CN202227985U - 垂直钻井工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及石油天然气钻井配套装置技术领域，是一种垂直钻井工具，其包括中心管、下接头、上部轴承、下部轴承、本体、旋变装置、测控仪器、推力板和液压推力装置；中心管下部固定安装有下接头，中心管外侧上部安装有上部轴承，下接头外部安装有下部轴承，本体通过上部轴承和下部轴承安装在中心管外部并能够相对中心管转动，本体上部内腔内安装有旋变装置和测控仪器。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其通过钻井泥浆带动叶轮使泥浆发电机发电，通过旋变装置带动测控仪器工作，来驱动液压推力装置的推力柱塞使推力板伸出，产生指向井斜低边的侧向力来防斜，具有安全可靠、使用寿命长、简便、高效的特点。

Description

垂直钻井工具

技术领域

本实用新型涉及石油天然气钻井配套装置技术领域，是一种垂直钻井工具。

背景技术

目前直井在油气井中所占比重最大，直井防斜是直井钻井中非常重要的一个问题，由于井斜在石油天然气钻井过程经常发生，其危害很大，轻者影响钻井速度，增加成本，重者使井报废，造成巨大的经济损失。目前国内外采用的防斜技术主要是通过钟摆、满眼和偏心等钻具组合，这种钻具组合通常存在降斜能力弱、容易引起卡钻事故等问题。现有的垂直钻井工具主要由接头、轴承、本体、发电机、护板、测控仪器、液压泵、电动机、柱塞、密封和中心管组成，其工作原理是发电机的定子装在中心管上，发电机的转子装在本体上，上方的钻铤带动中心管转动，中心管相对本体转动使发电机发电并给测控仪器和电动机供电，当测控仪器测量到井斜时，控制电动机的转动，驱动液压泵向柱塞空腔内注入流体，使井眼高边的柱塞伸出并与井壁接触，从而在井眼高边产生一个指向低边的钻头侧向力，从而起到降斜的作用，实现主动控制井斜。但是，由于现有的垂直钻井工具在实际使用过程中存在以下不足：测控仪器未与液压系统完全隔离，液压系统存在动密封致使密封性能较差，外部液体容易进入测控仪器和液压系统，导致其工作可靠性较差、使用寿命较短。此外，现有的垂直钻井工具还存在发电机供电不稳定的问题，影响其可靠性。

发明内容

本实用新型提供了一种垂直钻井工具，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有垂直钻井工具存在的测控仪器未与液压系统完全隔离、液压系统存在动密封、工作可靠性较差、使用寿命较短的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种垂直钻井工具，包括中心管、下接头、上部轴承、下部轴承、本体、旋变装置、测控仪器、推力板和液压推力装置；中心管下部固定安装有下接头，中心管外侧上部安装有上部轴承，下接头外部安装有下部轴承，本体通过上部轴承和下部轴承安装在中心管外部并能够相对中心管转动，本体上部内腔内安装有旋变装置和测控仪器，本体下部外侧有不少于三个的推板安装腔，推板安装腔内分别铰接安装有推力板，对应推力板下部的各推板安装腔底面上分别有液推凹腔，液推凹腔内安装有能够使内部液压油密闭循环的液压推力装置，液压推力装置包括电动机、液压泵和能够使推力板下部伸出推板安装腔的推力柱塞，中心管上端有插头沉孔并固定安装有能够与上方电源相连接的电缆插头，电缆插头通过旋变装置与能够分别控制各电动机的测控仪器电连接在一起，测控仪器分别与各电动机电连接在一起。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述中心管的上部可固定有内部装有供电装置的短钻铤；短钻铤的内部有钻铤腔，钻铤腔的上部内壁上有钻铤上螺纹，钻铤腔的下部内壁上有钻铤下螺纹，中心管的内部有心管腔，中心管的上部外侧有心管上螺纹，短钻铤通过钻铤下螺纹和心管上螺纹固定安装在中心管上部；供电装置包括叶轮、泥浆发电机和电缆接头，叶轮的外壳固定安装在钻铤腔的上部内壁上，泥浆发电机固定安装在叶轮下部，叶轮的叶片固定安装在泥浆发电机的驱动轴上并能够转动，电缆接头固定在钻铤腔下部，电缆接头的内部有电缆头腔，泥浆发电机的下部固定在电缆接头上部，钻铤腔上端通过叶轮的叶片间隙、泥浆发电机外侧和钻铤腔间的环空、电缆头腔与心管腔相连通。

