一种连续管钻井电液控定向装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种连续管钻井电液控定向装置，包括从上向下依次设置的心轴(20)和输出轴(59)，心轴(20)和输出轴(59)外套设有外套筒，心轴(20)和输出轴(59)之间通过锁紧机构连接，该锁紧机构能够将输出轴(59)和该外套筒锁紧固定。该连续管钻井电液控定向装置可以连续双向旋转工具面；当工具面达到预定角度时，可以通过单作用液压缸进行液压锁紧，在控制连续管钻侧钻井、水平井等井型的钻进方向与井眼轨迹方面，动作迅速、精确可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油开采设备造领域，具体的是一种连续管钻井电液控定向装置。
技术介绍
连续管钻井定向装置是连续管钻井过程中的核心工具，其通过调整马达工具面来控制井眼方向，决定了连续管钻井过程中轨迹控制的技术水平。定向装置的发展经历了机械控、液控、电控和电液控等几个阶段。目前国外主要采用电液控和电控等高端定向装置，它可以连续旋转、双向定向，效率高、精度高，并能够消除定向段的“鱼尾现象”，有利于水平段的延伸；能够完成水平井、侧钻水平井、欠平衡钻井等复杂连续管定向钻井施工。国内现有的液压定向器虽然结构简单、操控方便、成本较低，但是其精度差、可控性差，每次旋转角度固定，每次调整工具面都需要起钻，而且易受钻井液类型的限制，不能应用于两相或气相钻井液钻井。
技术实现思路
为了解决现有定向装置调整工具面时精度差、可控性差的问题，本专利技术提供了一种连续管钻井电液控定向装置，该连续管钻井电液控定向装置可连续双向旋转工具面角度，当工具面角度达到要求时可锁紧工具面，实现了能够精确、可靠地控制连续管钻进方向与井眼轨迹。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种连续管钻井电液控定向装置，包括从上向下依次设置的心轴和输出轴，心轴和输出轴外套设有外套筒，心轴和输出轴之间通过锁紧机构连接，该锁紧机构能够将输出轴和该外套筒锁紧固定。该外套筒包括上外筒，上外筒内套设有内筒，上外筒与内筒固定连接，心轴的上端插设于内筒的下端内，内筒内设有电马达，电马达的输出轴通过减速机构与心轴的上端连接。该减速机构为行星齿轮机构，行星齿轮机构依次通过联轴器和万向节与心轴的上端连接，电马达的输出轴与行星齿轮机构的太阳轮固定连接，联轴器的上端与行星齿轮机构的行星架固定连接，行星齿轮机构的外齿圈与内筒固定连接。上外筒和内筒之间形成环形的泥浆通道，心轴内含有沿竖直方向贯通的内流道，心轴上端的侧壁上设有流口，内筒的侧壁上设有区域流端口，泥浆通道依次通过区域流端口和流口与心轴内的所述内流道连通。该锁紧机构包括锁紧套和用于使该锁紧套复位的复位部件，锁紧套呈筒形，锁紧套的上部含有容纳腔，锁紧套内含有沿竖直方向贯通的流体通道，该容纳腔位于流体通道的上方，流体通道的上端与该容纳腔连通，流体通道的上端位于该容纳腔的下端面，该容纳腔的下端面的面积大于流体通道的过流面积，锁紧套能够沿竖直方向往复运动，心轴的下端插接于锁紧套上端的该容纳腔内，心轴的下端位于该容纳腔的下端面的上方，锁紧套的下端插接于输出轴的上端内，输出轴内含有沿竖直方向贯通的内流道，锁紧套内的流体通道与输出轴内的内流道连通，锁紧套能够将输出轴和所述外套筒锁紧固定。心轴的下端外设有外轴向花键，锁紧套的上端内设有能够与外轴向花键相配合的内轴向花键槽，锁紧套的下端外设有外轴向花键，输出轴的上端内设有与外轴向花键配合的内轴向花键槽，该外套筒和锁紧套之间套设有支撑套筒，支撑套筒与该外套筒固定连接，锁紧套外壁的中部设有轴向花键，支撑套筒内壁的中部设有能够与轴向花键配合的轴向花键槽；当锁紧套位于上极限位置时，心轴的外轴向花键与锁紧套的内轴向花键槽分离，锁紧套外的轴向花键与支撑套筒内的轴向花键槽配合连接，锁紧套的外轴向花键与输出轴的内轴向花键槽配合连接；当锁紧套位于下极限位置时，心轴的外轴向花键与锁紧套的内轴向花键槽配合连接，锁紧套外的轴向花键与支撑套筒内的轴向花键槽分离，锁紧套的外轴向花键与输出轴的内轴向花键槽配合连接。该复位部件为复位弹簧，复位弹簧的上端与锁紧套抵接，复位弹簧的下端与输出轴抵接。该外套筒还包括从上向下依次固定连接的内筒的下段、第一外筒接头、第二外筒接头和第三外筒接头，内筒的下段位于上外筒的下方，第一外筒接头套设于锁紧套外，第二外筒接头和第三外筒接头套设于输出轴外，支撑套筒与第一外筒接头通过螺纹固定连接。