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专利号: 2020110357294
申请人: 西南石油大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2025-04-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种机械式旋转导向工具,其特征在于:所述的一种机械式旋转导向工具包括连接单元、辅助单元、控制单元、执行单元;所述的辅助单元包括上接头(1)、串轴承a(3)、套筒(4)、中间接头(5)、串轴承b(16)、下接头(17),上接头(1)通过螺纹连接在中间接头(5)上端,中间接头(5)下端与上外壳(6)螺纹连接,串轴承a(3)通过过盈配合安装在上接头(1)下端并与中间接头(5)内壁接触配合,套筒(4)通过间隙配合安装在中心管(2)与中间接头(5)之间,串轴承b(16)通过过盈配合安装在下接头(17)上端并与导向接头(12)内壁接触配合,下接头(17)通过螺纹连接在导向接头(12)下端,其下段与钻头连接配合;所述的控制单元包括中心管(2)、上外壳(6)、换向器(7)、销钉(8)、轴承(9)、复位弹簧(10)、开关(11),中心管(2)上端与上接头(1)内部下端面接触,下端与下接头(17)内部上端面接触,其上端周向开有两个呈180°孔,下端开有一个孔,上外壳(6)下端通过螺纹连接在导向接头(12)上端,换向器(7)与开关(11)安装在中心管与上外壳(6)和导向接头(12)之间,换向器(7)上端面与上外壳(6)内端面接触配合,下端与开关(11)上端楔状配合,销钉(8)通过螺纹连接在上外壳(6)上,并与换向器外壁的特殊槽道接触配合,轴承(9)上端面与换向器(7)下端面接触,下端面与复位弹簧(10)上端面接触,复位弹簧(10)安装在换向器(7)与上外壳(6)之间,下端面与上外壳(6)内部下端面接触限位,开关(11)下端面与下接头(17)上端面接触,其下端内壁开有与中心管下端孔配合的环形槽与径向孔;所述的执行单元包括导向接头(12)、导向推翼(13)、推块(14)、喷嘴(15),导向接头(12)下端通过螺纹连接下接头(17)上端,其下端径向开孔与开关(11)开孔在同一轴线上,导向推翼(13)通过转轴连接在导向接头(12)外壁并可绕转轴径向转动,推块(14)与导向接头(12)下端空腔配合并可径向移动,喷嘴(15)位于推块(14)空腔内且与导向接头(12)径向孔连通。

2.根据权利要求1所述的机械式旋转导向工具,其特征在于:所述的机械式旋转导向工具在工作时,若不需要导向钻进时,钻井液通过上接头(1)、中心管(2)、下接头(17)直接流入下部连接,完成正常钻进条件下的钻井液循环;当需要导向钻进时,增大泵压,钻井液通过中心管(2)上端开孔进入换向器(7)上端空腔,使其压缩下端复位弹簧(10)向下运动,由于固定在上外壳(6)的销钉(8)与换向器(7)外壁的特殊槽道配合,换向器(7)将在向下运动的同时旋转一定角度,带动与之楔状配合的开关(11)旋转一定角度并回到上端配合位,使高压钻井液通过中心管(2)下端开孔、开关(11)周向槽与径向开孔、导向接头(12)下端开孔进入导向接头(12)下端空腔,推动推块(14)沿空腔向外运动使导向推翼(13)沿径向绕转轴展开推靠岩壁,实现工具导向功能。当再次增大泵压时,换向器(7)将再次挤压复位弹簧(10)向下运动并带动开关(11)旋转一定角度,使开关(11)下端径向开孔错开导向接头(12)空腔,与其内壁接触堵塞,断开中心管(2)内部钻井液与其空腔的连通,导向推翼(13)失去推力在岩壁的作用下收回,工具停止导向工作。

3.根据权利要求1所述的机械式旋转导向工具,其特征在于:换向器(7)与开关(11)楔状配合并沿轴向向其位移,最小配合尺寸为10mm,最大配合尺寸为130mm。

4.根据权利要求1所述的机械式旋转导向工具,其特征在于:换向器(7)外壁与销钉(8)配合的特殊槽道一周有8个极限位置,对应开关(11)下端径向开孔在周向的8个位置和导向接头(12)周向的4个空腔。

5.根据权利要求1所述的机械式旋转导向工具,其特征在于:开关(11)内壁开设周向环形槽与其下端径向孔连通并与中心管(2)下端径向孔配合。