[实用新型]一种机械旋转导向钻井工具

权利要求书

1.一种机械旋转导向钻井工具，其特征在于：机械旋转导向钻井工具主要由上接头(1)、花键筒(2)、花键轴(3)、传动轴(4)、外筒(5)、活塞环(6)、过渡环(7)、锁紧销(8)、大弹簧(9)、活塞(10)、定向键(11)、小弹簧(12)、限位警示环(13)、下接头(14)、柱塞(15)、推板(16)和液压端壳体(17)组成；

所述上接头(1)和花键轴(3)连接成一体，可以传递上部钻具的扭矩、拉力和钻压，同时，花键轴(3)还可以通过其上、下移动来开、关传动轴(4)上的泥浆通道；

所述花键筒(2)、传动轴(4)和下接头(14)连接成一体，可以传递上部钻具的扭矩、拉力和钻压，同时，传动轴(4)上泥浆通道用于连通钻具水眼与环形泥浆腔；

所述活塞(10)、过渡环(7)、花键轴(3)、传动轴(4)、锁紧销(8)和小弹簧(12)组成一套双向锁紧装置；

所述活塞(10)、小弹簧(12)、传动轴(4)、定向键(11)和液压端壳体(17)组成定向锁紧机构。

2.根据权利要求1所述的一种机械旋转导向钻井工具，其特征在于：花键轴(3)与花键筒(2)配套使用可以传递来自上部钻具的扭矩，而且，花键轴(3)与花键筒(2)的轴向相对移动是机械旋转导向钻井工具实现定向钻进模式和稳斜钻进模式转换的关键。

3.根据权利要求1所述的一种机械旋转导向钻井工具，其特征在于：花键轴(3)与传动轴(4)的轴向相对移动，使花键轴(3)作为传动轴(4)上三个120°均布泥浆通道的开关，可以辅助机械旋转导向钻井工具转换定向钻进模式和稳斜钻进模式。

4.根据权利要求1所述的一种机械旋转导向钻井工具，其特征在于：花键轴(3)、传动轴(4)、外筒(5)、活塞环(6)和大弹簧(9)组成液压油压力供应系统；传动轴(4)和外筒(5)之间的液动密封，活塞环(6)与传动轴(4)、外筒(5)之间的液动密封，使传动轴(4)、外筒(5)和活塞环 (6)之间构成一个环形泥浆腔；传动轴(4)上按照120°均布设计有三个泥浆通道，用于连通钻具水眼与环形泥浆腔。

5.根据权利要求1所述的一种机械旋转导向钻井工具，其特征在于：活塞(10)、过渡环(7)、花键轴(3)、传动轴(4)、锁紧销(8)和小弹簧(12)组成一套双向锁紧装置，是机械旋转导向钻井工具转换定向钻进模式和稳斜钻进模式的执行机构；当花键轴(3)在过渡环(7)与传动轴(4)之间的环形空间内向上移动并离开锁紧销(8)时，活塞(10)解锁，活塞(10)在泥浆压力作用下可以向下移动，同时，花键轴(3)锁紧，花键轴(3)无法向下移动；相反，当花键轴(3)在过渡环(7)与传动轴(4)之间的环形空间内向下移动挡住锁紧销(8)时，活塞(10)锁紧，活塞(10)在泥浆压力作用下无法向下移动，但是，花键轴(3)解锁，花键轴(3)可上下自由移动。

6.根据权利要求1所述的一种机械旋转导向钻井工具，其特征在于：传动轴(4)、外筒(5)、活塞环(6)、大弹簧(9)、柱塞(15)和液压端壳体(17)共同构成密闭液压油腔室和液压油通道；当活塞环(6)在环形泥浆腔内高压泥浆作用下下行时，压缩大弹簧(9)，给液压油施加压力并使其流动，继而推动柱塞(15)伸出；在没有高压泥浆作用时，活塞环(6)利用弹簧弹性复位，柱塞(15)被收回。

7.根据权利要求1所述的一种机械旋转导向钻井工具，其特征在于：活塞(10)、小弹簧(12)、传动轴(4)、定向键(11)和液压端壳体(17)组成定向锁紧机构；当活塞(10)在泥浆压力作用下下行时，压缩小弹簧(12)，定向键(11)嵌入液压端壳体(17)把传动轴(4)和液压端壳体(17)锁紧在一起，传动轴(4)和液压端壳体(17)之间无法相对转动，通过传动轴(4)即可定向摆工具面，或者说稳斜钻进，机械旋转导向钻井工具执行稳斜钻进模式；当活塞(10)未下行时，传动轴(4)和液压端壳体(17)之间可自由转动，机械旋转导向钻井工具执行定向钻进模式。

8.根据权利要求1所述的一种机械旋转导向钻井工具，其特征在于：柱塞 (15)、推板(16)和液压端壳体(17)组成液压端总成；在液压端壳体(17)上，按照120°均布设计有三个扶正棱，其中两个扶正棱内安装柱塞(15)和推板(16)，一个扶正棱内安装定向锁紧机构。

9.根据权利要求1所述的一种机械旋转导向钻井工具，其特征在于：限位警示环(13)通过立管压力变化可以间接反映机械旋转导向钻井工具工作模式；当定向摆工具面或者稳斜钻进模式时，活塞(10)下行接触到限位警示环(13)，泵压升高；当定向钻进模式时，活塞(10)无法下行接触限位警示环(13)，泵压不变。