内筒的下段和心轴之间套设有支撑套筒，支撑套筒和心轴之间套设有耐磨垫圈，第二外筒接头和输出轴之间套设有支撑套筒，支撑套筒和第二外筒接头之间套设有耐磨垫圈。该外套筒还包括固定于第二外筒接头下方的第三外筒接头，第三外筒接头套设于输出轴外，第三外筒接头的内壁设有环形凸缘，该环形凸缘的上端设有止推轴承，该环形凸缘的下端设有止推轴承，第三外筒接头与输出轴之间设有耐磨垫圈。所述连续管钻井电液控定向装置还包括电马达、减速机构和控制单元，电马达的输出轴通过减速机构与心轴连接，该控制单元能够通过控制电马达的转动圈数来控制输出轴的转动角度。本专利技术的有益效果是，该连续管钻井电液控定向装置可以连续双向旋转工具面；当工具面达到预定角度时，可以通过单作用液压缸进行液压锁紧，在控制连续管钻侧钻井、水平井等井型的钻进方向与井眼轨迹方面，动作迅速、精确可靠。【附图说明】下面结合附图对本专利技术作进一步详细的描述。图1为连续管钻井电液控定向装置的结构示意图。图2为连续管钻井电液控定向装置上部的结构示意图。图3为连续管钻井电液控定向装置下部的结构示意图。图4为连续管钻井电液控定向装置的使用状态示意图。图5为图3中沿A-A方向的示意图。其中1.管头，2.电缆，3.内筒，4.电马达，5.泥浆通道，6.通孔，7.上外筒，8.输出轴，9.行星齿轮机构，10.行星架，11.联轴器，12.球，13.万向节，14.蝶形弹簧，15.0型密封圈，16.上接头，17.轴向通孔，18.区域流端口，19.流口，20.心轴，21.0型密封圈，22.紧定螺钉，23.角度传感器，24.止推轴承，25.滚动轴承，26.耐磨垫圈，27.耐磨垫圈，28.支撑套筒，29.内流道，30.支撑套筒，31.滚动轴承，32.V型密封圈，33.紧定螺钉，34.V型密封圈，35.内轴向花键槽，36.外轴向花键，37.轴向花键槽，38.锥形管口，39.第一外筒接头，40.锁紧套，41.轴向花键，42.支撑套筒，43.流体通道，44.V型密封圈，45.复位弹簧，46.紧定螺钉，47.外轴向花键，48.内轴向花键槽，49.第二外筒接头，50.0型密封圈，51.紧定螺钉，52.支撑套筒，53.耐磨垫圈，54.止推轴承，55.第三外筒接头，56.内流道，57.止推轴承，58.耐磨垫圈，59.输出轴，60.0型密封圈，61.弯马达，62.钻头。【具体实施方式】需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。一种连续管钻井电液控定向装置，包括从上向下依次设置的心轴20和输出轴59，心轴20和输出轴59外套设有外套筒，心轴20和输出轴59之间通过锁紧机构连接，该锁紧机构能够将输出轴59和该外套筒锁紧固定，如图1所示。在本实施例中，心轴20的轴线和输出轴59的轴线均沿竖直方向设置，心轴20的轴线和输出轴59的轴线重合，心轴20的下端与输出轴59的上端通过该锁紧机构连接。该外套筒包括上外筒7，上外筒7内套设有内筒3，上外筒7与内筒3固定连接，心轴20的上端插设于内筒3的下端内，内筒3内设有电马达4，电马达4的输出轴8通过减速机构与心轴20的上端连接，电马达4能够驱动心轴20转动，如图1和图2所示。在本实施例中，该减速机构为行星齿轮机构9，行星齿轮机构9依次通过联轴器11和万向节13与心轴20的上端连接，电马达4的输出轴8与行星齿轮机构9的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续管钻井电液控定向装置，其特征在于，所述连续管钻井电液控定向装置包括从上向下依次设置的心轴(20)和输出轴(59)，心轴(20)和输出轴(59)外套设有外套筒，心轴(20)和输出轴(59)之间通过锁紧机构连接，该锁紧机构能够将输出轴(59)和该外套筒锁紧固定。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李猛，贺会群，智勇，张云飞，蒲晓莉，罗刚，张士彬，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团钻井工程技术研究院，中国石油集团钻井工程技术研究院江汉机械研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11