專利名稱：鉆具的轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鉆探領(lǐng)域。本發(fā)明尤其涉及特別是在石油和煤氣工 業(yè)、土木工程、地?zé)犷I(lǐng)域以及通常在所有的非開挖地下作業(yè)領(lǐng)域中 需要軌跡控制的鉆探。
在上述領(lǐng)域中的一些領(lǐng)域中，所使用的鉆^笨系統(tǒng)可以是全機(jī)械
式的或者可以包括電子設(shè)備。這些系統(tǒng)可粗略分為如下的幾類
靜態(tài)裝置轉(zhuǎn)向連接件，也叫做可調(diào)節(jié)的彎曲殼體，在地面上
對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)以裝備渦輪式向下鉆進(jìn)動(dòng)力部分，PDM ("容積式液壓
馬達(dá)")或電動(dòng)機(jī)；
假擬動(dòng)力裝置自動(dòng)地致動(dòng)或從地面致動(dòng)的轉(zhuǎn)向連接器，僅用
于鉆桿的非旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)相(在英文中用術(shù)語"sliding"表示)，以裝備渦
輪式，或其它致動(dòng)可變直徑的穩(wěn)定式或其它類型的向下鉆進(jìn)動(dòng)力部
分；
動(dòng)態(tài)裝置從地面實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)或自動(dòng)地驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)，其用于形成 為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知為"旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)"(簡寫為RSS)的旋轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)向鉆探系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
使靜態(tài)轉(zhuǎn)向連接器布置在鉆柱的端部處是最常使用的方法，在 不犧牲用作鉆具的支撐件的止推軸承的使用壽命的情況下，無法減 小彎曲殼體的長度。工具上的懸重(稱作WOB ("鉆壓"))的傳動(dòng) 受到影響。因此，需要大的連接角度，以便能夠獲得偏轉(zhuǎn)或弧度， 通常被稱為"造斜率"(BUR),其在很多申請(qǐng)中都涉及。
國際申請(qǐng)WO 90/07625和美國專利Nos. 6244361, 6640909， 6808027和6847304描述了鉆桿的軌跡控制裝置的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包
6括撓性軸，使用了一種被稱為"靜態(tài)鉆頭力(旋轉(zhuǎn)橫動(dòng)軸)/擺動(dòng)鉆頭" 的方法。
此外，國際申請(qǐng)WO 90/07625和美國專利Nos. 3677354， 5305838, 5307885， 5353884， 5875859， 6808027和6847304描述了
所謂的"內(nèi)部"聯(lián)接部件，其用于加強(qiáng)對(duì)在這種申請(qǐng)中所使用的傳動(dòng) 軸的轉(zhuǎn)向。
EP專利0744526和美國專利4947944描述了用于鉆柱和鉆具的 一組部件的所謂的"外部"聯(lián)接部件。
國際申請(qǐng)WO 03/102353當(dāng)然也描述了 一種鉆探裝置，該裝置包 括用于實(shí)現(xiàn)和控制軸和鉆頭偏轉(zhuǎn)的部件。但是，在該文獻(xiàn)中描述的 裝置必須包括兩個(gè)同心的管狀元件，分別是外部管狀元件和內(nèi)部管 狀元件，它們可以處在相互不聯(lián)接的位置，以使內(nèi)部管狀元件可以 旋轉(zhuǎn)，同時(shí)防止外部管狀元件旋轉(zhuǎn)。
美國專利申請(qǐng)No.2005/0173155的公開文獻(xiàn)描述了 一種鉆具組 件，其中提供了鎖定部件，以將可脫離的外殼或殼體產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力 矩傳遞給軸。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，還沒有能夠在所有需要的結(jié)構(gòu)中用于轉(zhuǎn)向鉆具
的裝置。
