[发明专利]一种液压钻井导向装置

摘要

本发明提供了一种液压钻井导向装置，主要由圆环面、开关和扇形环面组成。在钻井过程中，矿藏液压导向钻井工具中传动轴旋转驱动钻头破岩钻进，液压端顶部液体开关和扇形圆环底部扇形环面随液压端不旋转，同时，活塞环将钻井液压差转换成液压油压力，处在扇形圆环底部扇形环面区域外液压端顶部液体开关打开，高压液压油经液压油通道进入柱塞缸，推动柱塞和推板压迫井壁，井壁反作用力推动矿藏液压导向钻井工具导向钻进，处在扇形圆环底部扇形环面区域内液压端顶部液体开关关闭，高压液压油无法进入柱塞缸，柱塞和推板不压迫井壁，因此，利用液压钻井导向装置，可研制出多个扶正棱矿藏液压导向钻井工具，包括矿藏液压垂直钻井工具和矿藏液压增斜、扭方位或特定装置角导向钻井工具。

主权项

1.一种液压钻井导向装置主要由圆环面(1)、开关(2)和扇形环面(3)组成；液压端顶部设计加工成圆环形平面，称为液压端顶部圆环面(1)，且与矿藏液压导向钻井工具中传动轴外侧面、外筒内侧面和活塞环底侧面共同组成液压端顶部液压油腔室；液压油通道自柱塞缸沿轴向向上延伸到液压端顶部液压油腔室且在液压端顶部圆环面(1)形成液压端顶部液体开关(2)，形象地说，液体开关(2)是液压端液压油通道在液压端顶部圆环面(1)上的液体通道口，周向均布且与扶正棱方向一致；液压端顶部放置扇形圆环，扇形圆环底侧面为扇形圆环底部扇形环面(3)，扇形圆环底部扇形环面(3)内径不小于液压端顶部圆环面(1)内径，扇形圆环底部扇形环面(3)外径不大于液压端顶部圆环面(1)外径，扇形圆环底部扇形环面(3)开口圆心角为任意值；停泵或接单根时，金属球通过驱动环带动扇形圆环移动；开泵和钻进时，传动轴旋转，液压端顶部液体开关(2)和扇形圆环底部扇形环面(3)随液压端不旋转，同时，活塞环将钻井液压差转换成液压油压力，处在扇形圆环底部扇形环面(3)区域外液压端顶部液体开关(2)打开，处在扇形圆环底部扇形环面(3)区域内液压端顶部液体开关(2)关闭，因此，液压端顶部圆环面(1)、液压端顶部液体开关(2)和扇形圆环底部扇形环面(3)共同构成矿藏液压导向钻井工具中液压钻井导向装置；具体应用中，为确保扇形圆环自由移动，可在液压端顶部安装U型轨道槽，U型轨道槽内放置金属球、驱动环和扇形圆环；U型轨道槽横截面呈U型结构，U型轨道槽底壁上侧面是圆环形平面且称为U型轨道槽底部圆环面(1)，U型轨道槽底壁下侧面与液压端顶部圆环面(1)相关联，U型轨道槽液压油通道数量与液压端液压油通道数量相同，周向均布且与液压端液压油通道相连通，U型轨道槽内壁和外壁高度相同且均与U型轨道槽底壁垂直，U型轨道槽内壁外侧顶部圆环和外壁内侧顶部圆环形成U型轨道槽内沿，金属球沿U型轨道槽内沿滚动且通过驱动环带动扇形圆环移动；为确保扇形圆环底部扇形环面(3)与U型轨道槽底部圆环面(1)间密封承压，U型轨道槽底部圆环面(1)与扇形圆环底部扇形环面(3)可按偶件配套研磨，或U型轨道槽底部圆环面(1)铺装密封材料，或扇形圆环底部扇形环面(3)铺装密封材料，或扇形圆环使用密封材料加工制造；因此，液压端顶部圆环面(1)演变成U型轨道槽底部圆环面(1)，液压端顶部液压油腔室演变成U型轨道槽底部液压油腔室，液压端顶部液体开关(2)演变成U型轨道槽底部液体开关(2)，或者说，U型轨道槽底部圆环面(1)、U型轨道槽底部液体开关(2)和扇形圆环底部扇形环面(3)共同构成矿藏液压导向钻井工具中液压钻井导向装置；对于矿藏液压导向钻井工具来说，附图中液压端设计加工四个扶正棱，具体应用中可设计加工三个扶正棱，或五个扶正棱，或六个扶正棱，或多个扶正棱，具体在设计加工时统筹考虑；液压端扶正棱数量不同，对应液体开关(2)数量不同，液压钻井导向装置结构不同，而且，相同数量液体开关(2)，扇形圆环底部扇形环面(3)开口圆心角不同，液压钻井导向装置结构也不同；当扇形圆环底部扇形环面(3)开口圆心角或圆心角大于任意相邻两个液体开关(2)夹角，且开口圆心角等于任意相邻两个液体开关(2)夹角半角奇数倍时，工具面变化范围恒为任意相邻两个液体开关(2)夹角一半，同时，井壁反作用力是连续的，不间断的。