[发明专利]一种动态指向式旋转导向钻井工具

摘要

一种动态指向式旋转导向钻井工具，包括旋转外套，在旋转外套内设有从左至右依次连接的偏心机构、导向轴、扭矩传递机构及密封装置。偏心机构由内外偏心环组成，内偏心环安装在外偏心环内部，且套接在球座上，内外偏心环均通过法兰与无框电机直接连接并由无框电机直接驱动，导向轴的左端插入球座中，导向轴右端装有扭矩传递机构，扭矩传递机构右端设置有密封装置；本发明通过采用无框电机直接驱动偏心机构实现导向轴的偏置，减少了工具结构形状尺寸，极大的节省了机构内部空间，且偏置调节过程连续无间隙；改善了钻具的受力状况，具有更长的寿命；既不受地层复杂情况的影响，又能实现井眼轨迹的精确控制；同时具有响应的快速性、较高的可靠性和良好的稳定性。

主权项

1.一种动态指向式旋转导向钻井工具，包括旋转外套(11)，其特征为：旋转外套(11)内从左至右依次连接有偏心机构、导向轴(7)、扭矩传递机构(8)及密封装置(9)；所述的偏心机构包括内偏心环(4)和外偏心环(3)，内偏心环(4)安装在外偏心环(3)内部，且套接在球座(10)上，内偏心环(4)通过第二法兰(5)右端面与第二无框电机(6)的输出轴连接，外偏心环(3)通过第一法兰(2)的左端面与第一无框电机(1)的输出轴连接，导向轴(7)的左端插入球座(10)中，导向轴(7)右端装有扭矩传递机构(8)，扭矩传递机构(8)右端设置有密封装置(9)；外偏心环(3)和内偏心环(4)的偏心距均为e，导向偏心距为ρ，ρ的大小范围为0～2e；调角公式：调方位公式：导向偏心距ρ稳定条件：ω1＝ω2  (3)导向方位角γ稳定条件：完成导向最终稳定条件：ω1＝ω2＝ω3  (5)式中：ρ为导向偏心距，单位：mm；γ为导向方位角，单位：rad；e为内、外偏心环偏心距，单位：mm；ω1为外偏心环角速度，单位：rad/s；ω2为内偏心环角速度，单位：rad/s；ω3为旋转外套角速度，单位：rad/s；所述的导向轴(7)具有曲面轮廓段(12)，曲面轮廓段(12)的中心为导向轴的摆动中心，导向轴(7)的右端开有锥螺纹(13)。