因此，從上述情況看可以理解，目前不存在通用的轉(zhuǎn)向連接器。 現(xiàn)在，需要使用這樣的裝置，其能夠有利地布置在現(xiàn)有設(shè)備上， 并且也需要簡單地以合理的成本制造和維護(hù)這些新的裝置，以便降 低每米鉆探所需的成本并且提高鉆探的精確性和提供所期望的更好 的軌跡靈活性和縱向緊湊，以使鉆具/鉆頭的測(cè)量盡可能準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明引入了用于上述預(yù)期的解決方案，提供了能夠達(dá)到這些 目的以及其它目的的裝置和操作部件，所述解決方案以及裝置和操 作部件將通過后面的說明、附圖和所附權(quán)利要求書來體現(xiàn)。
因此，本發(fā)明旨在提供一種用于鉆具(鉆頭、多晶金剛石合金(PDC)、鉆等)的轉(zhuǎn)向裝置，根據(jù)需要能夠以不同的變化方式使 用所述裝置，此外，所述裝置易于在任何地方工作。另外，考慮到
裝置上游和下游之間，即主鉆柱或BHA (底部鉆具組件)的下端和 鉆具/鉆頭之間的不對(duì)稱性，所述裝置的維護(hù)很簡單并且其最主要的 受力部件的壽命也提高了。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種轉(zhuǎn)向裝置結(jié)構(gòu)，也被稱為"轉(zhuǎn)向連 接件"或"可調(diào)節(jié)的彎曲殼體連接件"，該結(jié)構(gòu)能夠克服上述限制。這 種裝置長度減少，由此即使在傾斜角(或轉(zhuǎn)向角)小的情況下也可 以提供高的BUR，該裝置可靠、制造成本低并且易于安裝和維護(hù)。
為了能夠控制與根據(jù)本發(fā)明的裝置形成一體的鉆具/鉆頭的轉(zhuǎn)
向，所述根據(jù)本發(fā)明的裝置主要包括主體和可轉(zhuǎn)向的殼體，所述主 體和可轉(zhuǎn)向的殼體從上游至下游連續(xù)地布置并且分別通過構(gòu)成第一
軸承的至少 一 個(gè)連接件和構(gòu)成第二軸承的至少 一 個(gè)樞軸連接件連接 到沿縱向穿過所述主體和殼體的可彎曲的或撓性的傳動(dòng)軸，所述至 少一個(gè)連接件有利地是樞軸、滑動(dòng)樞軸、球窩接頭或環(huán)形線性連接 件形式，
同時(shí)，在所述傳動(dòng)軸和主體之間構(gòu)成第三軸承的合適的連接件 設(shè)置在所述主體朝向可轉(zhuǎn)向的外殼的端部附近，和
由于具有使主體相對(duì)于可轉(zhuǎn)向的殼體在它們的交界處附近基本 上徑向移動(dòng)的部件(以下稱之為"偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)")，轉(zhuǎn)向得以進(jìn)行。
所述主體在其周邊上可選擇地裝配有軸承墊，所述軸承墊的直
徑小于或等于鉆具/鉆頭的直徑，和
裝配有直徑小于或等于鉆具/鉆頭的直徑的軸承墊，并且在其朝向主 體的端部上裝配有固定的或可膨脹的襯墊或夾子。
所述軸承墊的作用是支承在井壁上，以便使鉆具/鉆頭最佳地偏 轉(zhuǎn)、使在井的軸線方向上的旋轉(zhuǎn)慢下來以及盡可能地阻止或阻礙旋 轉(zhuǎn)裝置在有夾子的情況下與鉆成的井壁相互作用。
在本文中，"下游"方向標(biāo)準(zhǔn)地解釋為朝向鉆具/鉆頭的方向，而
8"上游"方向解釋為鉆桿的上端方向。
因此，根據(jù)本發(fā)明的裝置依次從上游到下游包括主體和可轉(zhuǎn)向 的殼體，兩者與橫動(dòng)軸在功能上關(guān)聯(lián)，所述裝置還有至少三個(gè)軸承， 優(yōu)選如上所述的三個(gè)軸承，有利地還包括如上所述的軸承墊和/或夾 子，通過適當(dāng)?shù)钠D(zhuǎn)系統(tǒng)所施加的偏轉(zhuǎn)作用使可彎曲的或撓性的軸 期望地彎曲，即，實(shí)際上，在主體和可轉(zhuǎn)向的外殼的縱向軸線之間 具有期望的傾斜角。
在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，軸在鄰近所述軸承處明顯受力，因此，
通過這樣的裝置，在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的作用下，通過使可轉(zhuǎn)向的殼體 的上端相對(duì)于主體的下端基本上沿徑向移動(dòng)來使軸彎曲。
在實(shí)踐中，這種偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)是公知的類型，或其設(shè)計(jì)為本領(lǐng)域技 術(shù)人員所知。
在實(shí)踐中，借助于支承在傳動(dòng)軸或主體(所謂的"內(nèi)部"聯(lián)接) 上或者支承在鉆成的井壁(所謂的"外部"聯(lián)接)上的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，通 過使所述可轉(zhuǎn)向的殼體的上端相對(duì)于主體的縱向軸線基本上沿徑向 移動(dòng)而獲得所述偏轉(zhuǎn)。