上述中心管的上部外侧可有心管外环台，中心管的下部外侧有心管下螺纹，下接头通过心管下螺纹固定安装在中心管下部，下接头的外侧下部可有下接外环台；上部轴承包括上轴承内圈和上轴承外圈，上轴承内圈下部套装在上轴承外圈内部并能够自由转动，上轴承内圈的内腔壁上部有螺纹并通过螺纹固定安装在心管外环台下方的中心管外部，上轴承内圈的上端面顶紧在心管外环台的下端面上，上轴承外圈的上部外侧有上外圈凸台，上轴承外圈的下部外侧有上圈外螺纹，本体上部套装在上轴承外圈下部外侧并通过上圈外螺纹固定安装在上轴承外圈上，本体的上端面顶紧在上外圈凸台的下端面上；下部轴承包括下轴承内圈和下轴承外圈，下轴承内圈上部套装在下轴承外圈内部并能够自由转动，下轴承内圈的内腔壁下部有螺纹并通过螺纹固定安装在下接外环台上方的下接头外部，下轴承内圈的下端面顶紧在下接外环台的上端面上，下轴承外圈的上部外侧有下圈外螺纹，下轴承外圈的下部外侧有下外圈凸台，本体下部套装在下轴承外圈上部外侧并通过下圈外螺纹固定安装在下轴承外圈上，本体的下端面顶紧在下外圈凸台的上端面上。

上述本体的中部内腔壁上可有本体内环台，本体通过本体内环台套装在中心管外部，对应本体内环台位置的本体外部沿圆周均匀分布有本体外凸台，各本体外凸台内部分别有推板安装腔，推力板上部有销轴孔，推力板通过圆柱销和销轴孔铰接在推板安装腔侧壁上，推力柱塞的外端顶紧在推力板的内侧面下部；旋变装置和测控仪器安装在本体内环台上方的本体内腔内，旋变装置包括旋变初级管、旋变次级管、旋变初级线圈和旋变次级线圈，旋变初级管套装在上部轴承下方的中心管外部并能够随中心管转动，旋变初级管的外侧有初级管外环槽并固定安装有旋变初级线圈，旋变次级管通过压环和电子短节固定安装在本体的内腔壁上，旋变次级管套装在旋变初级管外部，对应旋变初级线圈位置的旋变次级管内腔壁上有次级管内环槽并固定安装有旋变次级线圈，电子短节下端坐在本体内环台的上端面上，电子短节的外侧面上有电短节环槽并固定安装有测控仪器，旋变次级管坐在电子短节的上端面上并通过定位销钉与电子短节固定连接在一起，压环的上端顶紧在上轴承外圈的下端面上，压环的下端压紧在旋变次级管的上端面上；中心管的上部体内有与插头沉孔相连通的心管线缆孔和连通心管线缆孔与压环内腔的插针斜孔，插针斜孔内安装有线缆插针，旋变初级线圈通过线缆插针和电缆与上方的电缆插头电连接在一起；旋变次级管下部有次级管插座孔并固定安装有线缆插座，电子短节上部有电短节插头孔并固定安装有线缆插头，线缆插头上端固定安装在线缆插座内部，测控仪器的电源端子通过线缆插头、线缆插座及电缆与旋变次级线圈电连接在一起；电子短节下部对应液压推力装置的位置分别有电短节电缆孔并安装有连接测控仪器输出端子与下方电动机接线端子的控制线缆。

