[发明专利]一种基于三速钻头的定向钻井执行机构

摘要

本发明属于钻井技术领域，尤其涉及一种基于三速钻头的定向钻井执行机构，它包括钻头钻柱、钻头、施压支板、施压电磁伸缩杆、连接结构、定位机构、电机、电磁伸缩杆支板、转动副、万向节，其中钻头通过钻头钻杆、连接结构、万向节、电机转轴与电机连接，万向节的设计能够保证钻头钻杆相对于电机转轴成一定角度后依然能够被电机带动转动；钻头钻杆安装在施压支板上，在两根施压电磁伸缩杆在施压支板上和施压伸缩杆支板上的安装中增加了三个转动副；这样的设计能够在保证钻头向前钻井的同时，允许钻头与电机成一定的角度。本发明中能够对钻头钻杆与电机转轴的角度控制，用来定向钻井，具有较高的实用性。

主权项

1.一种基于三速钻头的定向钻井执行机构，其特征在于：它包括钻头钻柱、钻头、电机转轴、施压支板、施压电磁伸缩杆、连接结构、第二定位机构、电机、第一定位机构、电磁伸缩杆支板、移动环、加固环、施压电磁伸缩杆转动副、万向节，其中钻头安装在钻头钻杆一端，钻头钻杆通过轴承安装在施压支板中心孔处，加固环安装在施压支板下侧，钻头钻杆通过连接结构、万向节与电机转轴连接；一根施压电磁伸缩杆一端安装在施压支板上侧，另一端通过施压电磁伸缩杆转动副安装在电磁伸缩杆支板下侧；另一根施压电磁伸缩杆一端通过施压电磁伸缩杆转动副安装在施压支板上侧，另一端通过施压电磁伸缩杆转动副安装在电磁伸缩杆支板下侧；第二定位机构安装在电磁伸缩杆支板上侧，电机安装在第二定位机构上，第一定位机构安装在电机上侧；两个移动环均匀安装在电机两侧；在上述第一定位机构和第二定位机构具有相同的结构，其安装方式和位置以电机中心平面互相对称；上述移动环包括移动环架、移动环轮、移动环轮轴，其中移动环架上周向均匀开有多个凹槽，对于每一个凹槽，移动环轮通过移动环轮轴安装在凹槽中；上述第一定位机构包括圆弧板、定位电磁伸缩杆、电机支板、伸缩杆外套、伸缩杆外套顶板，其中电机支板安装在电机一端，三个伸缩杆外套均匀安装在电机支板上，对于每一个伸缩杆外套，伸缩杆外套内部安装有定位电磁伸缩杆，定位电磁伸缩杆一端安装有圆弧板，伸缩杆外套顶端安装有伸缩杆外套顶板；上述连接结构包括卡块、连接里杆导轨、连接里杆、连接套杆、连接套杆导轨槽、连接套杆卡槽、卡块环、卡块环导轨槽，其中连接里杆安装在钻头钻杆一端，在连接里杆上对称的安装有两条连接里杆导轨，两个卡块对称的安装在连接里杆顶端且两个卡块对称面与两条连接里杆导轨对称面垂直；连接套杆安装在钻柱一端，连接套杆内部开有两条对称分布的连接套杆导轨槽和两条对称分布的连接套杆卡槽，两条连接套杆导轨槽的对称面与两条连接套杆卡槽的对称面垂直；连接里杆导轨与连接套杆导轨槽滑动配合，卡块与连接套杆卡槽滑动配合，卡块环上对称开有两个卡块环导轨槽，卡块环安装在连接套杆端面且两个卡块环导轨槽与两条连接里杆导轨滑动配合；上述施压电磁伸缩杆和定位电磁伸缩杆结构完全相同，对于施压电磁伸缩杆，它包括电磁内杆底板、电磁内杆、电磁外杆、电磁外杆顶板、u型滑块、电磁单元、单元导电片、内杆导电片、内外杆导电片、外杆导电片、内杆弓型导轨、内杆弓型导轨中面、外杆弓型导轨、外杆弓型导轨中面，其中电磁内杆底板安装在电磁内杆底端，电磁内杆上具有对称分布的内杆弓型导轨；电磁外杆顶板安装在电磁外杆顶端，电磁外杆上具有对称分布的外杆弓型导轨，电磁外杆通过外杆弓型导轨内面与内杆弓型导轨外面的配合安装在电磁内杆外侧；电磁内杆上的内杆弓型导轨中面上安装有内杆导电片，电磁外杆上的外杆弓型导轨中面上安装有外杆导电片，在内杆导电片和外杆导电片交接处的电磁内杆顶端端面上安装有内外杆导电片；内外杆导电片一端固定连接内杆导电片，另一端与外杆导电片接触并对外杆导电片施加一定压力；电磁单元两侧对称安装有两个u型滑块，两个u型滑块u型凹面内部均安装有单元导电片，u型滑块与内杆弓型导轨、外杆弓型导轨滑动配合，单元导电片与内杆导电片、外杆导电片滑动接触；多个电磁单元上下依次通过u型滑块安装在电磁内杆和电磁外杆组成的空间内；上述电磁单元包括单元壳体、单元顶板、单元底板、线圈、导磁柱，其中导磁柱一端安装有单元底板，另一端安装有单元顶板，导电线圈缠绕在导磁柱上，单元壳体安装在单元底板上，导磁柱、线圈均位于单元壳体内；两个u型滑块对称安装在单元壳体外侧，线圈两端分别与对称安装的两个单元导电片连接；上述钻头包括钻头钻杆、外层第二支撑、外层第一支撑、钻削头、外层底槽、外层钻环、中层钻环、中层底槽、内层钻盘、内齿环、行星齿轮、行星齿轮轴、中层第三支撑、中层第二支撑、中层第一支撑、外层第一支撑轴承、中层第三支撑轴承，其中内层钻盘上端安装在钻头钻杆下端，内层钻盘下侧安装有多个钻削头；中层钻环安装在中层第一支撑上，中层第一支撑安装在中层第二支撑上，中层第二支撑安装在中层第三支撑上，三个行星齿轮通过各自的行星齿轮轴周向均匀地安装在中层第三支撑上端，中层第三支撑通过中层第三支撑轴承安装在钻头钻杆上；钻头钻杆上在行星齿轮安装位置处具有齿型，钻头钻杆通过齿型与三个行星齿轮啮合，中层钻环下侧安装有多个钻削头；外层钻环安装在外层第一支撑上，外层第一支撑安装在外层第二支撑上，外层第二支撑内侧安装有内齿环，内齿环与三个行星齿轮外啮合，外层第一支撑通过外层第一支撑轴承安装在中层第三支撑上，外层钻环下侧安装有多个钻削头。