JP6821802B2 - ロータリーステアラブルデバイス - Google Patents
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Description
ツールビットを回転駆動し、少なくとも1つの偏向可能部を備える回転軸と、
回転軸がツールビットを回転駆動する際に、周方向において回転軸に対して実質的に非回転状態となっている第1非回転体及び第2非回転体と、
第1非回転体及び第2非回転体を連結し、第1非回転体と第2非回転体との間の相対方向を変えるように実質的に軸方向に沿う駆動力を発生することにより、ツールビットの方向を変えるのに適するステアリング駆動機構とを備えるロータリーステアラブルデバイスを提供する。
ツールビットを回転駆動し、少なくとも1つの偏向可能部を備える回転軸と、
回転軸がツールビットを回転駆動する際に、周方向において回転軸に対して実質的に非回転状態となっている第1非回転体及び第2非回転体とを備え、
第1非回転体及び第2非回転体内にピストンシリンダがそれぞれ設けられており、第1非回転体及び第2非回転体内のピストンが連結ロッドの両端とそれぞれヒンジ連結され、第2ピストンシリンダが、押し付け部材が第1位置と第2位置との間で移動するように押し付け部材を駆動するのに適し、第2位置では、各押し付け部材が坑壁を押し付ける合力から第1ステアリング力が発生し、各連結ロッドが第2非回転体に作用する合力から第2ステアリング力が発生する。
図1に示すように、本実施例はロータリーステアラブルデバイスを提供しており、該実施例において、ロータリーステアラブルデバイスは全体的に指向式ロータリーステアラブル技術に属し、具体的には、該ステアラブルデバイスは、一端が動力システムに連結され、他端がツールビット5に連結される回転軸1を備え、回転軸1がツールビット5を回転駆動して地層への掘削を実現し、掘削中において、上部セントラライザー9が下部セントラライザー8とともに掘削編成のために安定性を維持してオフセットを減少する作用力を提供する。回転軸1は少なくとも1つの偏向可能部4を備え、回転駆動中に偏向可能部4がトルクを伝達することができるほか、該偏向可能部4がツールビットのステアリングに条件を提供し、具体的には、偏向可能部4が回転軸1に対して所定のテーパ角の範囲内に偏向自由度を提供することができ、該テーパ角の大きさがステアラブルデバイスの傾斜増角率により決まり、傾斜増角率が大きければ大きいほど、偏向可能部4の可動するテーパ角の範囲が大きくなる。
図2に示すように、好ましい実施形態として、第2実施例はハイブリッド式ロータリーステアラブルデバイスを提供しており、第1実施例とは異なるのは、ステアリング駆動機構6はさらに、第1非回転体と第2非回転体との間の相対方向を変えるように実質的に径方向に沿う駆動力を発生することにより、ツールビットの方向を変えるのに適する。
ツールビットを回転駆動し、少なくとも1つの偏向可能部を備える回転軸と、
回転軸がツールビットを回転駆動する際に、周方向において回転軸に対して実質的に非回転状態となっている第1非回転体及び第2非回転体とを備え、
第1非回転体及び第2非回転体内にピストンシリンダがそれぞれ設けられており、第1非回転体及び第2非回転体内のピストンが連結ロッドの両端とそれぞれヒンジ連結され、第2ピストンシリンダが、押し付け部材が第1位置と第2位置との間で移動するように押し付け部材を駆動するのに適し、第2位置では、各押し付け部材が坑壁を押し付ける合力から第1ステアリング力が発生し、各連結ロッドが第2非回転体に作用する合力から第2ステアリング力が発生する。
2:第1非回転体
3:第2非回転体
4:偏向可能部
5:ツールビット
6:ステアリング駆動機構
6−1:連結ロッド
6−2:スライダ
6−3:ピストン
6−4:油室
7:油圧ユニット
8:下部セントラライザー
9:上部セントラライザー
10:軸受
11:軸受
Claims (3)
- ロータリーステアラブルデバイスであって、
一端が動力システムに連結され、他端がツールビットを回転駆動し、少なくとも1つの偏向可能部を備える回転軸であって、前記偏向可能部が、前記一端と前記他端の間で前記回転軸の方向を変えるための前記回転軸の中折れ機構を有する、回転軸と、
前記回転軸が前記ツールビットを回転駆動する際に、周方向において前記回転軸に対して非回転状態となっている第1非回転体及び第2非回転体と、
前記第1非回転体及び前記第2非回転体を連結し、前記第1非回転体と前記第2非回転体との間の相対方向を変えるように軸方向に沿う駆動力を発生することにより、前記ツールビットの方向を変えるように適合されたステアリング駆動機構とを備え、