上述液压推力装置可包括液压座体、密封盖板和胶囊；液压座体的上部有连接轴颈，连接轴颈的上端面上有上沉孔并固定安装有连接器，连接轴颈的外侧面上有不少于一个的轴颈密封槽并安装有轴颈密封圈，对应电短节电缆孔下端位置的电子短节下端面上分别有与连接轴颈相配合的电短节下沉孔，连接轴颈固定安装在电短节下沉孔内，控制线缆下端与连接器电连接在一起；液压座体的中部右侧有储油坑环台，储油坑环台的内腔与液压座体之间形成储油凹坑，液压座体的下部右侧有塞孔环台，塞孔环台的内腔与液压座体之间形成柱塞腔孔，密封盖板固定安装在储油坑环台上，密封盖板的左侧有凹腔并与储油凹坑一起形成密闭的储油腔；储油凹坑的底面上部通过螺钉固定安装有电机座，电动机上部固定安装在电机座上，电动机的下部有动力输出轴并通过联轴器与液压泵上部的动力输入轴连接在一起，液压泵下部固定安装有溢流阀，溢流阀的左部固定安装在储油凹坑的底面下部；柱塞腔孔内安装有能够向右伸出的推力柱塞，能够使推力柱塞左移复位的胶囊套装在推力柱塞外侧，胶囊的右端固定在推力柱塞右部外侧，胶囊的左端固定安装在塞孔环台外侧，胶囊的内壁、柱塞外侧及塞孔环台上部之间形成缓冲腔；液压座体的下部体内有连通液压泵的出液口与柱塞腔孔左端的工作油道，液压座体的下部体内有连通储油腔与缓冲腔的辅助油道，溢流阀的上端有进液阀口并与液压泵下端的出液口相连通，溢流阀的下端有与储油腔相连通的泄压阀口，溢流阀的左端面上有与工作油道相连通的出液阀口；对应连接器下部的液压座体内部有座体线缆孔，座体线缆孔的下端与储油腔相连通并安装有座体插头，连接器通过座体插头及电缆与电动机的接线端子电连接在一起。

上述上部轴承下方的中心管外部可有外花键，旋变初级管的内腔壁上有与外花键相配合的内花键，旋变初级管通过内花键和外花键固定安装在中心管外部，对应旋变初级管下端位置的中心管外部固定安装有限制旋变初级管下移的卡簧。

上述上部轴承和下部轴承可为硬质合金滑动轴承。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其通过钻井泥浆带动叶轮使泥浆发电机发电，通过旋变装置带动测控仪器工作，来驱动液压推力装置的推力柱塞使推力板伸出，产生指向井斜低边的侧向力来防斜，具有安全可靠、使用寿命长、简便、高效的特点。

附图说明

附图1为本实用新型最佳实施例的主视剖视结构示意图。

附图2为附图1中液压推力装置的剖视放大结构示意图。

附图中的编码分别为：1为中心管，2为下接头，3为本体，4为测控仪器，5为推力板，6为推板安装腔，7为液推凹腔，8为电动机，9为液压泵，10为推力柱塞，11为插头沉孔，12为电缆插头，13为短钻铤，14为钻铤腔，15为钻铤上螺纹，16为心管腔，17为叶轮，18为泥浆发电机，19为电缆接头，20为电缆头腔，21为心管外环台，22为下接外环台，23为上轴承内圈，24为上轴承外圈，25为上外圈凸台，26为上圈外螺纹，27为下轴承内圈，28为下轴承外圈，29为下圈外螺纹，30为下外圈凸台，31为本体内环台，32为本体外凸台，33为旋变初级管，34为旋变次级管，35为旋变初级线圈，36为旋变次级线圈，37为压环，38为电子短节，39为定位销钉，40为心管线缆孔，41为线缆插针，42为线缆插座，43为线缆插头，44为液压座体，45为密封盖板，46为胶囊，47为连接轴颈，48为连接器，49为电短节下沉孔，50为储油凹坑，51为储油坑环台，52为柱塞腔孔，53为塞孔环台，54为储油腔，55为电机座，56为联轴器，57为溢流阀，58为缓冲腔，59为工作油道，60为辅助油道，61为座体线缆孔，62为座体插头，63为外花键，64为卡簧。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，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的布图方式来进行描述的，如：前、后、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。

