[发明专利]一种全旋转指向式导向工具及提高造斜率结构设计方法

权利要求书

1.一种全旋转指向式导向工具，其特征在于，包括：

钻铤(413)，其内腔通过球面轴承(409，412)连接球铰(410)，并且所述球铰(410)与所述钻铤(413)内壁之间设置有若干个传扭柱体(411)；

导向芯轴(408)，穿过所述球铰(410)并与之固定连接，下端连接钻头，上端通过球轴承组(407)连接偏心轴(406)；

所述偏心轴(406)受所述钻铤(413)内设置的电机(402)驱动而旋转。

2.根据权利要求1所述的一种全旋转指向式导向工具，其特征在于，包括：

所述球铰(410)的球心位于所述钻铤(413)的轴心线上，在所述偏心轴(406)的径向推压下，所述导向芯轴(408)以此球心为支点偏转从而使其轴心线与所述钻铤(413)轴心线呈一固定偏转角形成了导向工具的指向。

3.根据权利要求1所述的一种全旋转指向式导向工具，其特征在于，所述钻铤(413)的外壁上设置有若干个稳定条(414)用于形成近钻头稳定器。

4.根据权利要求1所述的一种全旋转指向式导向工具，其特征在于，所述偏心轴(406)下端和导向芯轴(408)上端为插入结构，在其之间设置所述球轴承组(407)。

5.根据权利要求1所述的一种全旋转指向式导向工具，其特征在于，所述钻铤(413)内设置有依次连接的多芯接线柱体(401)、电机(402)、旋转变压器(403)、减速器(404)、减速器输出轴(405)，所述偏心轴(406)与所述减速器输出轴(405)相连。

6.根据权利要求5所述的一种全旋转指向式导向工具，其特征在于，所述减速器输出轴(405)套于一L型的减速器输出轴壳体中，所述减速器输出轴壳体与所述钻铤(413)之间设置有储油腔(423)；所述减速器输出轴壳体与所述钻铤(413)之间设置浮动密封塞(424)，所述浮动密封塞(424)通过一压缩弹簧(425)连接于减速器输出轴壳体L型的一边上；并且，一柔性细长钻井液隔离管(422)的上端与所述多芯接线柱体(401)内腔设有密封，下端穿过所述导向芯轴(408)后被设置于所述导向芯轴(408)内壁中的钻井液隔离管密封头(432)封堵；所述钻井液隔离管(422)与所述钻铤(413)之间填充有润滑油。

7.根据权利要求6所述的一种全旋转指向式导向工具，其特征在于，所述钻铤(413)在位于浮动密封塞(424)与所述减速器输出轴壳体L型一边之间设置有通孔(426)。

8.一种利用全旋转指向式导向工具提高造斜率结构设计的方法，其特征在于，包括：

通过球面轴承(409，412)在钻铤(413)内设置球铰(410)，在所述球铰(410)与所述钻铤(413)内壁之间设置传扭柱体(411)；

将一导向芯轴(408)穿过所述球铰(410)并与之固定连接，下端连接钻头，上端通过球轴承组(407)连接偏心轴(406)；

利用偏心轴(406)径向推压导向芯轴(408)上端，使导向芯轴(408)轴心线与钻铤(413)轴心线形成一偏转角；

利用所述传扭柱体(411)带动导向芯轴(408)旋转，利用电机(402)通过驱动偏心轴(406)与钻铤(413)等速反向旋转以固定导向工具的相对大地的指向。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，包括：实时测量和调整偏心轴(406)最大偏心处在井眼圆周的位置。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，通过以下方法中的一种或多种以控制造斜率：

使下稳定器中心布置于结构弯点以下；

或者

增大结构弯角；

或者

控制上稳定器与下稳定器之间的间距为2.5m至3.5m之间；

或者

将下稳定器外径设计为212mm至214mm之间；

其中，所述下稳定器是指钻铤上靠近钻头的稳定器，上稳定器是指在钻铤上位于下稳定器上方的稳定器，结构弯点是指导向芯轴与钻铤轴心线的交点，结构弯角是指导向芯轴与钻铤轴心线形成的偏转角。