本發(fā)明涉及石油鉆取工具，尤其是涉及一種可連續(xù)旋轉(zhuǎn)液力驅(qū)動式定向器。

背景技術(shù)：

1、連續(xù)油管定向鉆井中連續(xù)油管自身無法扭轉(zhuǎn)，為控制井眼軌跡，需要采用定向器對鉆頭工具面進(jìn)行角度調(diào)整。目前，市場上比較成熟的液力驅(qū)動式定向器是通過開泵時，鉆井液從定向器流向鉆頭，流經(jīng)井底鉆具會產(chǎn)生壓差，驅(qū)動棘輪工具轉(zhuǎn)動并帶動輸出軸轉(zhuǎn)動（如圖1所示），其輸出的扭矩和壓差成正比關(guān)系；當(dāng)泵關(guān)閉后，定向器內(nèi)外壓差消失，定向器重置（如圖2所示）；同時棘輪閉鎖裝置對當(dāng)前的定向方位進(jìn)行鎖定，直到再次開泵。

2、上述定向過程需要進(jìn)行多次，直到達(dá)到要求的方位，在此過程中需要通過不斷開關(guān)泵以實(shí)現(xiàn)工具面的多次調(diào)整，不可實(shí)現(xiàn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)，定向精度差、效率低。

3、中國專利文獻(xiàn)cn?105178856?a記載了一種油氣井定向器，該定向器同樣存在定向精度有限，鎖止不方便的問題；中國專利文獻(xiàn)cn?114439367?a記載了一種連續(xù)油管鉆井用定向器，依然存在上述問題，使用存在缺陷，需要改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種可連續(xù)旋轉(zhuǎn)液力驅(qū)動式定向器，解決了定向器不能連續(xù)旋轉(zhuǎn)，操作復(fù)雜，單次循環(huán)的旋轉(zhuǎn)角度較大精度不高，整體使用壽命有限的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種可連續(xù)旋轉(zhuǎn)液力驅(qū)動式定向器，包括穿設(shè)在外殼中部的活塞桿，活塞桿的下部通過減速機(jī)構(gòu)和聯(lián)軸器連接有輸出軸，活塞桿的上部外側(cè)依次套設(shè)有驅(qū)動活塞和限位活塞，驅(qū)動活塞上可拆卸的設(shè)有圓柱銷釘和轉(zhuǎn)動銷，轉(zhuǎn)動銷的軸線和活塞桿的軸線垂直，活塞桿上設(shè)有多個銷槽，銷槽的底部通過螺旋滑槽連接，通過限位活塞的移動驅(qū)使驅(qū)動活塞下壓轉(zhuǎn)動銷從而帶動活塞桿進(jìn)行角度的轉(zhuǎn)動。

3、優(yōu)選的方案中，驅(qū)動活塞的外側(cè)平行設(shè)有至少兩個環(huán)槽，環(huán)槽內(nèi)嵌合有密封圈，驅(qū)動活塞的側(cè)壁貫穿設(shè)有安裝孔，圓柱銷釘插設(shè)在安裝孔內(nèi)。

4、優(yōu)選的方案中，外殼的內(nèi)側(cè)中部設(shè)有隔板，隔板將外殼分隔形成第一腔室和第二腔室，隔板的中部設(shè)有貫通孔，活塞桿穿設(shè)在貫通孔內(nèi)，限位活塞位于第一腔室內(nèi)，限位活塞的下側(cè)通過復(fù)位彈簧抵靠在隔板上，復(fù)位彈簧套設(shè)在活塞桿外側(cè)，減速機(jī)構(gòu)、聯(lián)軸器和輸出軸位于第二腔室內(nèi)，減速機(jī)構(gòu)通過變徑管和聯(lián)軸器連接。

5、優(yōu)選的方案中，第一腔室和第二腔室的端部分別設(shè)有第一安裝部及第二安裝部，第一安裝部內(nèi)設(shè)有非旋轉(zhuǎn)接頭，第二安裝部內(nèi)設(shè)有軸承。

6、優(yōu)選的方案中，外殼的上側(cè)對稱貫穿設(shè)有兩個第一螺紋孔，第一螺紋孔內(nèi)設(shè)有限位銷釘，限位活塞通過限位銷釘和外殼連接，限位活塞的兩側(cè)對稱設(shè)有限位槽，限位銷釘滑設(shè)在限位槽內(nèi)。

7、優(yōu)選的方案中，第二腔室靠近隔板的一側(cè)還設(shè)有鎖緊機(jī)構(gòu)，鎖緊機(jī)構(gòu)用于通過活塞桿對輸出軸進(jìn)行鎖止。

8、優(yōu)選的方案中，活塞桿包括第一桿體和第二桿體，多個銷槽沿軸線方向平行設(shè)置在第一桿體外側(cè)，相鄰兩個銷槽之間設(shè)有隔條，銷槽和螺旋滑槽的寬度分別和轉(zhuǎn)動銷尺寸相匹配。