在靜態(tài)形式中，聯(lián)接只能是內(nèi)部聯(lián)接。
這種裝置的獨(dú)創(chuàng)性關(guān)鍵在于對(duì)傳動(dòng)軸的彎曲進(jìn)行了控制，以連 接裝置的主體。裝置的這種操作方法使其與現(xiàn)有的轉(zhuǎn)向裝置不論在 內(nèi)部或在外部都能適配。
至于根據(jù)本發(fā)明的與轉(zhuǎn)向裝置形成一體的偏轉(zhuǎn)裝置，其在靜態(tài) 轉(zhuǎn)向裝置的情況下可以借助于兩個(gè)徑向偏心環(huán)、球窩接頭和滑動(dòng)樞
軸連接件用在示例性而非限制性的優(yōu)選實(shí)施方式中；然后，通過兩 個(gè)環(huán)的差速旋轉(zhuǎn)，可以獲得偏轉(zhuǎn)。


通過以下對(duì)僅為示例性而非限制性的優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描
9征將變得更加清楚，所述說明的附圖如下
圖1是在實(shí)施方式中描述為靜態(tài)或假擬動(dòng)態(tài)的裝置處于直的鉆
探位置時(shí)的縱向局部剖面示意圖2是根據(jù)圖1中的裝置處于彎曲的鉆探位置時(shí)的縱向局部剖 面示意圖3是根據(jù)本發(fā)明的裝置的縱向局部剖面示意圖，該裝置處于 其直的鉆探位置并且為其具有所謂的"外部"聯(lián)接的動(dòng)態(tài)實(shí)施方式；
圖4是根據(jù)圖3的裝置處于彎曲的鉆探位置時(shí)的縱向局部剖面 示意圖5是根據(jù)本發(fā)明的裝置的縱向部分的局部示意圖，該裝置處 于其直的鉆探位置并且為其帶有所謂的"內(nèi)部"聯(lián)接的動(dòng)態(tài)實(shí)施方
式；
圖6是根據(jù)圖5的裝置處于彎曲的鉆探位置時(shí)的縱向局部剖面 示意圖1A, 3A, 5A， 1B， 2B， 3B， 4B， 5B和6B分別是沿A-A或
B-B截取的示意性剖視圖，在各附圖中，裝置的軸承用相同的附圖 標(biāo)記表示；
圖7是根據(jù)本發(fā)明的裝置在靜態(tài)形式且處于直的鉆探位置時(shí)的 縱向部分的更加詳細(xì)的示圖8是根據(jù)圖7的裝置處于彎曲的鉆探位置時(shí)的縱向剖面的更 力口詳纟田的示圖9是在根據(jù)本發(fā)明的裝置中帶有箍環(huán)連接件的軸承組件的縱 向剖面的更加詳細(xì)的局部示意圖。
具體實(shí)施例方式
參考簡要描述的附圖，特別是圖1-8,其是說明性而非限制性的， 根據(jù)本發(fā)明的具有可轉(zhuǎn)向的連接結(jié)構(gòu)的裝置主要包括主體1和可轉(zhuǎn) 向的殼體2，它們通過構(gòu)成第一軸承4的樞軸、滑動(dòng)樞軸、球窩接頭 或環(huán)形線性連接件中的至少 一 個(gè)連接到可彎曲的或撓'性的傳動(dòng)軸3,
10所述可轉(zhuǎn)向的殼體2通過構(gòu)成第二軸承5的至少一個(gè)樞軸連接件連 接到可彎曲的或撓性的傳動(dòng)軸3 ，該傳動(dòng)軸沿縱向穿過主體和可轉(zhuǎn)向
的殼體。
在所述傳動(dòng)軸和主體之間構(gòu)成第三軸承6的合適的連接件設(shè)置 在所述主體和所述殼體之間的交界面附近，和
通過用作偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)7的部件進(jìn)行轉(zhuǎn)向，以便控制主體1相對(duì)于 可轉(zhuǎn)向的殼體2在它們的交界面附近基本上徑向運(yùn)動(dòng)，
所述主體可選擇地在其周邊上裝備有軸承墊9,所述軸承墊的直 徑小于或等于鉆具/鉆頭16的直徑，和
所述可轉(zhuǎn)向的殼體可選擇地在其朝向鉆具/鉆頭16的端部周邊 上裝備有軸承墊lOa,在朝向主體1的端部裝備有固定的或可膨脹的 襯墊或夾子10b,以便支承在鉆成的井的壁上(為了鉆具/鉆頭16的 最佳偏轉(zhuǎn))，和
分別采用摩擦和在待鉆探的井的壁上開槽的方法來使主體1和 可轉(zhuǎn)向的殼體2的旋轉(zhuǎn)慢下來，甚至停止旋轉(zhuǎn)。
"構(gòu)成第三軸承的合適的連接件"在這里有利地理解為樞軸、滑 動(dòng)樞軸、環(huán)形線性或球窩接頭形式的連接件。
在這樣的裝置中，可轉(zhuǎn)向的殼體2定位在主體1相對(duì)于與裝置 形成一體的系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方向的下游。
利用這樣的裝置，通過使可轉(zhuǎn)向的殼體2相對(duì)于主體1和/或相 對(duì)于橫動(dòng)傳動(dòng)軸3在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)7的作用下基本上沿徑向移動(dòng)來實(shí)現(xiàn) 軸3的彎曲，也就是說，在主體和可轉(zhuǎn)向的殼體的縱向軸線之間的 角度轉(zhuǎn)向成期望的角度。