円筒形状の前記第1非回転体と円筒形状の前記第2非回転体が、長手方向に直列に連結され、前記回転軸の軸線が、前記第1非回転体と前記第2非回転体の内部を前記長手方向と平行に貫通し、前記偏向可能部は、前記第1非回転体と前記第2非回転体との間の中間位置に設けられており、
前記ステアリング駆動機構はさらに、前記第1非回転体と前記第2非回転体との間の相対方向を変えるように径方向に沿う駆動力を発生することにより、前記ツールビットの方向を変えるように適合され、
前記ステアリング駆動機構は、前記回転軸の径方向に沿って移動して坑壁を押し付けることによって前記ツールビットの方向を変えるように適合された少なくとも3つの押し付け部材を備え、
前記ステアリング駆動機構は、周方向に等間隔で配置されている少なくとも3つの第1油圧駆動機構及び少なくとも3つの第2油圧駆動機構を備え、各第1油圧駆動機構は、連結ロッドと、前記第1非回転体内の第1スライダ、第1ピストン、及び第1ピストンシリンダとを備え、各第2油圧駆動機構は、前記第2非回転体内の第2スライダ、第2ピストン、及び第2ピストンシリンダを備え、前記連結ロッドの上流側が前記第1スライダとヒンジ連結され、前記連結ロッドの下流側が前記第2スライダとヒンジ連結され、前記第1ピストンシリンダ内の液体が前記第1ピストンを移動駆動することによって、前記第1スライダ及び前記連結ロッドを移動駆動し、前記連結ロッドの移動駆動が、前記第2スライダを移動駆動することによって、前記第2ピストンシリンダ内の液体が前記第2ピストンを移動駆動し、前記第2ピストンが前記押しつけ部材を移動駆動するように適合されている
ことを特徴とする、ロータリーステアラブルデバイス。 - 前記偏向可能部は、ユニバーサル伝動部材又はフレキシブルシャフトを備えることを特徴とする、請求項1に記載のロータリーステアラブルデバイス。
- ハイブリッド式ロータリーステアラブルデバイスであって、
一端が動力システムに連結され、他端がツールビットを回転駆動し、少なくとも1つの偏向可能部を備える回転軸であって、前記偏向可能部が、前記一端と前記他端の間で前記回転軸の方向を変えるための前記回転軸の中折れ機構を有する、回転軸と、
前記回転軸が前記ツールビットを回転駆動する際に、周方向において前記回転軸に対して非回転状態となっている第1非回転体及び第2非回転体と、
前記第1非回転体及び前記第2非回転体を連結し、前記第1非回転体と前記第2非回転体との間の相対方向を変えるように軸方向に沿う駆動力を発生することにより、前記ツールビットの方向を変えるように適合されたステアリング駆動機構とを備え、
円筒形状の前記第1非回転体と円筒形状の前記第2非回転体が、長手方向に直列に連結され、前記回転軸の軸線が、前記第1非回転体と前記第2非回転体の内部を前記長手方向と平行に貫通し、前記偏向可能部は、前記第1非回転体と前記第2非回転体との間の中間位置に設けられており、
前記ステアリング駆動機構はさらに、前記第1非回転体と前記第2非回転体との間の相対方向を変えるように径方向に沿う駆動力を発生することにより、前記ツールビットの方向を変えるように適合され、
前記ステアリング駆動機構は、前記回転軸の径方向に沿って移動して坑壁を押し付けることによって前記ツールビットの方向を変えるように適合された少なくとも3つの押し付け部材を備え、
前記ステアリング駆動機構は、周方向に等間隔で配置されている少なくとも3つの第1油圧駆動機構及び少なくとも3つの第2油圧駆動機構を備え、各第1油圧駆動機構は、連結ロッドと、前記第1非回転体内の第1スライダ、第1ピストン、及び第1ピストンシリンダとを備え、各第2油圧駆動機構は、前記第2非回転体内の第2スライダ、第2ピストン、及び第2ピストンシリンダを備え、前記連結ロッドの上流側が前記第1スライダとヒンジ連結され、前記連結ロッドの下流側が前記第2スライダとヒンジ連結され、前記第1ピストンシリンダ内の液体が前記第1ピストンを移動駆動することによって、前記第1スライダ及び前記連結ロッドを移動駆動し、前記連結ロッドの移動駆動が、前記第2スライダを移動駆動することによって、前記第2ピストンシリンダ内の液体が前記第2ピストンを移動駆動し、前記第2ピストンが前記押しつけ部材を移動駆動するように適合され、前記押し付け部材が第1位置と第2位置との間で移動し、前記第2位置では、各前記押し付け部材が坑壁を押し付ける合力から第1ステアリング力が発生し、各連結ロッドが第2非回転体に作用する合力から第2ステアリング力が発生する
ことを特徴とする、ハイブリッド式ロータリーステアラブルデバイス。
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