[发明专利]一种井下钻柱自动定位机构

说明书

所属技术领域

本发明属于钻井钻杆定位技术领域，尤其涉及一种井下钻柱自动定位机构。

背景技术

目前钻深井的钻头井下定位使用雷达波或者其他无线定位技术，但是往往还是具有一定的误差，特别是钻井达到一定的深度时，即使简单的钻直井，其钻头的走向还是不容易精确控制的。在钻头钻井过程中，钻头的旋转轴线与钻井井面轴线可能不共线或者成一定的角度，此时所钻出的井是斜的，即使使用上无线定位设备，当出现钻井钻斜时即使修正钻头的走向，能够在一定程度上补偿，但是在钻斜和补正过程中，井面是成阶梯形的，钻井的井面精度低，甚至还需要二次加工，费时费力。

本发明设计一种井下钻柱自动定位机构解决如上问题。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种井下钻柱自动定位机构，它是采用以下技术方案来实现的。

一种井下钻柱自动定位机构，其特征在于：它包括定位机构驱动齿端面、半圆卡盘转动副、第一半圆卡盘、第二半圆卡盘、钻杆杆身、伸出杆机构，其中第一半圆卡盘和第二半圆卡盘通过半圆卡盘转动副连接且组成一个中间有孔的圆卡盘；钻杆杆身首端偏中间位置处加工有定位机构驱动齿端面；在两个半圆卡盘组成的圆卡盘上均匀安装有三组伸出杆机构，在三组伸出杆机构上安装有另外一组由第一半圆卡盘和第二半圆卡盘组成的圆卡盘，三层结构组成的机构的中间孔与定位机构驱动齿端面正对配合。

上述三组伸出杆机构通过布置保证有且仅有一组伸出杆机构跨过半圆卡盘接缝；对于未跨过半圆卡盘接缝的两组伸出杆机构，其结构完全相同，对于其中任意一个，伸出杆机构包括柔性压轮、伸出杆导轨顶板、压轮弹簧第一支撑、伸出杆行止板、压轮支撑行止板、压轮弹簧、压轮弹簧第二支撑、压轮第一支撑、伸出杆齿、伸出杆第一齿轮、伸出杆第二齿轮、伸出杆导轨第一侧板、伸出杆弹簧、伸出杆弹簧第二支撑、伸出杆导轨第二侧板、压轮转轴、压轮偏距结构、偏距结构转轴、压轮第二支撑、伸出杆、伸出杆弹簧第一支撑、伸出杆弹簧支撑滑孔、伸出杆齿孔、压轮第一支撑转轴、导轨合成间隙，其中伸出杆导轨顶板安装在卡盘上，伸出杆导轨第一侧板、伸出杆导轨第二侧板相互平行地安装在卡盘上，且伸出杆导轨顶板一侧与伸出杆导轨第一侧板连接，伸出杆导轨顶板另一侧与伸出杆导轨第二侧板连接；伸出杆导轨第一侧板上开有长方形的伸出杆齿孔，伸出杆导轨第二侧板上开有伸出杆弹簧支撑滑孔；伸出杆一端安装在导轨中，伸出杆弹簧第二支撑安装在伸出杆面向伸出杆导轨第二侧板的一面且滑动于伸出杆弹簧支撑滑孔中；伸出杆齿安装在伸出杆面向伸出杆导轨第一侧板的一面且穿过伸出杆齿孔；伸出杆弹簧第一支撑安装在伸出杆导轨顶板侧面；伸出杆弹簧一端安装在伸出杆弹簧第一支撑上，另一端安装在伸出杆弹簧第二支撑上；伸出杆第一齿轮和伸出杆第二齿轮通过转轴安装在卡盘上，伸出杆第一齿轮与伸出杆第二齿轮相互啮合，伸出杆第一齿轮与伸出杆齿啮合，伸出杆第二齿轮与定位机构驱动齿端面啮合；压轮弹簧第一支撑安装在伸出杆一端的侧面，压轮第一支撑转轴安装在伸出杆一端，压轮第一支撑通过压轮第一支撑转轴安装在伸出杆一端；压轮弹簧第二支撑安装在压轮第一支撑侧面，压轮弹簧一端安装在压轮弹簧第一支撑上，另一端安装在压轮弹簧第二支撑上；伸出杆行止板安装在伸出杆一端的上侧，压轮支撑行止板安装在压轮第一支撑上侧；伸出杆行止板与压轮支撑行止板互相配合限位；压轮第二支撑一端安装在压轮第一支撑一端，压轮第二支撑另一端安装有偏距结构转轴；压轮偏距结构安装在偏距结构转轴上，柔性压轮通过压轮转轴安装在压轮偏距结构上。

上述三组伸出杆机构中，对于跨过半圆卡盘接缝的伸出杆机构，伸出杆导轨第一侧板和伸出杆导轨第二侧板由两部分组成，均分布安装于两个半圆卡盘上，当半圆卡盘结合后形成导轨合成间隙；对于其他结构该组伸出杆机构结构与其他两组机构完全相同。

作为本技术的进一步改进，上述三组伸出杆机构的上层和下层的半圆卡盘组成的圆卡盘之间通过卡盘加固螺栓、卡盘锁合结构固定在一起。

作为本技术的进一步改进，上述半圆卡盘转动副包括卡盘转轴、第一卡盘第一支耳、第二卡盘圆环、第一卡盘第二支耳，其中第一卡盘第一支耳和第一卡盘第二支耳上下依次安装在第一半圆卡盘上，第二卡盘圆环安装在第二半圆卡盘上，第二卡盘圆环通过卡盘转轴安装在第一卡盘第一支耳和第一卡盘第二支耳之间。

作为本技术的进一步改进，上述伸出杆导轨第一侧板一端安装有第一侧板加强结构。

作为本技术的进一步改进，上述每一组伸出杆机构上，柔性压轮为两个，均安装在压轮转轴上，且位于压轮偏距结构两侧。