[实用新型]一种用于电驱动定向穿越的变径工具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于电驱动定向穿越的变径工具，用于管道定向穿越领域的扩孔用辅助工具，属于石油天然气钻井装置技术领域。

背景技术

在管道定向穿越中，为了解决定向穿越中大管径、长距离、复杂地层等工况时出现的扩孔动力不足、效率低、故障率高等难题，或为了解决定向穿越中信号传输失真或电缆装卸麻烦、易断裂、故障率高等问题，提出了一种电驱动定向穿越扩孔方法。电驱动定向穿越扩孔方法通过能传输动力及信号的智能钻杆(详细技术说明见专利号：ZL201410612951.4)将地面大功率强电传输到地下，驱动地下电机，地下电机再带动扩孔器进行扩孔；同时，采用载波技术能实现地面和地下信号的双向有线传输。

目前，在钻井领域或管道定向穿越领域，通常利用的变径工具是变径稳定器。变径稳定器有纯机械式、机液式或机电液一体式结构，其中机电液式结构中的电指的是控制信号用弱电。现有的变径稳定器主要基于机械力或液力进行变径操作，操作复杂；其控制信号通常采用泥浆脉冲、电磁波、声波等方式传输，传输速度慢、可靠性低。总的来说，现有变径稳定器多因结构复杂、加工难度大、控制困难、可靠性低、效率低等原因难以满足实际需要。

同样，电驱动定向穿越扩孔方法采用现有的变径稳定器进行井眼轨迹控制仍难满足施工需要。为了解决电驱动定向穿越扩孔方法井眼轨迹控制问题，本实用新型提出一种用于电驱动定向穿越的变径工具。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有变径工具结构复杂、加工难度大、控制困难、效率低等问题，提供一种用于电驱动定向穿越的变径工具，从而提高管道定向穿越的成孔质量、减少施工事故、降低施工成本。

本实用新型所采用的技术方案是：

本实用新型一种用于电驱动定向穿越的变径工具，主要由电机、联轴器、丝杠、锥形滑块、翼块连接块、翼块和壳体组成；电机通过联轴器与丝杠连接，锥形滑块套在丝杠上，丝杠两端分别安装有联轴器和挡板，翼块连接块通过T型槽与锥形滑块连接，翼块通过螺纹与翼块连接块连接；壳体径向均布有一圈三个导向孔，用于安装翼块，翼块密封圈安装在壳体的密封沟槽内；锥形滑块在丝杠上做直线运动，推动翼块径向伸出。

电机通过螺栓和法兰盘连接，法兰盘通过螺钉和壳体连接；电机外壳上安装4组电机支撑圆轮，4组电机支撑圆轮沿电机的径向均匀分布。

翼块连接块的一端为斜面，其另一端加工有螺纹孔，用于连接翼块。

本实用新型的有益效果是：本实用新型具有结构简单、加工容易、控制过程简单、操作容易、可靠性高的特点；能实现井眼轨迹控制的智能化和自动化，能实现实时控制，可有效缓解管道定向穿越中面临的大管径、长距离、复杂地层等工况下成孔质量低、故障率高、施工效率低、成本高等困境；采用载波技术实现信号的双向有线传输，提高信号传输的速度和可靠性。

附图说明

图1是本实用新型一种用于电驱动定向穿越的变径工具的结构示意图；

图2是图1的A-A剖面图。

图3是本实用新型的壳体外形示意图。

图中，1.电机，2.电机支撑圆轮，3.联轴器，4.锥形滑块，5.翼块连接块，6.翼块，7.翼块密封圈，8.挡板，9.丝杠，10.法兰盘，11.壳体，12.T型槽，13.导向孔，14.导向孔，15.导向孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案作具体描述：

如图1、图2、图3所示，本实用新型一种用于电驱动定向穿越的变径工具，主要由电机1、联轴器3、丝杠9、锥形滑块4、翼块连接块5、翼块6和壳体11组成；电机1通过键与联轴器3连接，联轴器3通过键与丝杠9连接，锥形滑块4套在丝杠9上，丝杠9两端分别安装有联轴器3和挡板8，用于限制锥形滑块4的行程；翼块连接块5通过T型槽12与锥形滑块4连接，翼块6通过螺纹与翼块连接块5连接；壳体11径向均布有一圈三个导向孔(13，14，15)，用于安装翼块6，翼块密封圈7安装在壳体11的密封沟槽内，可防止外部泥浆液进入壳体11内部；锥形滑块4在丝杠9上做直线运动，推动翼块6径向伸出。

如图1所示，电机1通过螺栓与法兰盘10连接，法兰盘10通过螺钉与壳体11连接；电机1外壳上焊接4组电机支撑圆轮2，4组电机支撑圆轮2沿电机1的径向均匀分布，用于保证电机轴的中心线和壳体的中心线重合，同时用于减小电机安装时对壳体内壁的磨损，并避免电机和壳体内壁间的接触。

如图1、图2所示，翼块连接块5的一端为斜面，用于与锥形滑块4上的斜面贴合，其另一端加工有螺纹孔，用于连接翼块6。

一种用于电驱动定向穿越的变径工具的工作原理是：壳体11通过与上部能传输动力及信号的智能钻杆连接，3相电流从上部能传输动力及信号的智能钻杆进入到公电接头内，通过电缆将主电流传输到母电接头内，母电接头将电流输送到下部连接的能传输动力及信号的智能钻杆中，从而实现主电流或信号的传输；在电机1处，三相分电流进入电机1中，并驱动电机1运动；当电机1正转时，电机1通过联轴器3带动丝杠9旋转，推动锥形滑块4直线运动，推动翼块6径向伸出；当电机1断电停止转动时，由于丝杠9和锥形滑块4间为丝杠螺母副，具有自锁性，则可保持翼块6状态，而不会在外力的作用下缩回；当电机1反转时，电机1通过联轴器3带动丝杠9旋转，推动锥形滑块4直线运动，并将翼块6拉回；如此反复同时控制三个翼块6，从而实现井眼轨迹控制。