[发明专利]一种非旋转套的防转装置以及旋转导向装置

说明书

一种非旋转套的防转装置：所述防转装置如此地与所述非旋转套连接，以使得所述防转装置能够向所述非旋转套传递周向作用力从而阻碍所述非旋转套的旋转，所述防转装置包括防转件和弹性件，所述防转件能够大体上沿所述非旋转套的径向方向移动，所述弹性件的作用于所述防转件并为所述防转体提供大体径向向外的作用力。通过本申请提出的非旋转套的防转装置以及旋转导向装置，一方面能够为准确的姿态测量和导向控制提供基础，另一方面可以在仅使用一个防转装置即可实现两个非旋转套的过快转动，与此同时，防转装置还能够提供基于极小结构尺寸的导向驱动力。

技术领域

本申请涉及钻探领域，尤其涉及控制钻进导向的旋转导向领域。

背景技术

为了获取地下贮藏的自然资源需要进行钻井勘探，在很多情况下，井孔与井架都不是对齐的，而是需要形成一定的偏移或者弯曲，这种形成水平或者竖直偏移或者其他类型的复杂井孔的过程叫做定向钻井。而在定向钻井过程中对钻头方向进行方向控制的过程叫做导向。现代导向钻井有滑动导向与旋转导向两种类型。滑动导向钻井时，钻柱不旋转；用井底动力钻具（涡轮钻具、螺杆钻具）带动钻头旋转。螺杆钻具及部分钻柱与扶正器贴靠井壁只能在井壁上下滑动。它的缺点是摩阻大、有效钻压、扭矩与功率小，钻速低、井眼呈螺旋状不光滑不干净、井身质量差、易事故，往往被迫启动钻盘采用“复合钻进”，而“复合钻进”往往只能有限使用。滑动导向的极限井深小于4000m左右。要较大改变井斜方位时，需起钻改变钻柱结构。旋转导向钻井系统是转盘驱动钻柱旋转，钻柱及旋转导向工具等在井壁上滚动，滚动摩擦阻力小，旋转导向钻井系统能在钻进中控制调整其造斜与定向功能，能随钻实时完成造斜、增斜、稳斜、降斜，且摩阻小、扭矩小、钻速高、钻头进尺多、时效高、成本低、井身平滑井轨易控。极限井身可达15km，是钻复杂结构井和海油陆系及超大位移井（10km）的新式武器。

美国专利申请文件US20140209389A1公开了一种旋转导向工具，其包括非旋转套，一个包括可偏转单元的旋转轴，通过控制偏芯轴套的周向位置使得可偏转单元进行偏转，进而调整钻头的钻孔方向。在整个导向过程中，控制系统需要不断测量非旋转套的姿态（姿态测量系统和控制单元一般会安装在非旋转套内），并根据姿态参数输出控制指令。然而在钻具系统工作过程中，非旋转套会因为惯性和不可忽略的摩擦作用，会随着钻具系统一起转动，虽然非旋转套的转速低于驱动轴，但是转动的非旋转套仍然会为姿态测量带来麻烦，使得测量精度难以保证，进而会影响控制系统的控制精度，影响整个导向操作。

因此，现有技术需要一种有效地阻碍非旋转套随着钻具组合转动的技术，从而为准确的姿态测量和导向控制提供基础。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提出了一种非旋转套的防转装置：所述防转装置如此地与所述非旋转套连接，以使得所述防转装置能够向所述非旋转套传递周向作用力从而阻碍所述非旋转套的旋转，所述防转装置包括防转件和弹性件，所述防转件能够大体上沿所述非旋转套的径向方向移动，所述弹性件的作用于所述防转件并为所述防转体提供大体径向向外的作用力。

优选地，所述防转装置还包括：

本体，所述本体连接至所述非旋转套；

防转件座体，所述防转件座体安装于所述本体；

所述防转件安装于所述防转件座体上，所述弹性件安装于所述本体上，所述弹性件作用于所述防转件座体并通过所述防转件座体提供所述径向向外的作用力。

优选地，所述防转件座体通过第一安装销铰接于所述本体；

所述防转件通过第二安装销可转动地安装在所述防转件座体上。

优选地，所述防转件座体包括斜面，所述斜面作用于所述防转件以提供所述径向向外的作用力。

优选地，所述本体上设置有限位凸起，所述限位凸起适于限制所述防转件的径向位移。