的端部。
根据本发明的示例性实施例，所述第一外轴承和第二外轴承为径向轴承。
根据本发明的示例性实施例，所述第三外轴承为推力轴承。
根据本发明的示例性实施例，所述胶套的一端设置在内轴承本体内壁与传动轴的外壁之间，胶套的另一端设置在内轴承本内壁与防掉头的外壁之间。
根据本发明的示例性实施例，所述防掉头设置在内轴承本体内壁与传动轴的外壁之间。
根据本发明的示例性实施例，所述耐磨件设置在传动轴端部与钻头接头内部轴肩部之间。
与现有技术相比，根据本发明实施例的垂直导向系统用万向轴结构，通过综合结构设计，可以根据实际钻进环境设计和改变造斜率，提高系统的钻进效率和精度。
附图说明
图1为根据本发明实施例的翼肋与井壁非接触推靠式垂直导向系统的结构示意图；
图2为根据本发明实施例的万向轴结构的结构示意图；
图3为根据本发明实施例的万向轴结构的轴承组件的结构示意图；
图中，A-万向传动轴组，B-轴承组，C-翼肋，D-液压模块，E-非旋转套，F-次级电子仓，G-非接触电能传输单元，H-上部轴承，I-初级电子仓，J-上主轴，K-钻头，A1-传动轴，A2-传动键，A3-钻头接头，A4-防转堵，A5-非旋转套，A6-外轴承组件，A7-内轴承组件，A8-胶套，A9-放掉头，A10-耐磨件，A11-密封堵，A12-挠性筒，A13-底部顶紧件，A14-上部连接件，A61-第一外轴承，A62-第二外轴承，A63-外轴承组件调节座，A64-第三外轴承，A71-内轴承本体，A72-内轴承推力轴承。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，一种翼肋与井壁非接触推靠式垂直导向系统，包括依次连接的钻头K、万向传动轴组A、轴承组B、翼肋C、液压模块D、非旋转套E、次级电子仓F、非接触电能传输单元G、上部轴承H、初级电子仓I以及上主轴J。
具体的，如图2所示，万向传动轴组A包括传动轴A1、传动键A2、钻头接头A3、防转堵A4、非旋转套A5、外轴承组件A6、内轴承组件A7、胶套A8、防掉头A9、耐磨件A10、密封堵A11、挠性筒A12、底部顶紧件A13以及上部连接件A14。
内轴承组件A7一端的外侧同轴心设置外轴承组件A6，上部连接件A14、非旋转套A5和外轴承组件A6依次连接；内轴承组件A7另一端与钻头接头A3连接；传动轴A1同轴心设置在内轴承组件A7与钻头接头A3的腔体内；挠性筒A12的一端同轴心设置在传动轴A1的内部，挠性筒A12的另一端通过底部顶紧件A13固定在钻头接头A3上。
如图3所示，外轴承组件A6包括第一外轴承A61、第二外轴承A62、外轴承组件调节座A63以及第三外轴承A64，内轴承组件A7包括内轴承本体A71和内轴承推力轴承A72，第一外轴承A61、第二外轴承A62、外轴承组件调节座A63、第三外轴承A64以及内轴承推力轴承A72设置在内轴承本体A71的外侧并依次配合。
如图2所示，传动键A2设置在传动轴A1的键槽与钻头接头A3内壁之间。
钻头接头A3的一端设置润滑油孔，防转堵A4设置在润滑油孔内。
钻头接头A3的中部设置油路，密封堵A11设置在油路的端部。
第一外轴承A61和第二外轴承A62为径向轴承。
第三外轴承A63为推力轴承。
胶套A8的一端设置在内轴承本体A71内壁与传动轴A1的外壁之间，胶套A8的另一端设置在内轴承本体A71内壁与防掉头A9的外壁之间。
防掉头A9设置在内轴承本体A71内壁与传动轴A1的外壁之间。
耐磨件A10设置在传动轴1端部与钻头接头A3内部轴肩部之间。
上主轴J与上端柔性钻具(未示出)连接；初级电子仓I安装在上主轴J的内孔中，并通过上主轴J中的工艺孔走线与非接触电能传输单元G实现电气连接，将上部发电机的电能传输给非接触电能传输单元G；非接触电能传输单元G由内圈和外圈组成，可以相对转动，内圈与初级电子仓I连接，外圈与次级电子仓F连接；次级电子仓F上加工由三个均均分布的凸台，可以与三个液压模块D连接，三个液压模块D的高压输出柱塞与翼肋C接触，当控制液压模块D推出柱塞时，翼肋C被推出，被推出的翼肋C会传递推靠力给万向传动轴组件A上的上部连接件A14；上部连接件A14在翼肋C的作用下将可以绕传动轴A1的球面中心转动，从而引起钻头K绕传动轴A1的球面中心偏转，达到造斜的目的。
上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种翼肋与井壁非接触推靠式垂直导向系统，其特征在于，所述翼肋与井壁非接触推靠式垂直导向系统包括依次连接的钻头、万向传动轴组、轴承组、翼肋、液压模块、非旋转套、次级电子仓、非接触电能传输单元、上部轴承、初级电子仓以及上主轴，其中，万向传动轴组包括传动轴、传动键、钻头接头、防转堵、非旋转套、外轴承组件、内轴承组件、胶套、防掉头、耐磨件、密封堵、挠性筒、底部顶紧件以及上部连接件，内轴承组件一端的外侧同轴心设置外轴承组件，上部连接件、非旋转套和外轴承组件依次连接；内轴承组件另一端与钻头接头连接；传动轴同轴心设置在内轴承组件与钻头接头的腔体内；挠性筒的一端同轴心设置在传动轴的内部，挠性筒的另一端通过底部顶紧件固定在钻头接头上；其中，外轴承组件包括第一外轴承、第二外轴承、外轴承组件调节座以及第三外轴承，内轴承组件包括内轴承本体和内轴承推力轴承，第一外轴承、第二外轴承、外轴承组件调节座、第三外轴承以及内轴承推力轴承设置在内轴承本体的外侧并依次配合。
2.根据权利要求1所述的翼肋与井壁非接触推靠式垂直导向系统，其特征在于，所述传动键设置在传动轴的键槽与钻头接头内壁之间。
3.根据权利要求1所述的翼肋与井壁非接触推靠式垂直导向系统，其特征在于，所述钻头接头的一端设置润滑油孔，防转堵设置在润滑油孔内。
4.根据权利要求1所述的翼肋与井壁非接触推靠式垂直导向系统，其特征在于，所述钻头接头的中部设置油路，密封堵设置在油路的端部。
5.根据权利要求1所述的翼肋与井壁非接触推靠式垂直导向系统，其特征在于，所述第一外轴承和第二外轴承为径向轴承。
6.根据权利要求1所述的翼肋与井壁非接触推靠式垂直导向系统，其特征在于，所述第三外轴承为推力轴承。
7.根据权利要求1所述的翼肋与井壁非接触推靠式垂直导向系统，其特征在于，所述胶套的一端设置在内轴承本体内壁与传动轴的外壁之间，胶套的另一端设置在内轴承本内壁与防掉头的外壁之间。
8.根据权利要求1所述的翼肋与井壁非接触推靠式垂直导向系统，其特征在于，所述防掉头设置在内轴承本体内壁与传动轴的外壁之间。
9.根据权利要求1所述的翼肋与井壁非接触推靠式垂直导向系统，其特征在于，所述耐磨件设置在传动轴端部与钻头接头内部轴肩部之间。
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