9、優(yōu)選的方案中，鎖緊機(jī)構(gòu)包括固定套和棘爪，第二桿體外側(cè)沿周向設(shè)有多個直伸板，直伸板內(nèi)設(shè)有滑道和固定槽，固定套內(nèi)側(cè)設(shè)有多個和棘爪相配合的鎖口，棘爪位于滑道內(nèi)，棘爪通過支撐彈簧和第二桿體連接，支撐彈簧位于固定槽內(nèi)。

10、優(yōu)選的方案中，圓柱銷釘?shù)闹胁控灤┰O(shè)有通孔，通孔的上側(cè)設(shè)有第二螺紋孔，轉(zhuǎn)動銷的上側(cè)設(shè)有凸臺，凸臺外徑和第二螺紋孔相等，轉(zhuǎn)動銷穿設(shè)在通孔內(nèi)，第二螺紋孔內(nèi)設(shè)有銷釘，銷釘?shù)南聜?cè)抵靠在凸臺上。

11、優(yōu)選的方案中，凸臺的頂部設(shè)有半球孔，轉(zhuǎn)動銷的下部設(shè)有接觸頭，銷釘?shù)纳喜亢拖虏糠謩e設(shè)有對接口與滾珠，滾珠抵靠在半球孔內(nèi)；

12、螺旋滑槽內(nèi)沿螺旋滑槽的螺旋方向的中心線上設(shè)有多個和銷槽底部開口相對應(yīng)的感應(yīng)槽，感應(yīng)槽和接觸頭相配合，銷槽底部開口一側(cè)設(shè)有磁塊，磁塊和接觸頭磁性吸合。

13、本發(fā)明的有益效果為：通過在驅(qū)動活塞的上部設(shè)置驅(qū)動活塞，從而通過壓差驅(qū)使驅(qū)動活塞上的轉(zhuǎn)動銷在活塞桿上進(jìn)行移位，推動活塞桿進(jìn)行轉(zhuǎn)動，活塞桿的轉(zhuǎn)動角度通過減速機(jī)構(gòu)的行星輪進(jìn)行二次的縮小，數(shù)倍提高了輸出軸的轉(zhuǎn)動角度的精度，且轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，鎖緊機(jī)構(gòu)則可以將上述輸出軸的狀態(tài)進(jìn)行鎖止，整體工作穩(wěn)定，連續(xù)作業(yè)完平穩(wěn)切換，使用效果好。

14、1.本方案在液壓驅(qū)動定向器旋轉(zhuǎn)定位過程中可實(shí)現(xiàn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)，不需要反復(fù)開關(guān)泵進(jìn)行角度調(diào)整，效率更高。并且在使用過程中不至于因反復(fù)液壓沖擊造成換向機(jī)構(gòu)和鎖緊機(jī)構(gòu)的疲勞和變形，延長了工具的使用壽命。

15、2.本方案有兩級定位機(jī)構(gòu)，定位角度精度更大，且不受換向機(jī)構(gòu)尺寸限制，可以實(shí)現(xiàn)單次開泵的精確定位，縮短了工期，節(jié)約了鉆井成本。

