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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109025820A(43)申请公布日2018.12.18(21)申请号201810671572.0(22)申请日2018.06.26(71)申请人中国科学院地质与地球物理研究所地址100029北京市朝阳区北土城西路19号(72)发明人杜建生底青云王自力何新振(74)专利代理机构北京金智普华知识产权代理有限公司11401代理人巴晓艳(51)Int.Cl.E21B7/06(2006.01)F03B13/02(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图8页(54)发明名称一种全旋转液压内推靠式高造斜率旋转导向工具(57)摘要本发明主要属于旋转导向系统技术领域,具体涉及一种全旋转液压内推靠式高造斜率旋转导向工具。该全旋转液压内推靠式高造斜率旋转导向工具采用涡轮驱动的液压系统及发电机组件将压力泥浆的能量转化为液压能,通过液压方式为活塞提供动力,使得钻头获得的侧向力更大。同时采用铰接的方式,具备最佳的转向能力及更易实现高造斜率;液压活塞推靠所述下旋转外套内壁,而不是井壁,能够减小磨损;并且同一时刻仅推出一套推靠活塞组件,减少了不必要的工作,提高了活塞工作寿命。CN109025820ACN109025820A权利要求书1/2页1.一种全旋转液压内推靠式高造斜率旋转导向工具,其特征在于,从远离钻头一端到钻头一端的方向,所述旋转导向工具依次包括上支撑钻铤(4)、中控钻铤(2)、下旋转外套(1)和导向钻头(7);所述上支撑钻铤(4)为通孔结构,在所述上支撑钻铤(4)的内部设置有涡轮驱动的液压系统及发电机组件(8);所述涡轮驱动的液压系统及发电机组件(8)包括一套液压系统和发电组件;所述液压系统用于将压力泥浆的能量转化为液压能,通过一套液压系统推动所有的液压推靠活塞组件(9)工作;所述发电组件用于将压力泥浆的能量转化为电能,以提供电力。2.根据权利要求1所述一种全旋转液压内推靠式高造斜率旋转导向工具,其特征在于,所述上支撑钻铤(4)与所述中控钻铤(2)的一端连接,所述涡轮驱动的液压系统及发电机组件(8)轴向定位于所述中控钻铤(2)的一端,所述中控钻铤(2)的另一端通过万向节组件(10)与钻头轴(11)的一端铰接连接,所述导向钻头(7)与所述钻头轴(11)的另一端连接;采用液压推动结合万向铰接的方式实现钻头方向控制,具体为:所述液压推靠活塞组件(9)设置于所述中控钻铤(2)靠近所述钻头轴(11)的一端,包括若干套推靠活塞组件,在所述一套液压系统的液压推动下,同一时刻仅推出一套推靠活塞组件,推出的活塞推靠所述下旋转外套(1)内壁,所述下旋转外套(1)定位于钻头轴(11)上,结合所述万向节组件(10)的铰接连接,将推靠力传到到钻头实现控向。3.根据权利要求1所述一种全旋转液压内推靠式高造斜率旋转导向工具,其特征在于,所述上支撑钻铤(4)上设置上扶正器(5)、所述下旋转外套(1)上设置下扶正器(6)。4.根据权利要求1所述一种全旋转液压内推靠式高造斜率旋转导向工具,其特征在于,所述涡轮驱动的液压系统及发电机组件(8)包括:用于加速泥浆的涡轮定子导轮(12);用于将隔离泥浆的外壳体(18);涡轮转子(13),设置于所述外壳体(18)一端的外部;所述外壳体(18)的另一端与泥浆导流体(23)连接,所述泥浆导流体(23)轴向定位于所述中控钻铤(2)的一端;设置于所述外壳体(18)壳体内部的磁力耦合器转子(14)、与所述磁力耦合器转子(14)连接的发电机永磁转子(16)、定位于所述外壳体(18)内部的发电机电枢定子(15)、液压油池(21)、浸泡设置于所述液压油池(21)内的液压泵(19)、定位于所述液压泵(19)上的高压导管(20)、阀座(22)。5.根据权利要求4所述一种全旋转液压内推靠式高造斜率旋转导向工具,其特征在于,所述液压油池(21)的周边设置有橡胶套(25),利用橡胶套25的弹性变形,以保证液压泵(19)的正常吸排油工作;在所述外壳体(18)上分布设置若干平衡孔(18.1),来自井上的压力泥浆通过外壳体18上的所述平衡孔(18.1)与所述橡胶套(25)接触,以实现平衡所述外壳体(18)内外压力。6.根据权利要求4所述一种全旋转液压内推靠式高造斜率旋转导向工具,其特征在于,来自井上的压力泥浆在所述涡轮定子导轮(12)的作用下加速冲刷所述涡轮转子(13)转动,所述涡轮转子(13)内孔中安装有磁铁且工作于泥浆环境,通过磁力耦合,将动力传递到所述磁力耦合器转子(14),旋转的磁力耦合器转子(14)带动所述发电机永磁转子(16)相对于2CN109025820A权利要求书2/2页所述发电机电枢定子(15)转动,产生电力。7.根据权利要求6所述一种全旋转液压内推靠式高造斜率旋转导向工