机械导向钻井装置的制作方法

本发明涉及钻井工具，特别是涉及一种机械导向钻井装置。

背景技术：

1、钻井是把地下油气资源开采到地面的重要手段。目前，为提高油气田开发综合效益以及随着高难度水平井、三维水平井的数量越来越多，而在钻井过程中需要用到的机械导向钻井工具越来越频繁。

2、钻井设备在矿井内长时间工作时，由于钻头的长时间接触岩壁，并且因为摩擦生热，最终使钻头磨损严重，需要对其更换。在更换过程中需要将钻头抬起与钻杆对齐并进行固定。为了提高更换效率，比如，现有技术中通过设计一组由电磁铁与磁板组成的吸附预固定机构，在对钻头进行更换安装时，只需将钻头抬起到钻杆高度并与其贴合，此时电磁铁通电便可通过磁板的吸附将钻头预固定在安装板上，接着工作人员可解放双手通过螺栓将钻头与安装板进行连接固定，固定完成后，只需将电磁铁断电即可，便于工作人员进行操作，有效提高钻头的更换效率。但是在初步安装钻头时，由于没有关于钻头与钻杆轴线对齐的定位，导致无法准确一次性将钻头的轴线与钻杆的轴线对齐，在安装后由于存在轴线不重合的情况就需要断电再调整钻头，然后再通电吸附，反复调整延长了安装时间，从而影响安装效率。

3、因此，急需一种新的机械导向钻井装置来解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明旨在解决上述技术问题，即，解决现有钻头与钻杆进行初步固定过程中，由于没有关于钻头与钻杆轴线对齐的定位，导致无法准确一次性将钻头的轴线与钻杆的轴线对齐，在安装后由于存在轴线不重合的情况就需要反复调整位置，延长了安装时间，从而影响安装效率的问题。

2、为此目的，本发明提供一种机械导向钻井装置，包括钻杆、定心连接组件、驱动组件和钻进组件，所述钻进组件通过所述定心连接组件与所述钻杆进行同轴线定位以及固定连接，所述定心连接组件包括空心罩、夹持杆和第一连接盘，所述空心罩固定在所述钻杆的前端，所述第一连接盘固定在所述空心罩远离所述钻杆的一端，所述空心罩的中心线、第一连接盘的轴线均与所述钻杆的轴线重合，所述空心罩的外侧沿着所述第一连接盘的径向方向滑动连接有至少三个圆周阵列的所述夹持杆，所述驱动组件设置在所述空心罩上并能够驱动至少三个夹持杆沿着所述第一连接盘的径向方向同步移动以将所述钻进组件夹持住，使所述钻进组件的轴线与所述钻杆的轴线重合。

3、在上述机械导向钻井装置的具体实施方式中，所述夹持杆为u型结构，所述夹持杆的两个相互平行的直段分别位于第一连接盘的两侧，其中一个直段插进所述空心罩内并相对空心罩能够沿着径向方向移动，另一个直段的端部固定有定位板用于夹持钻进组件。

4、在上述机械导向钻井装置的具体实施方式中，所述夹持杆的截面为矩形形状。

5、在上述机械导向钻井装置的具体实施方式中，所述驱动组件包括操作组件、设置在空心罩内的丝杠、从动锥齿轮和主动锥齿轮，所述丝杠与所述夹持杆的个数相同并一一对应，所述丝杠转动连接在所述空心罩内并与所述夹持杆的直段部分螺纹连接，所述丝杠远离所述夹持杆的一端固定有从动锥齿轮，所述主动锥齿轮转动连接在所述空心罩内并与所述从动锥齿轮啮合，所述操作组件设置为能够驱动所述主动锥齿轮旋转。

6、在上述机械导向钻井装置的具体实施方式中，所述操作组件包括旋转轴、旋钮和相互啮合的蜗杆和蜗轮，所述旋转轴转动连接在所述空心罩内，且所述旋转轴的轴线与钻杆的轴线重合，所述蜗轮和主动锥齿轮套设在所述旋转轴上，所述蜗杆与所述空心罩转动连接且其一端延伸至空心罩的外侧并与所述旋钮固定连接，所述旋钮设置为能够与外界工具配合以通过驱动旋转带动所述蜗杆旋转。

7、在上述机械导向钻井装置的具体实施方式中，所述旋钮上开设有内六角槽。

8、在上述机械导向钻井装置的具体实施方式中，所述定位板的底端固定有橡胶垫。

9、在上述机械导向钻井装置的具体实施方式中，所述空心罩内的所述夹持杆的直段上固定有防止与空心罩脱离的防脱盘。

10、在上述机械导向钻井装置的具体实施方式中，所述空心罩内的第一连接盘上固定有与丝杠个数和排布相同的支座，所述丝杠的一端贯穿所述支座并与其转动连接。

11、在上述机械导向钻井装置的具体实施方式中，所述钻进组件包括安装杆和钻头，所述安装杆的一端固定有第二连接盘，所述安装杆的另一端固定有所述钻头，所述第二连接盘与所述第一连接盘通过螺栓与螺母进行连接固定。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、本发明设计了定心连接组件，通过驱动管组件驱动至少三个夹持杆同步向第一连接盘的中心聚拢，在钻头进行初步安装时，至少三个夹持杆能够同时夹住钻头，使钻头的轴线与钻杆的轴线同轴线，实现了在初步安装过程中仅需一次安装就可以对钻头定位的功能，无需因轴线不对齐反复调整，使钻头的安装更加便捷，提高了安装效率。

