[实用新型]涡轮凸轮式井下扶正器

说明书

本实用新型涉及了一种涡轮凸轮式井下扶正器，由动力总成、纠斜总成和下接头组成。所述动力总成前端连接纠斜总成，纠斜总成前端连接下接头，钻进过程中，当井斜发生时，偏重套管较重一侧在重力作用下通过轴承a和轴承c自动旋转到井眼低边，带动连杆座旋转，使连杆a和连杆b位于始终井眼高边，通过动力总成的涡轮转子将液体能量转化为旋转的机械能，带动中心管旋转，滚轮座随中心管同步转动使凸轮上下往复运动，从而带动连杆a和连杆b连续推向井壁，产生一个周期性的反作用力来纠正井斜，实现正常钻进。本实用新型的涡轮凸轮式井下扶正器可以有效纠正井斜，保证垂直钻进的精度，从而提高钻井效率与井眼质量，节约生产成本。

技术领域

本实用新型属于石油天然气钻探工程领域一种新型井下钻井工具，尤其涉及一种涡轮凸轮式井下扶正器。

背景技术

目前，钻探工程作为资源和环境勘探的重要手段，其研究领域正从传统的地表延伸到极地、海洋，以及地球深部、海洋底部。深部钻探将是地球深部探测的重要手段，也是获得地球深部实物的唯一方法，然而在深部钻探过程中，如何保持井眼垂直是一大难题，井斜的问题将直接制约钻进速度和钻孔质量，甚至是整个钻探工程的成败。随着井深的不断增加，井斜问题将愈加突出，危害愈加严重。

针对以上问题，国内外已尝试了多种工具。目前，国内应用最广泛的一种降斜扶正工具是钟摆钻具，由于其降斜机理是“钟摆效应”因此它在大井斜下使用比在小井斜下使用效果更好。但存在的缺陷是：其工作钻压范围小，只能轻压，同时，高陡构造条件下很大的地层造斜力足以抵消降斜力而保持增斜。满眼钻具具组合是当前常规防斜扶正技术的典型组合，一般由几个外径与钻头直径相近的稳定器及一些外径较大的钻铤组成。其在直井钻井倾斜地层中，根据自身特点能有力地控制井斜变化率。但是，由于满眼钻具使用直径较大的稳定器，使扭矩阻力增大，不可避免地使发生压差卡钻和钻具失效的风险增加。国内陡倾构造地区井斜问题非常普遍，能有效地应用于大型深井条件下垂直钻井的自动扶正装置及检测方法迄今未见相关报导。

实用新型内容

为解决背景技术中所述的在竖直井钻井作业过程中由于地层因素及技术原因造成的井斜情况，从而导致钻井效率低下、钻井成本高、钻井周期过长的问题， 本实用新型提供了一种涡轮凸轮式井下扶正器。

本实用新型的技术方案是：涡轮凸轮式井下扶正器由动力总成、纠斜总成和下接头组成，动力总成前端连接纠斜总成，纠斜总成前端连接下接头；所述动力总成包括涡轮本体、角接触球轴承、限位套筒a、防掉环a、涡轮转子、涡轮定子、传动键、限位套筒b、矩形密封圈a、涡轮轴、圆柱滚子轴承、推力球轴承、防掉环b、传动轴和传动轴壳体，将限位套筒a和矩形密封圈a安装到涡轮本体上，依次将涡轮转子、涡轮定子和限位套筒b通过传动键安装在涡轮轴上，将防掉环a安装在涡轮轴的上部，将两个角接触球轴承反向安装在涡轮本体和涡轮轴上部，再通过花键配合将涡轮定子放入涡轮本体内，从上到下依次将圆柱滚子轴承、推力球轴承和防掉环b安装在涡轮轴前段台阶，涡轮轴前端与传动轴螺纹连接，传动轴壳体后端与涡轮本体连接；所述纠斜总成包括密封环、中心管、矩形密封圈b、轴承a、滚轮座、滚轮、螺钉a、偏重套管、凸轮、凸轮盖外环、螺钉b、凸轮盖内环、弹簧、弹簧座、销钉a、销钉b、连杆座、球铰、连杆a、滚筒、圆柱销、铰链销、连杆b、轴承b、套筒和轴承c，滚轮通过螺钉a安装在滚轮座上，将球铰通过凸轮盖外环、螺钉b以及凸轮盖内环安装于凸轮底部，将连杆座固定在轴承b上，从上到下依次将轴承a、滚轮座、凸轮、弹簧、弹簧座、轴承b、套筒和轴承c安装在中心管上，滚轮座依靠螺纹固定于中心管上，弹簧座依靠销钉b固定于中心管上，将滚筒通过圆柱销安装在连杆b右端，利用铰链销将连杆a与连杆b相连，再将连杆a与球铰下端连接，连杆b与连杆底座连接，预先将密封环、矩形密封圈b安装到偏重套管上，再将偏重套管套装在轴承a和轴承c上，利用销钉a将连杆座固定在偏重套管上，中心管后端与传动轴螺纹连接，前端与下接头螺纹连接。