[发明专利]一种机械液压双作用导斜器锚定工具

权利要求书

1.一种机械液压双作用导斜器锚定工具，是由齿轮接头、第一O型密封圈、太阳轮、行星轮、中心轮、齿轮托盘、六角螺母、第二O型密封圈、上壳体、第三O型密封圈、棘轮、压帽、小弹簧、活塞杆、上中心轴、定位销、箍簧、上锚爪、中接头、限位轴、盖板、限位块、碟形弹簧、下中心轴、下壳体、第四O型密封圈、第五O型密封圈、下接头、剪钉、钢球、压缩弹簧、第六O型密封圈、卡簧、锥形凸轮和下锚爪构成；

其特征是：齿轮接头（1）内部设置有通孔，齿轮接头（1）下部设置有齿轮保持架（1b），齿轮保持架（1b）底端设置有公螺纹，齿轮接头（1）外圆与太阳轮（3）内孔上端配合，齿轮接头（1）与太阳轮（3）之间设置有第一O型密封圈（2）；行星轮（4）中心设置有齿轮连接孔（4a），行星轮（4）通过齿轮连接孔（4a）套在齿轮保持架（1b）上，行星轮（4）上端面与齿轮保持架（1b）根部平面相接触，行星轮（4）外圆柱表面设置有渐开线齿廓；中心轮（5）位于齿轮保持架（1b）正中心，中心轮（5）的中心设置有中心孔（5a），中心轮（5）上部外圆柱表面设置有渐开线齿廓，中心轮（5）与行星轮（4）相互啮合，中心轮（5）下部设置有阶梯轴，阶梯轴下部设置有公螺纹，圆形齿轮托盘（6）套在齿轮保持架（1b）下端，齿轮托盘（6）上端面与中心轮（5）下部阶梯轴的台阶面接触，六角螺母（7）与齿轮保持架（1b）底端通过螺纹连接并紧固；太阳轮（3）中部内表面设置有渐开线齿廓，行星轮（4）与太阳轮（3）相互啮合；

所述太阳轮（3）下端与上壳体（9）上端螺纹连接，中接头（19）上端与上壳体（9）下端螺纹连接，中接头（19）下端与下壳体（25）上端螺纹连接，下接头（28）与下壳体（25）之间通过剪钉（29）连接；上中心轴（15）上端与中心轮（5）下端通过螺纹连接，上中心轴（15）下端与限位轴（20）上端通过螺纹连接，下中心轴（24）上端与限位轴（20）下端螺纹连接，下中心轴（24）下端与下接头（28）上端螺纹连接；

所述上中心轴（15）内部设置有等径通孔，上中心轴（15）上部设置有四个过流孔（15a），上中心轴（15）外圆中上部沿轴线方向对称设置有一段凸键（15b），上中心轴（15）中部设置有锥形凸轮（34），上壳体（9）内圆上部设置有一圈凸台，上中心轴（15）上部与上壳体（9）凸台之间设置有第二O型密封圈（8）；棘轮（11）外圆表面均匀分布有锯齿牙，棘轮（11）上部设置有一段光滑外圆柱面，棘轮（11）内孔对称设置有两个键槽，棘轮（11）通过键槽套在上中心轴（15）的凸键（15b）上，棘轮（11）底端与上中心轴（15）之间通过卡簧（33）固定，棘轮（11）锯齿牙外圆轮廓与上壳体（9）内表面之间通过间隙配合，棘轮（11）与上中心轴（15）之间设置有第六O型密封圈（32），棘轮（11）上部外圆柱面与上壳体（9）内圆表面接触，棘轮（11）上部外圆柱面与上壳体（9）之间设置有第三O型密封圈（10）；

上壳体（9）中上部设置有一个阶梯孔，压帽（12）置于阶梯孔内，压帽（12）与阶梯孔之间螺纹连接，压帽（12）内部设置有圆柱内腔，压帽（12）外侧中心设置有通孔并连通圆柱内腔，活塞杆（14）置于压帽（12）圆柱内腔，活塞杆（14）上设置有环形凹槽，小弹簧（13）被压在环形凹槽内，小弹簧（13）外端与压帽（12）接触，小弹簧（13）内端与活塞杆（14）接触，活塞杆（14）外端的圆柱形杆穿过压帽（12）外侧中心的通孔，活塞杆（14）内端设置为圆锥形凸体，活塞杆（14）内端与棘轮（11）锯齿牙接触；上壳体（9）中部设置有矩形窗口，上锚爪（18）置于上壳体（9）矩形窗口内，上锚爪（18）与上壳体（9）之间通过定位销（16）连接，箍簧（17）套在上壳体（9）外圆中部并压在上锚爪（18）外侧上部凹槽内，上锚爪（18）内侧与锥形凸轮（34）接触；