技术特征：

1.一种机械导向钻井装置，其特征在于，包括钻杆、定心连接组件、驱动组件和钻进组件，所述钻进组件通过所述定心连接组件与所述钻杆进行同轴线定位以及固定连接，所述定心连接组件包括空心罩、夹持杆和第一连接盘，所述空心罩固定在所述钻杆的前端，所述第一连接盘固定在所述空心罩远离所述钻杆的一端，所述空心罩的中心线、第一连接盘的轴线均与所述钻杆的轴线重合，所述空心罩的外侧沿着所述第一连接盘的径向方向滑动连接有至少三个圆周阵列的所述夹持杆，所述驱动组件设置在所述空心罩上并能够驱动至少三个夹持杆沿着所述第一连接盘的径向方向同步移动以将所述钻进组件夹持住，使所述钻进组件的轴线与所述钻杆的轴线重合。

2.根据权利要求1所述的机械导向钻井装置，其特征在于，所述夹持杆为u型结构，所述夹持杆的两个相互平行的直段分别位于第一连接盘的两侧，其中一个直段插进所述空心罩内并相对空心罩能够沿着径向方向移动，另一个直段的端部固定有定位板用于夹持钻进组件。

3.根据权利要求1所述的机械导向钻井装置，其特征在于，所述夹持杆的截面为矩形形状。

4.根据权利要求2所述的机械导向钻井装置，其特征在于，所述驱动组件包括操作组件、设置在空心罩内的丝杠、从动锥齿轮和主动锥齿轮，所述丝杠与所述夹持杆的个数相同并一一对应，所述丝杠转动连接在所述空心罩内并与所述夹持杆的直段部分螺纹连接，所述丝杠远离所述夹持杆的一端固定有从动锥齿轮，所述主动锥齿轮转动连接在所述空心罩内并与所述从动锥齿轮啮合，所述操作组件设置为能够驱动所述主动锥齿轮旋转。

5.根据权利要求4所述的机械导向钻井装置，其特征在于，所述操作组件包括旋转轴、旋钮和相互啮合的蜗杆和蜗轮，所述旋转轴转动连接在所述空心罩内，且所述旋转轴的轴线与钻杆的轴线重合，所述蜗轮和主动锥齿轮套设在所述旋转轴上，所述蜗杆与所述空心罩转动连接且其一端延伸至空心罩的外侧并与所述旋钮固定连接，所述旋钮设置为能够与外界工具配合以通过驱动旋转带动所述蜗杆旋转。

6.根据权利要求5所述的机械导向钻井装置，其特征在于，所述旋钮上开设有内六角槽。

7.根据权利要求2所述的机械导向钻井装置，其特征在于，所述定位板的底端固定有橡胶垫。

8.根据权利要求2所述的机械导向钻井装置，其特征在于，所述空心罩内的所述夹持杆的直段上固定有防止与空心罩脱离的防脱盘。

9.根据权利要求4所述的机械导向钻井装置，其特征在于，所述空心罩内的第一连接盘上固定有与丝杠个数和排布相同的支座，所述丝杠的一端贯穿所述支座并与其转动连接。

10.根据权利要求1所述的机械导向钻井装置，其特征在于，所述钻进组件包括安装杆和钻头，所述安装杆的一端固定有第二连接盘，所述安装杆的另一端固定有所述钻头，所述第二连接盘与所述第一连接盘通过螺栓与螺母进行连接固定。

技术总结本发明公开了一种机械导向钻井装置，包括钻杆、定心连接组件、驱动组件和钻进组件，定心连接组件包括空心罩、夹持杆和第一连接盘，空心罩固定在钻杆的前端，第一连接盘固定在空心罩远离钻杆的一端，空心罩的中心线、第一连接盘的轴线均与钻杆的轴线重合，空心罩的外侧沿着第一连接盘的径向方向滑动连接有至少三个圆周阵列的夹持杆，驱动组件设置在空心罩上并能够驱动至少三个夹持杆沿着第一连接盘的径向方向同步移动以将钻进组件夹持住，使钻进组件的轴线与钻杆的轴线重合，通过驱动管组件驱动至少三个夹持杆同步向第一连接盘的中心聚拢以同时夹住安装杆，使钻头的轴线与钻杆的轴线同轴线，无需因轴线不对齐反复调整，使钻头的安装更加便捷。技术研发人员：仝刚,高斐,王名春,罗洪斌,姬煜晨,王奕辰,姚旺,张晓彤受保护的技术使用者：中海石油（中国）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9