下面结合最佳实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1、2所示，该垂直钻井工具包括中心管1、下接头2、上部轴承、下部轴承、本体3、旋变装置、测控仪器4、推力板5和液压推力装置；中心管1下部固定安装有下接头2，中心管1外侧上部安装有上部轴承，下接头2外部安装有下部轴承，本体3通过上部轴承和下部轴承安装在中心管1外部并能够相对中心管1转动，本体3上部内腔内安装有旋变装置和测控仪器4，本体3下部外侧有不少于三个的推板安装腔6，推板安装腔6内分别铰接安装有推力板5，对应推力板5下部的各推板安装腔6底面上分别有液推凹腔7，液推凹腔7内安装有能够使内部液压油密闭循环的液压推力装置，液压推力装置包括电动机8、液压泵9和能够使推力板5下部伸出推板安装腔6的推力柱塞10，中心管1上端有插头沉孔11并固定安装有能够与上方电源相连接的电缆插头12，电缆插头12通过旋变装置与能够分别控制各电动机8的测控仪器4电连接在一起，测控仪器4分别与各电动机8电连接在一起。液压推力装置内部的液压油密闭循环，能够防止外界砂石灰尘进入液压油，增加其工作可靠性并延长其使用寿命；旋变装置能够使运动部件完全隔离，避免动密封处液体出现泄露，进一步增加其可靠性；当测控仪器4测量到井斜时，控制电动机8的转动，驱动对应的液压泵9工作，使井眼高边的推力柱塞10伸出并推动推力板5使其与井壁接触，从而在井眼高边产生一个指向低边的钻头侧向力，从而实现主动控制井斜，实现垂直钻井。

可根据实际需要，对上述垂直钻井工具作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，中心管1的上部固定有内部装有供电装置的短钻铤13；短钻铤13的内部有钻铤腔14，钻铤腔14的上部内壁上有钻铤上螺纹15，钻铤腔14的下部内壁上有钻铤下螺纹，中心管1的内部有心管腔16，中心管1的上部外侧有心管上螺纹，短钻铤13通过钻铤下螺纹和心管上螺纹固定安装在中心管1上部；供电装置包括叶轮17、泥浆发电机18和电缆接头19，叶轮17的外壳固定安装在钻铤腔14的上部内壁上，泥浆发电机18固定安装在叶轮17下部，叶轮17的叶片固定安装在泥浆发电机18的驱动轴上并能够转动，电缆接头19固定在钻铤腔14下部，电缆接头19的内部有电缆头腔20，泥浆发电机18的下部固定在电缆接头19上部，钻铤腔14上端通过叶轮17的叶片间隙、泥浆发电机18外侧和钻铤腔14间的环空、电缆头腔20与心管腔16相连通。由于钻井泥浆的排量稳定，通过钻井泥浆带动叶轮17使泥浆发电机18发电，能够获得稳定可靠的电能。

如附图1所示，中心管1的上部外侧有心管外环台21，中心管1的下部外侧有心管下螺纹，下接头2通过心管下螺纹固定安装在中心管1下部，下接头2的外侧下部有下接外环台22；上部轴承包括上轴承内圈23和上轴承外圈24，上轴承内圈23下部套装在上轴承外圈24内部并能够自由转动，上轴承内圈23的内腔壁上部有螺纹并通过螺纹固定安装在心管外环台21下方的中心管1外部，上轴承内圈23的上端面顶紧在心管外环台21的下端面上，上轴承外圈24的上部外侧有上外圈凸台25，上轴承外圈24的下部外侧有上圈外螺纹26，本体3上部套装在上轴承外圈24下部外侧并通过上圈外螺纹26固定安装在上轴承外圈24上，本体3的上端面顶紧在上外圈凸台25的下端面上；下部轴承包括下轴承内圈27和下轴承外圈28，下轴承内圈27上部套装在下轴承外圈28内部并能够自由转动，下轴承内圈27的内腔壁下部有螺纹并通过螺纹固定安装在下接外环台22上方的下接头2外部，下轴承内圈27的下端面顶紧在下接外环台22的上端面上，下轴承外圈28的上部外侧有下圈外螺纹29，下轴承外圈28的下部外侧有下外圈凸台30，本体3下部套装在下轴承外圈28上部外侧并通过下圈外螺纹29固定安装在下轴承外圈28上，本体3的下端面顶紧在下外圈凸台30的上端面上。上部轴承和下部轴承分别通过上外圈凸台25和下外圈凸台30对本体3进行轴向限位，本体3相对转动时更加平稳，不但减小了振动还能够延长上部轴承和下部轴承的使用寿命，进一步提高本实用新型工作时的可靠性。