換句話說，在主體1和可轉(zhuǎn)向的殼體2之間構(gòu)成可彎曲或撓性 軸3形式的連接件，該連接件通過樞軸連接件使可彎曲或撓性軸3 連接到主體1和可轉(zhuǎn)向的殼體2中的每一個(gè)上并且連接到轉(zhuǎn)向部件， 轉(zhuǎn)向部件設(shè)置在主體1和可轉(zhuǎn)向的殼體2之間，能夠使可轉(zhuǎn)向的殼 體的相鄰端相對(duì)于4皮此沿基本上徑向移動(dòng)。
在靜態(tài)和假擬動(dòng)態(tài)形式中，這種裝置實(shí)際上也包括前刮刀接頭+墊圈組件8、主體1的襯墊9、可轉(zhuǎn)向的殼體2的軸承墊10a、加壓 裝置11、高連接件12和低連接件13、功能性組件，該功能性組件 包括定子電機(jī)、渦輪機(jī)14等、轉(zhuǎn)子電機(jī)組件、渦輪機(jī)15等和鉆具/ 鉆頭(PDC或三錐齒輪鉆頭)16、以及可選擇的一個(gè)或多個(gè)電子艙 17,該電子艙包含傳感器、實(shí)時(shí)計(jì)算器、齒輪，例如驅(qū)動(dòng)至少一個(gè) 交流發(fā)電機(jī)19a和/或至少一個(gè)液壓泵19b的小齒輪增速型齒輪18。
在僅為示例性的實(shí)施方式中，主體1和軸3之間的樞軸連4妄件 通過(A)所謂的樞軸或球窩接頭式的上軸承4和(B)所謂的環(huán)形 線性式的中間軸承6構(gòu)成，這兩個(gè)軸承位于主體1的兩個(gè)端部附近， 同時(shí)中間軸承6朝向可轉(zhuǎn)向的殼體2。
在可轉(zhuǎn)向的殼體2和軸3之間的樞軸連接件通過所謂的下軸承5 構(gòu)成，該下軸承5位于可轉(zhuǎn)向的殼體2朝向鉆具/鉆頭的端部附近。
在實(shí)踐中，有利的是， 一方面在保持緊湊和BUR的條件下使所 述下軸承5和中間軸承6之間的距離最大化，另一方面使下軸承5 和鉆具/鉆頭16之間的距離最小化，以便使在軸承墊10a的中間面/ 基本沿徑向移動(dòng)的平面和軸承墊10a的中間面/所述鉆具/鉆頭16的 切割前部之間的桿臂最大化。
在實(shí)踐中，根據(jù)本發(fā)明的裝置確保彎曲角或傾斜角，被稱為近
似0°到r和更大的彎曲角。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明的裝置包括裝有軸承墊9 的主體l,該軸承墊9兩端的直徑與鉆具的直徑相當(dāng)，和裝有軸承墊 10a的可轉(zhuǎn)向的殼體2，該軸承墊10a的下端("鉆頭"側(cè))的直徑與 鉆具的直徑相當(dāng)，在動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)中，在其上端(主體一側(cè))具有夾子 或葉片，以便借助于與鉆成的井壁的摩擦和在井壁開槽阻礙主體1 和可轉(zhuǎn)向的殼體2的旋轉(zhuǎn)來允許制動(dòng)或甚至停止。
在一種變形中，在動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)中，主體可以包括連接端，其有利 地由鴒制成，以限制主體1和可轉(zhuǎn)向的殼體2相對(duì)于井壁的旋轉(zhuǎn)。
因此，系統(tǒng)包括三個(gè)軸承(4， 5, 6),其中至少一個(gè)橫動(dòng)軸3 安裝在所述軸承上，偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致在主體和可轉(zhuǎn)向的殼體的縱向軸線之
12間形成期望的轉(zhuǎn)向角或傾斜角。
借助于偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)7,通過可轉(zhuǎn)向的殼體2的上端相對(duì)于主體1基 本上沿徑向的移動(dòng)，所述偏轉(zhuǎn),皮執(zhí)行。
這樣的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的 一 個(gè)示例性而非限制性的例子是一種有利地 包括預(yù)應(yīng)力彈簧、球窩接頭和兩個(gè)徑向偏心環(huán)的系統(tǒng)，此系統(tǒng)例如 可以手動(dòng)控制和鎖定。
偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)有利地設(shè)置在中間軸承的前面，這樣鉆具的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)可
以盡可能地靠近軸承墊10a的中央，達(dá)到減小次應(yīng)力的效果，所述 軸承墊10a與鉆成的井壁形成環(huán)形線性連接。
