1.利用凸轮四杆机构实现自动垂直钻井的井下工具,由上接头(1)、中心管(2)、密封环(3)、轴承a(4)、偏重套管(5)、滚轮座(6)、滚轮(7)、螺钉a(8)、凸轮(9)、凸轮盖外环(10)、螺钉b(11)、凸轮盖内环(12)、弹簧(13)、弹簧座(14)、螺钉c(15)、螺钉d(16)、连杆座(17)、球铰(18)、连杆a(19)、滚筒(20)、圆柱销(21)、铰链销(22)、连杆b(23)、轴承b(24)、套筒(25)、轴承c(26)和下接头(27)组成,其特征在于:所述的偏重套管(5)较重一侧中下部的周向中心处开设有套管螺钉孔,距离套管螺钉孔周向180°处开设有连杆伸缩口,连杆a(19)和连杆b(23)可通过连杆伸缩口进行伸缩,偏重套管(5)上下两端开设有密封槽,用于安放密封环(3);所述滚轮(7)通过螺钉a(8)安装在滚轮座(6)上,球铰(18)通过凸轮盖外环(10)、螺钉b(11)以及凸轮盖内环(12)安装于凸轮(9)底部,连杆座(17)固定在轴承b(24)外侧;从上到下依次将滚轮座(6)、凸轮(9)、弹簧(13)、弹簧座(14)、轴承b(24)和套筒(25)安装在中心管(2)上,滚轮座(6)依靠螺纹固定于中心管(2)上,弹簧座(14)依靠螺钉d(16)固定于中心管(2)上;所述的凸轮(9)底部开设有环形滑槽,凸轮(9)与凸轮盖外环(10)和凸轮盖内环(12)形成环形滑道,球铰(18)可在环形滑道内绕凸轮(9)周向转动,安装前应在环形滑槽内涂上润滑脂将滚筒(20)通过圆柱销(21)安装在连杆b(23)右端,利用铰链销(22)将连杆a(19)与连杆b(23)相连,再将连杆a(19)与球铰(18)下端连接,连杆b(23)与连杆底座(17)连接;预先将密封环(3)安装到偏重套管(5)上,利用轴承a(4)和轴承c(26)将偏重套管(5)固定在中心管(2)外侧,偏重套管(5)可绕中心管(2)自由转动,连杆座(17)通过螺钉c(15)固定在偏重套管(5)上;中心管(2)上端与上接头(1)螺纹连接,下端与下接头(27)螺纹连接;钻进过程中,当井斜发生时,偏重套管(5)较重一侧在重力作用下通过轴承a(4)和轴承c(26)自动旋转到井眼低边,带动连杆座(17)旋转,使连杆a(19)和连杆b(23)始终位于井眼高边,上接头(1)带动中心管(2)旋转,滚轮座(6)随中心管(2)同步转动使凸轮(9)上下往复运动,从而带动连杆a(19)和连杆b(23)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所述的利用凸轮四杆机构实现自动垂直钻井的井下工具,其特征在于:所述的连杆座(17)上的连杆座螺钉孔与连杆b(23)安装处周向相距180°,螺钉c(15)连接套管螺钉孔和连杆座螺钉孔,保证连杆a(19)和连杆b(23)始终与偏重套管(5)上的连杆伸缩口相对。
3.根据权利要求1所述的利用凸轮四杆机构实现自动垂直钻井的井下工具,其特征在于:所述的连杆b(23)右端安装有滚筒(20),变钻具与井壁的滑动摩擦为滚动摩擦,减小工作阻力。