如附图1所示，本体3的中部内腔壁上有本体内环台31，本体3通过本体内环台31套装在中心管1外部，对应本体内环台31位置的本体3外部沿圆周均匀分布有本体外凸台32，各本体外凸台32内部分别有推板安装腔6，推力板5上部有销轴孔，推力板5通过圆柱销和销轴孔铰接在推板安装腔6侧壁上，推力柱塞10的外端顶紧在推力板5的内侧面下部；旋变装置和测控仪器4安装在本体内环台31上方的本体3内腔内，旋变装置包括旋变初级管33、旋变次级管34、旋变初级线圈35和旋变次级线圈36，旋变初级管33套装在上部轴承下方的中心管1外部并能够随中心管1转动，旋变初级管33的外侧有初级管外环槽并固定安装有旋变初级线圈35，旋变次级管34通过压环37和电子短节38固定安装在本体3的内腔壁上，旋变次级管34套装在旋变初级管33外部，对应旋变初级线圈35位置的旋变次级管34内腔壁上有次级管内环槽并固定安装有旋变次级线圈36，电子短节38下端坐在本体内环台31的上端面上，电子短节38的外侧面上有电短节环槽并固定安装有测控仪器4，旋变次级管34坐在电子短节38的上端面上并通过定位销钉39与电子短节38固定连接在一起，压环37的上端顶紧在上轴承外圈24的下端面上，压环37的下端压紧在旋变次级管34的上端面上；中心管1的上部体内有与插头沉孔11相连通的心管线缆孔40和连通心管线缆孔40与压环37内腔的插针斜孔，插针斜孔内安装有线缆插针41，旋变初级线圈35通过线缆插针41和电缆与上方的电缆插头12电连接在一起；旋变次级管34下部有次级管插座孔并固定安装有线缆插座42，电子短节38上部有电短节插头孔并固定安装有线缆插头43，线缆插头43上端固定安装在线缆插座42内部，测控仪器4的电源端子通过线缆插头43、线缆插座42及电缆与旋变次级线圈36电连接在一起；电子短节38下部对应液压推力装置的位置分别有电短节电缆孔并安装有连接测控仪器4输出端子与下方电动机8接线端子的控制线缆。电能通过旋变初级线圈35和旋变次级线圈36之间的电磁耦合传给电子短节38上固定的测控仪器4，由于旋变初级线圈35和旋变次级线圈36为无接触传输，因此工作可靠性高、寿命长，测控仪器4根据井斜情况控制某一个或某两个液压推力装置工作并驱动对应的推力柱塞10伸出，推力柱塞10推动推力板5与井壁接触，从而产生一个指向井斜低边的侧向力，达到防斜的效果。