至于前部連接件，在加壓的內(nèi)部過壓和彈簧，優(yōu)選波狀螺旋彈 簧的聯(lián)合作用下，優(yōu)選平伸抵靠可轉(zhuǎn)向的殼體2的端部。
加壓裝置優(yōu)選放置在可轉(zhuǎn)向的殼體2中，但是也可以設(shè)想任何 其它的放置方式。
作為示例，所述軸承4、 5、 6可以包括滾柱軸承，特別是滾珠 軸承、球面滾柱軸承、錐形滾柱軸承、圓柱滾柱軸承或滾針軸承或 由瑞典公司SKF銷售的名為CARBTM的滾柱軸承，還有流體動(dòng)力軸 承，特別是油或鉆井泥漿軸承，或前述兩種類型軸承的任意組合。
根據(jù)本發(fā)明有利的實(shí)施方式，軸承4、 5、 6是液壓的或包括滾 珠軸承和/或滾柱軸承，有禾'j的對(duì)這些軸承預(yù)加應(yīng)力以增加軸承的岡'J 度和它們的抗沖擊性。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，傳動(dòng)軸3是空心管以便允許具有最 小壓力降幅的一種或多種鉆探流體通過，也可以允許測(cè)量探針通過， 該探針在鉆探過程中借助于纜線下行(測(cè)量通常被描述為"經(jīng)過鉆頭 測(cè)量")。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特征，為了增加傳動(dòng)軸在使偏轉(zhuǎn)或BUR最 大化上的靈活性而不減短旋轉(zhuǎn)彎曲壽命，傳動(dòng)軸3有利地由復(fù)合材 料或合金材料制作，該材料的反復(fù)彎曲疲勞極限和楊氏模量之間的 比率很高，正如下軸承5那樣。在這種情況下，整體軸有利地由鈥 合金、鈹銅、非磁性不銹鋼或具有高機(jī)械性能的合金鋼制成。在與MWD —起使用的情況下，MWD通常位于裝置的上方或者甚至與裝 置形成一體，優(yōu)選使用非磁性合金。
根據(jù)本發(fā)明目的的一個(gè)可替代的特征，例如軸承、滾柱軸7 U 環(huán)形齒輪等部件通過熱或機(jī)械環(huán)箍固定到軸上，使得軸不包含槽或 肩部或凹部，或者實(shí)際上沒有任何不平整或是截面的大變化。^f又僅 在軸的端部，這里的應(yīng)力較小，可以有螺紋和連接槽。
在一種實(shí)施方式中，下連4妻件12和上連接件13分別通過與枳j 械環(huán)箍結(jié)合的螺紋與傳動(dòng)軸3連接，以便確保傳遞分別傳遞拉應(yīng)力 和壓應(yīng)力(簡寫為WOB)以及傳遞扭矩到鉆具/鉆頭16(參見圖9)。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，這些機(jī)械環(huán)箍與液壓控制相結(jié)合以 利于安裝和維護(hù)裝置組件。這樣的裝置由此避免了使用昂貴的張緊 支撐件或裝配/拆卸單元，這些在工作地點(diǎn)通常是不可實(shí)現(xiàn)的，并且 當(dāng)下軸承和上軸承鄰接連接件(參見圖9)時(shí)，通過簡單的液壓測(cè)量 進(jìn)一步使得控制滾柱軸承的預(yù)加負(fù)荷成為可能。
更優(yōu)選地，在所述軸與上和下連接件12、 13之間通過螺紋連接， 以便施加軸向應(yīng)力，并且通過環(huán)箍連接以便傳遞扭矩。通過張緊所 述液壓控制的環(huán)箍，連接于此的軸承可以被預(yù)加應(yīng)力。
因此，根據(jù)如圖9所描述的非限制性的實(shí)施方式，軸3沿其軸 向?qū)ΨQ的軸線Z-Z，從中間穿過可轉(zhuǎn)向的殼體2，軸承套20支撐軸承 5，軸承5裝配有內(nèi)部支撐件21和外部支撐件22以及軸承環(huán)箍23。 緊固支撐件25、連接環(huán)箍26、錐形環(huán)32和鎖定螺母29設(shè)置在所述 軸承和鉆具/鉆頭16上的連接件24 (手動(dòng)地在軸上張緊)之間，或 者作為一個(gè)變型，設(shè)置在所述軸承和鉆具/鉆頭16本身之間。液壓塞 /連接件27和用于向所述軸承5施加預(yù)應(yīng)力的錐形環(huán)32以及鎖定螺 母29可以泵送一定壓力，用于將滾柱軸承放置或預(yù)壓緊在軸3上， 或者將軸承套20可逆地機(jī)械地箍緊在軸3上。隨后緊固支撐件25 被張緊，泵送通過張緊孔28得以進(jìn)行，以便使環(huán)箍26相對(duì)于錐形 環(huán)32沿軸向移動(dòng)，因此確保了連接件24可逆地機(jī)械箍緊在軸3上。 鎖定螺母29然后被張緊。通過張緊/鎖定緊固支撐件25和鎖定螺母29以及液壓塞/連接件27、 28和30的操作完成張緊。
在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，拆卸這樣的用于固定軸承座的組件包 括以下步驟解鎖/松開鎖定螺母29;通過液壓連接件27進(jìn)行泵送； 松開緊固支撐件25;通過液壓連接件30泵送，以松開軸承環(huán)箍23; 手動(dòng)松開連接件24。
