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专利号: 2018100693342
申请人: 西南石油大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2025-04-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.利用螺杆凸轮实现垂直钻井的机械式井下工具,其特征在于:所述的利用螺杆凸轮

实现垂直钻井的机械式井下工具由马达总成、万向轴总成、纠斜总成组成,马达总成前端连接万向轴总成,万向轴总成前端连接纠斜总成;所述马达总成包括上接头(1)、防掉锁母(2)、防掉连杆(3)、定子壳体(4)、橡胶衬套(5)和螺杆转子(6),上接头(1)通过螺纹与定子壳体(4)连接,防掉连杆(3)后端连接防掉锁母(2),前端连接螺杆转子(6),橡胶衬套(5)安装在定子壳体(4)内部组成螺杆定子,螺杆转子(6)和螺杆定子相互齿合;所述的万向轴总成包括活绞(7)、球座(8)、传动球(9)、承压球(10)、密封圈a(11)、锁紧套(12)、密封套(13)、万向轴连杆(14)、万向轴壳体(15)、水帽(16)和传动轴(17),球座(8)安装在活绞(7)内部,承压球(10)安放在球座(8)上,传动球(9)安放在万向轴连杆(14)端部凹槽,利用锁紧套(12)将万向轴连杆(14)和活绞(7)配合,并利用密封圈a(11)和密封套(13)密封活绞(7)内部,万向轴连杆(14)两端安装结构相同,万向轴壳体(15)后端连接定子壳体(4),水帽(16)后端连接活绞(7),前端连接传动轴(17);所述纠斜总成包括密封环(18)、中心管(19)、密封圈b(20)、轴承a(21)、滚轮座(22)、滚轮(23)、螺钉a(24)、偏重套管(25)、凸轮(26)、凸轮盖外环(27)、螺钉b(28)、凸轮盖内环(29)、弹簧(30)、弹簧座(31)、销钉a(32)、销钉b(33)、连杆座(34)、球铰(35)、连杆a(36)、滚筒(37)、圆柱销(38)、铰链销(39)、连杆b(40)、轴承b(41)、套筒(42)、轴承c(43)和下接头(44),滚轮(23)通过螺钉a(24)安装在滚轮座(22)上,将球铰(35)通过凸轮盖外环(27)、螺钉b(28)以及凸轮盖内环(29)安装于凸轮(26)底部,将连杆座(34)固定在轴承b(41)上,从上到下依次将轴承a(21)、滚轮座(22)、凸轮(26)、弹簧(30)、弹簧座(31)、轴承b(41)、套筒(42)和轴承c(43)安装在中心管(19)上,滚轮座(22)依靠螺纹固定于中心管(19)上,弹簧座(31)依靠销钉b(33)固定于中心管(19)上,将滚筒(37)通过圆柱销(38)安装在连杆b(40)右端,利用铰链销(39)将连杆a(36)与连杆b(40)相连,再将连杆a(36)与球铰(35)下端连接,连杆b(40)与连杆底座(34)连接,预先将密封环(18)和密封圈b(20)安装到偏重套管(25)上,再将偏重套管(25)套装在轴承a(21)和轴承c(43)上,利用销钉a(32)将连杆座(34)固定在偏重套管(25)上,中心管(19)后端与传动轴(17)螺纹连接,前端与下接头(44)螺纹连接;钻进过程中,当井斜发生时,偏重套管(25)较重一侧在重力作用下通过轴承a(21)和轴承c(43)自动旋转到井眼低边,带动连杆座(34)旋转,使连杆a(36)和连杆b(40)始终位于井眼高边,通过马达总成将液体能量转化为旋转的机械能,带动中心管(19)旋转,滚轮座(22)随中心管(19)同步转动使凸轮(26)上下往复运动,从而带动连杆a(36)和连杆b(40)连续推向井壁,产生一个周期性的反作用力来纠正井斜,实现正常钻进,提高钻井效率。

2.根据权利要求1所述的利用螺杆凸轮实现垂直钻井的机械式井下工具,其特征在于:

所述的偏重套管(25)较重一侧中下部的周向中心处开设有套管销钉孔,距离套管销钉孔周向180°处开设有连杆伸缩口,连杆a(36)和连杆b(40)可通过连杆伸缩口进行伸缩,偏重套管(25)上下两端开设有密封槽,用于安放密封环(18)。

3.根据权利要求1所述的利用螺杆凸轮实现垂直钻井的机械式井下工具,其特征在于:

所述的连杆座(34)上的连杆座销钉孔与连杆b(40)安装处周向相距180°,销钉a(32)连接套管销钉孔和连杆座销钉孔,保证连杆a(36)和连杆b(40)始终与偏重套管(25)上的连杆伸缩口相对。

4.根据权利要求1所述的利用螺杆凸轮实现垂直钻井的机械式井下工具,其特征在于:

所述的凸轮(26)底部开设有环形滑槽,凸轮(26)与凸轮盖外环(27)和凸轮盖内环(29)形成环形滑道,球铰(35)可在环形滑道内绕凸轮(26)周向转动,安装前应在环形滑槽内涂上润滑脂。

5.根据权利要求1所述的利用螺杆凸轮实现垂直钻井的机械式井下工具,其特征在于:

所述的连杆b(40)右端安装有滚筒(37),变钻具与井壁的滑动摩擦为滚动摩擦,减小工作阻力。