1.定向井液力离合钻柱全旋转控制器,其特征在于:定向井液力离合钻柱全旋转控制器位于上部钻柱与下部钻具组合之间,包括旋转总成、动力总成、控制总成;
所述旋转总成包括上芯轴(1)、上轴承件(2)、轴承定位件A(3)、轴承定位件B(4)、轴承组(5)、下轴承件(6)、上外壳(601)、旋转外壳(7)、转换接头(8)、水帽接头(9);所述旋转总成上端与钻柱连接,可实现内部旋转件与外壳独立旋转,上芯轴(1)传递钻柱扭矩至上活铰(101),轴承定位件A(3)和轴承定位件B(4)分别定位轴承组(5)外圈和内圈,转换接头(8)和水帽接头(9)使钻井液分流;
所述动力总成包括十字万向轴(10)、流体转换接头(11)、转子(12)、定子外壳(13)、内部衬套(14)、挠轴(15)、转换外壳(16)、上封盖(17)、轴承A(18)、通油器(19)、封油螺钉A(35)、轴承B(20)、连接头(21);所述的挠轴(15)为中空轴,其上端通过螺纹连接转子(12)末端,前端设有橡胶件(151)增大使用寿命,密封件(152)防止转子(12)末端钻井液流入空腔(131),挠轴(15)下端与连接头(21)空载连接;所述动力总成通过转子(12)与内部衬套(14)过盈配合及压差水力作用,产生平衡钻头反扭矩的正向扭矩,并由定子外壳(13)依次传递,挠轴(15)平衡转子(12)的行星运动;
所述控制总成包括控制外壳(22)、防掉环(23)、控制器(24)、定位套(25)、中心管(26)、稳控芯轴(32)、圆柱滚针(33)、稳控外壳(34)、以及流量控制电路;所述的稳控芯轴(32)前端设有L型通孔(321)使定向井液力离合钻柱全旋转控制器内部钻井液汇流;所述的圆柱滚针(33)位于稳控芯轴(32)和稳控外壳(34)的弧形凹槽之间,其直径略小于凹槽最大间隙,当定子外壳有反转趋势时,圆柱滚针(33)与稳控外壳(34)凹槽间距变小,通过摩擦锁死反向转动,且越往反方向移动摩擦越大;所述控制总成通过控制流道开口大小,使得转子(12)两端压降不同,实现正向扭矩大小的控制,当工具面不稳定且定子外壳(13)开始反转,稳控芯轴(32)正向旋转,圆柱滚针(33)与稳控外壳(34)内壁间隙不断减小,随着间隙不断减小,摩擦扭矩不断增大,阻止定子外壳(13)反转,保证工具面稳定。
2.根据权利要求1所述的定向井液力离合钻柱全旋转控制器,其特征在于:转换接头(8)和水帽接头(9)均设有径向通孔A(801)以及通孔B(901),钻井液流过上芯轴(1)空腔,并由径向通孔A(801)和通孔B(901)流向壳体环空,并在水帽接头(9)处可得到充分减速。
3.根据权利要求1所述的定向井液力离合钻柱全旋转控制器,其特征在于:所述的流体转换接头(11)设有通孔C(111),使壳体环空钻井液一部分流入转子(12)的空腔(131),一部分钻井液由通孔D(112)流入转子(12)与内部衬套(14)形成的密封腔,两部分钻井液不相通直到在L型通孔(321)完成汇流,流入下部钻具组合。
4.根据权利要求1所述的定向井液力离合钻柱全旋转控制器,其特征在于:连接头(21)上端设有上封盖(17)防止钻井液流入内部从而保护轴承,内部安装有轴承A(18)和轴承B(20),轴承B(20)仅能正向旋转;两轴承之间设有通油器(19),装配前可通过连接头(21)注入润滑油,并由封流螺钉A(35)保证密封;通油器(19)在圆周方向上90°均等分布通孔E(351),从而使油路相通。
5.根据权利要求1所述的定向井液力离合钻柱全旋转控制器,其特征在于:所述控制器(24)通过防掉环(23)和定位套(25)限制移动;控制器(24)圆周方向上等间距布置六个流道(248),每个流道(248)由一个活塞(249)控制流道口(240)大小,从而调整控制器两端的压差;活塞(249)与电机(250)连接,电机(250)与丝杠(242)连接,活塞(249)与丝杠螺母(243)固定,通过电机(250)旋转驱动丝杠螺母(243)轴向移动并带动活塞(249)轴向移动;活塞(249)与上控制器(247)通过花键(241)配合,实现周向定位及轴向移动,上控制器(247)与下控制器(252)通过花键(241)配合,便于装配时上下流道定位,接收线圈(251)接收来自地面的信号对电机进行控制,电源(245)为所述控制电路供电;流量控制系统电路包括主控电路、电机控制电路、主控电源电路、电源转换电路、复位电路和无线接收电路。