根據(jù)本發(fā)明目的的另一個(gè)特征，裝置的基本上構(gòu)成可轉(zhuǎn)向連接 件的大部分的所有的或幾乎所有的部件優(yōu)選由非磁性合金、陶瓷、 復(fù)合材料和/或塑料制成，其目的是為了不干擾MWD工具的測(cè)量， 該工具通常位于裝置的正上方，甚至與裝置形成一體。
根據(jù)本發(fā)明的裝置的一種實(shí)施方式，相對(duì)于其周圍環(huán)境，在油 中的^L械組件保持在大約0.01到lMPa，甚至更高的過壓，這一點(diǎn) 有利地歸功于增壓裝置，該增壓裝置優(yōu)選由處在周圍流體施加的壓 力下的環(huán)形活塞和容納在殼體和傳動(dòng)軸之間的彈簧構(gòu)成。在一種優(yōu) 選的實(shí)施方式中，前刮刀連接件和墊圈組件或金屬的、塑性的或?qū)?迭的彈性體波紋管確保主體1和可轉(zhuǎn)向的殼體2之間的緊固。
至于其目的在于構(gòu)建主體1和可轉(zhuǎn)向的殼體2在鉆孔壁上的支 撐的元件，它們有利地是直的或螺旋葉片，優(yōu)選為可拆除的，以便 減小堵塞的風(fēng)險(xiǎn)，它們用作非旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定器，其直徑小于或等于鉆具/ 鉆頭的直徑。這些非旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定器優(yōu)選分別安裝有對(duì)齊的或螺旋"按 鈕"，有利地由碳化鴒或多晶金剛石(簡寫為PDC)構(gòu)成或提供有耐 磨鍍層。
當(dāng)其設(shè)計(jì)為構(gòu)成具有內(nèi)部聯(lián)接的動(dòng)態(tài)連接件時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的 裝置有利地在可轉(zhuǎn)向的殼體2的沿偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)7方向上的端部裝備有 縱向葉片或夾子10b，其目的是通過在鉆出的井壁上開槽從而制止可 轉(zhuǎn)向的連接件的旋轉(zhuǎn)。在實(shí)踐中，那些夾子或葉片有利的由碳化鎢 或多晶金剛石(簡寫為PDC)制成，從而不論鉆井的形式都可以延 長它們的壽命。
至于根據(jù)本發(fā)明的一體地形成在連接裝置中的偏轉(zhuǎn)裝置，在靜 態(tài)連接裝置的情況下，偏轉(zhuǎn)裝置優(yōu)選由兩個(gè)沿徑向偏心的環(huán)、球窩
15接頭和由彈簧控制的滑動(dòng)樞軸連接件構(gòu)成；通過兩個(gè)環(huán)的差速旋轉(zhuǎn)，
偏轉(zhuǎn)得以實(shí)現(xiàn)。
在似動(dòng)態(tài)或動(dòng)態(tài)裝置中，該偏轉(zhuǎn)裝置可根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員已 知的標(biāo)準(zhǔn)來制造。
根據(jù)一個(gè)有利的特征，為了形成本發(fā)明必需的液壓動(dòng)力， 一個(gè) 或多個(gè)傳動(dòng)裝置優(yōu)選由泵供給，這些泵的活塞圍繞軸呈筒形布置并 且由與所述軸成一體的凸輪驅(qū)動(dòng)。作為一種變型，可以提供或使用
一個(gè)或多個(gè)桶泵19b，它們由小齒輪增速型齒輪組件驅(qū)動(dòng)。
每個(gè)傳動(dòng)裝置的動(dòng)力供應(yīng)有利地由一個(gè)常開電磁閥驅(qū)動(dòng)。如果 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)為可逆的，系統(tǒng)自動(dòng)返回到其空擋位置，其目的是為 了在出現(xiàn)問題的情況下保證根據(jù)本發(fā)明的裝置返回到直的鉆探位 置，這樣減小了在鉆探組件上升的過程中發(fā)生楔入的危險(xiǎn)。
根據(jù)另一種有利的實(shí)施方式，尤其是，在一種需要電力的實(shí)施 方式中，根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置不具有任何電池，其動(dòng)力由環(huán)形發(fā) 電機(jī)，特別帶有設(shè)置在軸3周圍的永磁鐵(未示出)的環(huán)形發(fā)電機(jī) 供應(yīng)并通過行星齒輪系(未示出)由軸驅(qū)動(dòng)。作為一種變型，可以 圍繞軸3以筒形布置提供和使用一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)借 助于小齒輪增速型齒輪組件由軸驅(qū)動(dòng)。所述發(fā)電機(jī)有利地聯(lián)接到一 個(gè)或多個(gè)整流器以及多個(gè)高容量的電容器，所述整流器能夠串聯(lián)或 并聯(lián)，以獲得寬的速度范圍，電容器在軸自由旋轉(zhuǎn)操作過程中起電 池的作用。