如附图1、2所示，液压推力装置包括液压座体44、密封盖板45和胶囊46；液压座体44的上部有连接轴颈47，连接轴颈47的上端面上有上沉孔并固定安装有连接器48，连接轴颈47的外侧面上有不少于一个的轴颈密封槽并安装有轴颈密封圈，对应电短节电缆孔下端位置的电子短节38下端面上分别有与连接轴颈47相配合的电短节下沉孔49，连接轴颈47固定安装在电短节下沉孔49内，控制线缆下端与连接器48电连接在一起；液压座体44的中部右侧有储油坑环台51，储油坑环台51的内腔与液压座体44之间形成储油凹坑50，液压座体44的下部右侧有塞孔环台53，塞孔环台53的内腔与液压座体44之间形成柱塞腔孔52，密封盖板45固定安装在储油坑环台51上，密封盖板45的左侧有凹腔并与储油凹坑50一起形成密闭的储油腔54；储油凹坑50的底面上部通过螺钉固定安装有电机座55，电动机8上部固定安装在电机座55上，电动机8的下部有动力输出轴并通过联轴器56与液压泵9上部的动力输入轴连接在一起，液压泵9下部固定安装有溢流阀57，溢流阀57的左部固定安装在储油凹坑50的底面下部；柱塞腔孔52内安装有能够向右伸出的推力柱塞10，能够使推力柱塞10左移复位的胶囊46套装在推力柱塞10外侧，胶囊46的右端固定在推力柱塞10右部外侧，胶囊46的左端固定安装在塞孔环台53外侧，胶囊46的内壁、柱塞10外侧及塞孔环台53上部之间形成缓冲腔58；液压座体44的下部体内有连通液压泵9的出液口与柱塞腔孔52左端的工作油道59，液压座体44的下部体内有连通储油腔54与缓冲腔58的辅助油道60，溢流阀57的上端有进液阀口并与液压泵9下端的出液口相连通，溢流阀57的下端有与储油腔54相连通的泄压阀口，溢流阀57的左端面上有与工作油道59相连通的出液阀口；对应连接器48下部的液压座体44内部有座体线缆孔61，座体线缆孔61的下端与储油腔54相连通并安装有座体插头62，连接器48通过座体插头62及电缆与电动机8的接线端子电连接在一起。座体插头62和胶囊46使液压油在密闭的储油腔54、液压泵9内腔、工作油道59、辅助油道60和缓冲腔58内循环，避免外界砂石、尘土的污染。

如附图1所示，上部轴承下方的中心管1外部有外花键63，旋变初级管33的内腔壁上有与外花键63相配合的内花键，旋变初级管33通过内花键和外花键63固定安装在中心管1外部，对应旋变初级管33下端位置的中心管1外部固定安装有限制旋变初级管33下移的卡簧64。内花键和外花键63连接便于拆卸，方便维修。

如附图1所示，上部轴承和下部轴承为硬质合金滑动轴承。硬质合金滑动轴承的使用寿命长、工作更加可靠。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，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。

本实用新型最佳实施例的工作过程是：首先，钻井泥浆由钻铤腔14的上端排入心管腔16时，钻井泥浆带动叶轮17转动使泥浆发电机18发电；接着，电能通过电缆接头19、电缆插头12、心管线缆孔40内的电缆、线缆插针41使旋变初级线圈35励磁，旋变次级线圈36因电磁耦合产生电能，产生的电能通过线缆插座42、线缆插头43带动测控仪器4工作，测控仪器4通过电短节下沉孔49内的连接器48使电动机8带动液压泵9工作，产生的高压液压油通过工作油道59和柱塞腔孔52使推力柱塞10右移伸出，推力柱塞10推动推力板5的下部，推力板5绕其上端的圆柱销转动，推力板5伸出至推板安装腔6外部并与井壁接触，从而产生一个指向井斜低边侧向力，达到防斜的效果；最后，当液压泵9停止工作时，工作油道59和柱塞腔孔52内的液压油回到储油腔54内，胶囊46的弹力使推力柱塞10左移复位，推力板5的下部回到推板安装腔6内。

Claims (10)

1.一种垂直钻井工具，其特征在于包括中心管、下接头、上部轴承、下部轴承、本体、旋变装置、测控仪器、推力板和液压推力装置；中心管下部固定安装有下接头，中心管外侧上部安装有上部轴承，下接头外部安装有下部轴承，本体通过上部轴承和下部轴承安装在中心管外部并能够相对中心管转动，本体上部内腔内安装有旋变装置和测控仪器，本体下部外侧有不少于三个的推板安装腔，推板安装腔内分别铰接安装有推力板，对应推力板下部的各推板安装腔底面上分别有液推凹腔，液推凹腔内安装有能够使内部液压油密闭循环的液压推力装置，液压推力装置包括电动机、液压泵和能够使推力板下部伸出推板安装腔的推力柱塞，中心管上端有插头沉孔并固定安装有能够与上方电源相连接的电缆插头，电缆插头通过旋变装置与能够分别控制各电动机的测控仪器电连接在一起，测控仪器分别与各电动机电连接在一起。

