[发明专利]一种摆动式旋转导向钻井钻具

摘要

本发明涉及一种摆动式旋转导向钻井钻具，包括导向控制机构、钻井液分配机构和导向执行机构。导向控制机构包括上、下钻杆接头，无磁钻铤，涡轮发电机，扭矩发生器，上、下轴承组件和电子仓；钻井液分配机构包括旋转控制盘和柱塞上支撑盘；导向执行机构包括柱塞缸、球笼式万向节、柱塞下支撑盘、密封部分和钻头。本发明通过钻井液作用于柱塞缸使钻头以球笼式万向节为回转中心向一侧摆动，能避免现有推靠式或指向式旋转导向钻井系统出现的狗腿度大或芯轴寿命短的问题。本钻具通过控制扭矩发生器的输出转矩来自动纠偏和稳斜，不需起下钻更换孔底钻具组合就能实现增斜、降斜和稳斜，从而调整钻具姿态。本钻具受地层影响小，造斜率稳定，使用寿命长。

主权项

一种摆动式旋转导向钻井钻具，包括导向控制机构、钻井液分配机构和导向执行机构，其特征在于：所述的导向控制机构包括上钻杆接头，无磁钻铤，下钻杆接头，涡轮发电机，扭矩发生器，上、下轴承组件和电子仓；无磁钻铤通过螺纹分别与上钻杆接头和下钻杆接头连接，所述的涡轮发电机和扭矩发生器安装在无磁钻铤中，所述的上、下轴承组件均用内六角圆柱头螺钉分别固定在上钻杆接头和下钻杆接头上，所述上轴承组件包括有轴承保护腔、定位套筒、角接触滚动轴承、轴承端盖、调整垫片及密封毡圈；所述下轴承组件包括有轴承保护腔、控制轴、角接触滚动轴承、轴承端盖、调整垫片及密封毡圈；所述角接触滚动轴承置于轴承保护腔内，上轴承保护腔中的两个角接触滚动轴承的内圈用定位套筒定位，下轴承保护腔中的两个角接触滚动轴承内圈用控制轴的轴肩定位，角接触滚动轴承外圈用轴承端盖压紧，并用调整垫片进行调整，轴承端盖内设有密封毡圈实现密封，轴承端盖通过螺钉固定在轴承保护腔上；所述电子仓设在涡轮发电机与扭矩发生器之间，电子仓由电子仓密封桶、电路板支柱、螺帽、电路板支架、下电子仓端盖、电路板、螺栓、上电子仓端盖组成，电子仓密封桶两端设有上电子仓端盖和下电子仓端盖，上电子仓端盖和下电子仓端盖中设有电路板支柱，电路板安装在电路板支架上，电路板支架通过螺栓螺帽固定在电路板支柱上；所述的钻井液分配机构包括旋转控制盘、柱塞上支撑盘，旋转控制盘安装在柱塞上支撑盘内；所述旋转控制盘上部与控制轴连接，旋转控制盘与控制轴上安装有弹簧，旋转控制盘下部的底座与柱塞上支撑盘贴合，弹簧用于使旋转控制盘的底座与柱塞上支撑盘压紧；旋转控制盘的底座上开有1个钻井液通道，底部开有1个钻井液的卸荷通道；所述柱塞上支撑盘内底面上开有六个斜孔分别通过斜孔通道与六个柱塞缸相通，柱塞上支撑盘的圆柱壁上开有一个卸荷孔道，卸荷孔道与旋转控制盘的卸荷通道相连；所述的导向执行机构包括柱塞缸、球笼式万向节、柱塞下支撑盘、密封部分、下部连接轴和钻头，柱塞缸由柱塞缸缸体、柱塞、上滑靴、下滑靴组成，六个柱塞缸通过六对上、下滑靴焊在所述柱塞上支撑盘和柱塞下支撑盘之间，柱塞缸缸体上端置于上滑靴内，柱塞缸缸体内部安装有柱塞，柱塞下端置于下滑靴内；所述球笼式万向节由万向节上半轴、钢球、万向节下半轴组成，钢球连接万向节上半轴和万向节下半轴，万向节上半轴和万向节下半轴分别与柱塞上支撑盘和下部连接轴用螺纹连接，钢球安装在密封桶中；所述密封部分由密封活塞、端盖和密封桶组成，端盖内装有密封活塞，密封桶上端用螺钉固结在柱塞上支撑盘上，密封桶下端与端盖用螺纹连接，并将密封活塞压紧在端盖内；柱塞下支撑盘焊接在下部连接轴上，下部连接轴下端与钻头用螺纹连接。