[实用新型]利用凸轮四杆机构实现自动垂直钻井的井下工具

摘要

本实用新型公开了一种用于石油钻井等领域中的利用凸轮四杆机构实现自动垂直钻井的井下工具，将旋转运动转化为轴向运动，再将轴向运动转化为径向运动，在钻进过程中，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始终位于井眼高边，上接头带动中心管旋转，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，提高钻井效率。本实用新型的利用凸轮四杆机构实现自动垂直钻井的井下工具可以有效纠正井斜，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。

主权项

1.利用凸轮四杆机构实现自动垂直钻井的井下工具，由上接头（1）、中心管（2）、密封环（3）、轴承a（4）、偏重套管（5）、滚轮座（6）、滚轮（7）、螺钉a（8）、凸轮（9）、凸轮盖外环（10）、螺钉b（11）、凸轮盖内环（12）、弹簧（13）、弹簧座（14）、螺钉c（15）、螺钉d（16）、连杆座（17）、球铰（18）、连杆a（19）、滚筒（20）、圆柱销（21）、铰链销（22）、连杆b（23）、轴承b（24）、套筒（25）、轴承c（26）和下接头（27）组成，其特征在于：所述滚轮（7）通过螺钉a（8）安装在滚轮座（6）上，球铰（18）通过凸轮盖外环（10）、螺钉b（11）以及凸轮盖内环（12）安装于凸轮（9）底部，连杆座（17）固定在轴承b（24）外侧；从上到下依次将滚轮座（6）、凸轮（9）、弹簧（13）、弹簧座（14）、轴承b（24）和套筒（25）安装在中心管（2）上，滚轮座（6）依靠螺纹固定于中心管（2）上，弹簧座（14）依靠螺钉d（16）固定于中心管（2）上；将滚筒（20）通过圆柱销（21）安装在连杆b（23）右端，利用铰链销（22）将连杆a（19）与连杆b（23）相连，再将连杆a（19）与球铰（18）下端连接，连杆b（23）与连杆座（17）连接；预先将密封环（3）安装到偏重套管（5）上，利用轴承a（4）和轴承c（26）将偏重套管（5）固定在中心管（2）外侧，偏重套管（5）可绕中心管（2）自由转动，连杆座（17）通过螺钉c（15）固定在偏重套管（5）上；中心管（2）上端与上接头（1）螺纹连接，下端与下接头（27）螺纹连接；钻进过程中，当井斜发生时，偏重套管（5）较重一侧在重力作用下通过轴承a（4）和轴承c（26）自动旋转到井眼低边，带动连杆座（17）旋转，使连杆a（19）和连杆b（23）始终位于井眼高边，上接头（1）带动中心管（2）旋转，滚轮座（6）随中心管（2）同步转动使凸轮（9）上下往复运动，从而带动连杆a（19）和连杆b（23）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，提高钻井效率。