2.根据权利要求1所述的垂直钻井工具，其特征在于中心管的上部固定有内部装有供电装置的短钻铤；短钻铤的内部有钻铤腔，钻铤腔的上部内壁上有钻铤上螺纹，钻铤腔的下部内壁上有钻铤下螺纹，中心管的内部有心管腔，中心管的上部外侧有心管上螺纹，短钻铤通过钻铤下螺纹和心管上螺纹固定安装在中心管上部；供电装置包括叶轮、泥浆发电机和电缆接头，叶轮的外壳固定安装在钻铤腔的上部内壁上，泥浆发电机固定安装在叶轮下部，叶轮的叶片固定安装在泥浆发电机的驱动轴上并能够转动，电缆接头固定在钻铤腔下部，电缆接头的内部有电缆头腔，泥浆发电机的下部固定在电缆接头上部，钻铤腔上端通过叶轮的叶片间隙、泥浆发电机外侧和钻铤腔间的环空、电缆头腔与心管腔相连通。

3.根据权利要求1或2所述的垂直钻井工具，其特征在于中心管的上部外侧有心管外环台，中心管的下部外侧有心管下螺纹，下接头通过心管下螺纹固定安装在中心管下部，下接头的外侧下部有下接外环台；上部轴承包括上轴承内圈和上轴承外圈，上轴承内圈下部套装在上轴承外圈内部并能够自由转动，上轴承内圈的内腔壁上部有螺纹并通过螺纹固定安装在心管外环台下方的中心管外部，上轴承内圈的上端面顶紧在心管外环台的下端面上，上轴承外圈的上部外侧有上外圈凸台，上轴承外圈的下部外侧有上圈外螺纹，本体上部套装在上轴承外圈下部外侧并通过上圈外螺纹固定安装在上轴承外圈上，本体的上端面顶紧在上外圈凸台的下端面上；下部轴承包括下轴承内圈和下轴承外圈，下轴承内圈上部套装在下轴承外圈内部并能够自由转动，下轴承内圈的内腔壁下部有螺纹并通过螺纹固定安装在下接外环台上方的下接头外部，下轴承内圈的下端面顶紧在下接外环台的上端面上，下轴承外圈的上部外侧有下圈外螺纹，下轴承外圈的下部外侧有下外圈凸台，本体下部套装在下轴承外圈上部外侧并通过下圈外螺纹固定安装在下轴承外圈上，本体的下端面顶紧在下外圈凸台的上端面上。

4.根据权利要求3所述的垂直钻井工具，其特征在于本体的中部内腔壁上有本体内环台，本体通过本体内环台套装在中心管外部，对应本体内环台位置的本体外部沿圆周均匀分布有本体外凸台，各本体外凸台内部分别有推板安装腔，推力板上部有销轴孔，推力板通过圆柱销和销轴孔铰接在推板安装腔侧壁上，推力柱塞的外端顶紧在推力板的内侧面下部；旋变装置和测控仪器安装在本体内环台上方的本体内腔内，旋变装置包括旋变初级管、旋变次级管、旋变初级线圈和旋变次级线圈，旋变初级管套装在上部轴承下方的中心管外部并能够随中心管转动，旋变初级管的外侧有初级管外环槽并固定安装有旋变初级线圈，旋变次级管通过压环和电子短节固定安装在本体的内腔壁上，旋变次级管套装在旋变初级管外部，对应旋变初级线圈位置的旋变次级管内腔壁上有次级管内环槽并固定安装有旋变次级线圈，电子短节下端坐在本体内环台的上端面上，电子短节的外侧面上有电短节环槽并固定安装有测控仪器，旋变次级管坐在电子短节的上端面上并通过定位销钉与电子短节固定连接在一起，压环的上端顶紧在上轴承外圈的下端面上，压环的下端压紧在旋变次级管的上端面上；中心管的上部体内有与插头沉孔相连通的心管线缆孔和连通心管线缆孔与压环内腔的插针斜孔，插针斜孔内安装有线缆插针，旋变初级线圈通过线缆插针和电缆与上方的电缆插头电连接在一起；旋变次级管下部有次级管插座孔并固定安装有线缆插座，电子短节上部有电短节插头孔并固定安装有线缆插头，线缆插头上端固定安装在线缆插座内部，测控仪器的电源端子通过线缆插头、线缆插座及电缆与旋变次级线圈电连接在一起；电子短节下部对应液压推力装置的位置分别有电短节电缆孔并安装有连接测控仪器输出端子与下方电动机接线端子的控制线缆。