所述限位轴（20）置于中接头（19）内，限位轴（20）中心设置有通孔，限位轴（20）中部设置有锥形公马牙（20a），中接头（19）外圆柱面中部周向对称分布两个矩形沉槽，限位块（22）置于矩形沉槽内，限位块（22）两端凸台与矩形沉槽的台阶贴合，限位块（22）内侧设置有锥形母马牙（22a），限位块（22）的锥形母马牙与限位轴（20）的锥形公马牙相配合，盖板（21）与中接头（19）矩形沉槽外侧之间螺钉连接，四个碟形弹簧（23）分别套在限位块（22）外侧的四个圆柱凸台上，碟形弹簧（23）置于盖板（21）和限位块（22）之间，碟形弹簧（23）被盖板（21）紧压在限位块（22）外侧面；

所述下中心轴（24）置于下壳体（25）内部，下壳体（25）上端与中接头（19）下端螺纹连接，下中心轴（24）中部设置有锥形凸轮（34），下中心轴（24）中下部与下壳体（25）之间设置有第四O型密封圈（26），下中心轴（24）中心设置有通孔，下中心轴（24）中下部设置有进流孔（24a），下中心轴（24）底端设置为锥形喇叭口，下壳体（25）中部设置有矩形窗口，下锚爪（35）置于下壳体（25）矩形窗口内，下锚爪（35）与下壳体（25）之间通过定位销（16）连接，箍簧（17）套在下壳体（25）外圆中上部并压在下锚爪（35）外侧上部凹槽内，下锚爪（35）内侧与锥形凸轮（34）接触；下接头（28）外圆柱面与下壳体（25）内圆柱面接触，下接头（28）内腔中下部设置有弹簧座（28a），压缩弹簧（31）置于弹簧座（28a）内，钢球（30）置于压缩弹簧（31）与下中心轴（24）锥形喇叭口之间，下接头（28）与下壳体（25）之间设置有第五O型密封圈（27）；

工作时，齿轮接头（1）与上部导斜器通过螺纹连接固定，钻井液进入中心通道内并被钢球（30）封堵形成高压钻井液，高压钻井液通过过流孔（15a）和进流孔（24a）分别进入两个环形液缸内，进而推动太阳轮（3）、上壳体（9）、中接头（19）和下壳体（25）剪断剪钉（29）一起轴向上移，上锚爪（18）和下锚爪（35）分别在上壳体（9）和下壳体（25）的拉动下沿锥形凸轮（34）上移，在锥形凸轮（34）的支撑下使上锚爪（18）和下锚爪（35）分别径向张开，与套管壁接触并卡紧套管壁，同时限位块（22）也轴向上移，限位轴（20）通过马牙机构锁定限位块（22）的轴向移动位置；在套管开窗过程中，上部导斜器在开窗铣锥施加的切削扭矩作用下会发生微小的周向顺时针转动，进而带动齿轮接头（1）产生周向顺时针旋转，此时太阳轮（3）、行星轮（4）和中心轮（5）共同构成一个行星轮系，通过该行星轮系将齿轮接头（1）微小的周向顺时针旋转运动传递给上中心轴（15）和下中心轴（24），并在行星轮系的作用下上中心轴（15）和下中心轴（24）旋转运动角被进一步放大，放大倍数为该行星轮系的传动比，锥形凸轮（34）顺时针旋转进而使凸轮高点（36）作用在上锚爪（18）和下锚爪（35）的内侧，进一步支撑上锚爪（18）和下锚爪（35）沿径向外伸，促使上锚爪（18）和下锚爪（35）与套管壁贴合更紧，切实提升锚定工具的锚定效果；同时上中心轴（15）旋转带动棘轮（11）顺时针转动，活塞杆（14）卡在棘轮（11）锯齿牙内有效锁定上中心轴（15）和下中心轴（24）的周向转动位置，保证上锚爪（18）和下锚爪（35）不会回缩。