所述泵或泵組和所述發(fā)電才幾或發(fā)電機(jī)組沿同一軸線布置并有利 地共用同一個(gè)驅(qū)動(dòng)小齒輪。
根據(jù)本發(fā)明的裝置有利地包括重排的泵、發(fā)電機(jī)、電磁閥、傳 動(dòng)裝置和過壓釋放器組件，設(shè)置所述組件以致動(dòng)相對(duì)移動(dòng)的部件。
根據(jù)本發(fā)明轉(zhuǎn)向裝置的另一個(gè)特征，主體1結(jié)合了 "鉆頭"測(cè) 量傳感器，例如測(cè)量傾斜度、方位角、壓力、溫度、自然伽馬輻射、 電阻率、"WOB"鉆頭扭矩、"蹩鉆"和/或"渦流"、旋轉(zhuǎn)速度、"粘滑運(yùn) 動(dòng)"或振顫等。經(jīng)設(shè)計(jì)，考慮到所述晶體的偏心和主體1相對(duì)于鉆出的井的旋 轉(zhuǎn)(變慢)，自然伽馬輻射測(cè)量是定向的。在這樣的考慮下，均勻 分布在軸周圍呈筒形布置的多個(gè)晶體可以按照公知的方式使用。
主體1相對(duì)于鉆出的井的(緩慢)旋轉(zhuǎn)是隨機(jī)的，為了控制主 體1相對(duì)于通過鉆桿鉆出的井的旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)組可以被短 路和/或一個(gè)或多個(gè)泵可以被停止。
根據(jù)本發(fā)明的假擬動(dòng)態(tài)形式的轉(zhuǎn)向裝置的 一 種特別的實(shí)施方 式，主體1包括鉆柱旋轉(zhuǎn)檢測(cè)器(未示出)，當(dāng)不旋轉(zhuǎn)時(shí)，其處于
彎曲軸3"滑動(dòng)"模式，當(dāng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，其處于直軸"旋轉(zhuǎn)"模式，這樣可轉(zhuǎn) 向的殼體2自動(dòng)致動(dòng)而不需要地面/底部傳動(dòng)裝置。
根據(jù)本發(fā)明的假擬動(dòng)態(tài)形式的轉(zhuǎn)向裝置的一種變型實(shí)施方式， 鉆柱旋轉(zhuǎn)檢測(cè)器是完全機(jī)械式的(例如圍繞主體1自由旋轉(zhuǎn)的不平 衡的配重，徑向平移的配重等)，以便可以應(yīng)用于高溫情況，特別 是在大約20(TC和更高的溫度下。
根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置的實(shí)施方式提供有動(dòng)態(tài)功能，所述裝置 有利地在其主體1內(nèi)或在主體1上結(jié)合了傾斜度和方位角傳感器或 與角度編碼器和傾斜計(jì)相關(guān)聯(lián)的慣性中心或自由旋轉(zhuǎn)的不平衡配 重，它們與實(shí)時(shí)計(jì)算器相耦合，目的是為了在給定方向或軌跡上驅(qū) 動(dòng)偏轉(zhuǎn)裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)特征，在假擬動(dòng)態(tài)以及動(dòng)態(tài)實(shí)施方式中， 可以從地面遠(yuǎn)程控制轉(zhuǎn)向裝置，這需要使用泥漿壓力和/或鉆柱旋轉(zhuǎn) 作為參數(shù)的編碼，或者甚至通過帶有或不帶有繼電器的電磁波傳輸。
根據(jù)本發(fā)明的假擬動(dòng)態(tài)和動(dòng)態(tài)類型的裝置，安裝在轉(zhuǎn)向連接器 上的合適的雙向通訊裝置有利地使得在工具水平處(稱為鉆頭測(cè)量) 的測(cè)量傳輸?shù)降孛?，根?jù)優(yōu)選和環(huán)境限制帶有或不帶繼電器，這使 得鉆探過程能夠交互。
此外，根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置有利地裝配有傳感器，如上文所 述的傳感器，和帶有連接器(包括至少一根地面導(dǎo)線)的電子接口， 有利地帶有附加在地面上的四個(gè)觸頭(2條動(dòng)力線和2條通訊線)，這使得與計(jì)算機(jī)甚至直接與網(wǎng)絡(luò)建立對(duì)話(程序編制、參數(shù)設(shè)定、 重讀存儲(chǔ)器等)成為可能。
本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)然能理解根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置在實(shí)踐中被