5.根据权利要求4所述的垂直钻井工具，其特征在于液压推力装置包括液压座体、密封盖板和胶囊；液压座体的上部有连接轴颈，连接轴颈的上端面上有上沉孔并固定安装有连接器，连接轴颈的外侧面上有不少于一个的轴颈密封槽并安装有轴颈密封圈，对应电短节电缆孔下端位置的电子短节下端面上分别有与连接轴颈相配合的电短节下沉孔，连接轴颈固定安装在电短节下沉孔内，控制线缆下端与连接器电连接在一起；液压座体的中部右侧有储油坑环台，储油坑环台的内腔与液压座体之间形成储油凹坑，液压座体的下部右侧有塞孔环台，塞孔环台的内腔与液压座体之间形成柱塞腔孔，密封盖板固定安装在储油坑环台上，密封盖板的左侧有凹腔并与储油凹坑一起形成密闭的储油腔；储油凹坑的底面上部通过螺钉固定安装有电机座，电动机上部固定安装在电机座上，电动机的下部有动力输出轴并通过联轴器与液压泵上部的动力输入轴连接在一起，液压泵下部固定安装有溢流阀，溢流阀的左部固定安装在储油凹坑的底面下部；柱塞腔孔内安装有能够向右伸出的推力柱塞，能够使推力柱塞左移复位的胶囊套装在推力柱塞外侧，胶囊的右端固定在推力柱塞右部外侧，胶囊的左端固定安装在塞孔环台外侧，胶囊的内壁、柱塞外侧及塞孔环台上部之间形成缓冲腔；液压座体的下部体内有连通液压泵的出液口与柱塞腔孔左端的工作油道，液压座体的下部体内有连通储油腔与缓冲腔的辅助油道，溢流阀的上端有进液阀口并与液压泵下端的出液口相连通，溢流阀的下端有与储油腔相连通的泄压阀口，溢流阀的左端面上有与工作油道相连通的出液阀口；对应连接器下部的液压座体内部有座体线缆孔，座体线缆孔的下端与储油腔相连通并安装有座体插头，连接器通过座体插头及电缆与电动机的接线端子电连接在一起。

6.根据权利要求4所述的垂直钻井工具，其特征在于上部轴承下方的中心管外部有外花键，旋变初级管的内腔壁上有与外花键相配合的内花键，旋变初级管通过内花键和外花键固定安装在中心管外部，对应旋变初级管下端位置的中心管外部固定安装有限制旋变初级管下移的卡簧。

7.根据权利要求5所述的垂直钻井工具，其特征在于上部轴承下方的中心管外部有外花键，旋变初级管的内腔壁上有与外花键相配合的内花键，旋变初级管通过内花键和外花键固定安装在中心管外部，对应旋变初级管下端位置的中心管外部固定安装有限制旋变初级管下移的卡簧。

8.根据权利要求1或2所述的垂直钻井工具，其特征在于上部轴承和下部轴承为硬质合金滑动轴承。

9.根据权利要求3所述的垂直钻井工具，其特征在于上部轴承和下部轴承为硬质合金滑动轴承。

10.根据权利要求7所述的垂直钻井工具，其特征在于上部轴承和下部轴承为硬质合金滑动轴承。

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