技術(shù)特征：

1.一種可連續(xù)旋轉(zhuǎn)液力驅(qū)動式定向器，其特征是：包括穿設(shè)在外殼（7）中部的活塞桿（11），活塞桿（11）的下部通過減速機(jī)構(gòu)（13）和聯(lián)軸器（15）連接有輸出軸（6），活塞桿（11）的上部外側(cè)依次套設(shè)有驅(qū)動活塞（1）和限位活塞（9），驅(qū)動活塞（1）上可拆卸的設(shè)有圓柱銷釘（17）和轉(zhuǎn)動銷（18），轉(zhuǎn)動銷（18）的軸線和活塞桿（11）的軸線垂直，活塞桿（11）上設(shè)有多個銷槽（1101），銷槽（1101）的底部通過螺旋滑槽（1103）連接，通過限位活塞（9）的移動驅(qū)使驅(qū)動活塞（1）下壓轉(zhuǎn)動銷（18）從而帶動活塞桿（11）進(jìn)行角度的轉(zhuǎn)動。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述可連續(xù)旋轉(zhuǎn)液力驅(qū)動式定向器，其特征是：驅(qū)動活塞（1）的外側(cè)平行設(shè)有至少兩個環(huán)槽（101），環(huán)槽（101）內(nèi)嵌合有密封圈（19），驅(qū)動活塞（1）的側(cè)壁貫穿設(shè)有安裝孔（102），圓柱銷釘（17）插設(shè)在安裝孔（102）內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述可連續(xù)旋轉(zhuǎn)液力驅(qū)動式定向器，其特征是：外殼（7）的內(nèi)側(cè)中部設(shè)有隔板（701），隔板（701）將外殼（7）分隔形成第一腔室（702）和第二腔室（703），隔板（701）的中部設(shè)有貫通孔（704），活塞桿（11）穿設(shè)在貫通孔（704）內(nèi)，限位活塞（9）位于第一腔室（702）內(nèi)，限位活塞（9）的下側(cè)通過復(fù)位彈簧（4）抵靠在隔板（701）上，復(fù)位彈簧（4）套設(shè)在活塞桿（11）外側(cè)，減速機(jī)構(gòu)（13）、聯(lián)軸器（15）和輸出軸（6）位于第二腔室（703）內(nèi)，減速機(jī)構(gòu)（13）通過變徑管（14）和聯(lián)軸器（15）連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述可連續(xù)旋轉(zhuǎn)液力驅(qū)動式定向器，其特征是：第一腔室（702）和第二腔室（703）的端部分別設(shè)有第一安裝部（705）及第二安裝部（706），第一安裝部（705）內(nèi)設(shè)有非旋轉(zhuǎn)接頭（8），第二安裝部（706）內(nèi)設(shè)有軸承（16）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述可連續(xù)旋轉(zhuǎn)液力驅(qū)動式定向器，其特征是：外殼（7）的上側(cè)對稱貫穿設(shè)有兩個第一螺紋孔（707），第一螺紋孔（707）內(nèi)設(shè)有限位銷釘（10），限位活塞（9）通過限位銷釘（10）和外殼（7）連接，限位活塞（9）的兩側(cè)對稱設(shè)有限位槽（901），限位銷釘（10）滑設(shè)在限位槽（901）內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述可連續(xù)旋轉(zhuǎn)液力驅(qū)動式定向器，其特征是：第二腔室（703）靠近隔板（701）的一側(cè)還設(shè)有鎖緊機(jī)構(gòu)（12），鎖緊機(jī)構(gòu)（12）用于通過活塞桿（11）對輸出軸（6）進(jìn)行鎖止。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述可連續(xù)旋轉(zhuǎn)液力驅(qū)動式定向器，其特征是：活塞桿（11）包括第一桿體（1104）和第二桿體（1105），多個銷槽（1101）沿軸線方向平行設(shè)置在第一桿體（1104）外側(cè)，相鄰兩個銷槽（1101）之間設(shè)有隔條（1102），銷槽（1101）和螺旋滑槽（1103）的寬度分別和轉(zhuǎn)動銷（18）尺寸相匹配。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述可連續(xù)旋轉(zhuǎn)液力驅(qū)動式定向器，其特征是：鎖緊機(jī)構(gòu)（12）包括固定套（1201）和棘爪（1203），第二桿體（1105）外側(cè)沿周向設(shè)有多個直伸板（1106），直伸板（1106）內(nèi)設(shè)有滑道（1107）和固定槽（1108），固定套（1201）內(nèi)側(cè)設(shè)有多個和棘爪（1203）相配合的鎖口（1202），棘爪（1203）位于滑道（1107）內(nèi)，棘爪（1203）通過支撐彈簧（20）和第二桿體（1105）連接，支撐彈簧（20）位于固定槽（1108）內(nèi)。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述可連續(xù)旋轉(zhuǎn)液力驅(qū)動式定向器，其特征是：圓柱銷釘（17）的中部貫穿設(shè)有通孔（1701），通孔（1701）的上側(cè)設(shè)有第二螺紋孔（1702），轉(zhuǎn)動銷（18）的上側(cè)設(shè)有凸臺（1801），凸臺（1801）外徑和第二螺紋孔（1702）相等，轉(zhuǎn)動銷（18）穿設(shè)在通孔（1701）內(nèi)，第二螺紋孔（1702）內(nèi)設(shè)有銷釘（1703），銷釘（1703）的下側(cè)抵靠在凸臺（1801）上。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述可連續(xù)旋轉(zhuǎn)液力驅(qū)動式定向器，其特征是：凸臺（1801）的頂部設(shè)有半球孔（1802），轉(zhuǎn)動銷（18）的下部設(shè)有接觸頭（1803），銷釘（1703）的上部和下部分別設(shè)有對接口（1704）與滾珠（1705），滾珠（1705）抵靠在半球孔（1802）內(nèi)；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種可連續(xù)旋轉(zhuǎn)液力驅(qū)動式定向器，包括穿設(shè)在外殼中部的活塞桿，活塞桿的下部通過減速機(jī)構(gòu)和聯(lián)軸器連接有輸出軸，活塞桿的上部外側(cè)依次套設(shè)有驅(qū)動活塞和限位活塞，驅(qū)動活塞上可拆卸的設(shè)有圓柱銷釘和轉(zhuǎn)動銷，轉(zhuǎn)動銷的軸線和活塞桿的軸線垂直，活塞桿上設(shè)有多個銷槽，銷槽的底部通過螺旋滑槽連接，通過限位活塞的移動驅(qū)使驅(qū)動活塞下壓轉(zhuǎn)動銷從而帶動活塞桿進(jìn)行角度的轉(zhuǎn)動。本發(fā)明設(shè)計巧妙，結(jié)構(gòu)緊湊，能大幅度提高定向器的轉(zhuǎn)動精度，保證連續(xù)作業(yè)，從而提高了鉆井的效果。

技術(shù)研發(fā)人員：華劍,王婧宇,余澤坤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：長江大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9