包含在那些標(biāo)準(zhǔn)的上游元件(MWD, LWD，馬達(dá)等，和鉆桿)和下 游的鉆具(鉆頭/PDC/鉆機(jī))中，或者能夠最終結(jié)合這些元件中的一 個(gè)或與這些元件之一結(jié)合。
本發(fā)明也涉及形成可控的鉆孔的方法，即，需要精確的軌跡控 制。在根據(jù)本發(fā)明的這種方法中，至少提供根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)轉(zhuǎn)向/ 重轉(zhuǎn)向裝置，并且在合適的偏轉(zhuǎn)裝置的動(dòng)作下進(jìn)行操作。
當(dāng)鉆孔具有不期望的曲率或者當(dāng)優(yōu)選對(duì)鉆出的井的軌跡需要重 轉(zhuǎn)向時(shí)，應(yīng)用重轉(zhuǎn)向裝置被證明是特別有利的。
在 一 種優(yōu)選的實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明的方法具有有利的特征， 上述實(shí)施方式和/或變形用于可轉(zhuǎn)向的連接裝置本身或其部件。
本發(fā)明因此提供了一種用于鉆具的轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)克服了現(xiàn) 有技術(shù)的限制并具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，如減小的長度、在窄的傾斜角下 提供高的BUR、高可靠性和極易制造及維護(hù)。
單向的從地面到底部的傳動(dòng)可選擇地結(jié)合在本發(fā)明的裝置中， 其操作例如通過壓力變化或，例如通過鉆柱旋轉(zhuǎn)和對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行編 碼/解碼，本領(lǐng)域技術(shù)人員因此能夠從地面驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。從地面到底部 或局部單向或雙向電磁傳動(dòng)可以結(jié)合在此裝置中，也使得系統(tǒng)可以
實(shí)時(shí)交互驅(qū)動(dòng)。
化，目的是為了檢測(cè)例如超速或振顫("粘滑")等故障。
本發(fā)明也可以包括通過不旋轉(zhuǎn)鉆柱("滑動(dòng)")并通過自動(dòng)操作
的旋轉(zhuǎn)鉆柱("旋轉(zhuǎn)")的過程使用有利的機(jī)械檢測(cè)鉆探模式的方法。 作為一種變形，該方法可以包括使用轉(zhuǎn)向可轉(zhuǎn)向的殼體2的部
件，特別是有利地使主體1包括聯(lián)接到角度編碼器和傾斜計(jì)上的不
平衡的配重，還有一個(gè)實(shí)時(shí)計(jì)算器。
根據(jù)本發(fā)明的方法也可以包括使用在任何方向上驅(qū)動(dòng)可轉(zhuǎn)向的
18殼體2的部件，特別是有利地使主體包括偏轉(zhuǎn)探測(cè)器(包括優(yōu)選3 個(gè)磁力計(jì)和3個(gè)加速計(jì))和實(shí)時(shí)計(jì)算器。作為一種變型，其功能性
可以通過在主體l內(nèi)包括一個(gè)慣性中心，有利的是MEMS型的慣性 中心，和一個(gè)實(shí)時(shí)計(jì)算器來保證。
為了測(cè)量鉆具/鉆頭16處的扭矩，這具有實(shí)際意義，可以使用本 領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法。利用根據(jù)本發(fā)明的裝置，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以測(cè)量軸承4和6之間的軸3的扭轉(zhuǎn)角度。為了這一目的，推 薦使用儀器專用的滾柱軸承作為編碼器、與至少 一個(gè)霍爾效應(yīng)傳感 器相關(guān)的發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)組19a或磁鐵或這些元件的組合，并利用 這些部件直接測(cè)量在兩個(gè)測(cè)量值間的相移和測(cè)量發(fā)電機(jī)速度。
根據(jù)本發(fā)明的裝置除了能夠減小每米鉆孔的總成本外，還使得 裝置小型化，使得鉆探階段小于或等于57/8"。此外，該裝置與設(shè)置 在所述裝置上游的"鉆孔器/擴(kuò)孔器"兼容。因此可以使用同一裝置鉆 出不同的直徑。
在任意情況下， 一種或多種鉆探流體和wob ("鉆壓")直接通 過管狀傳動(dòng)軸，這使得壓力降幅減小且在靜態(tài)和假擬動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的情 況下將推力軸承放置到主體1中?？赊D(zhuǎn)向的殼體2的長度因此可在 不犧牲推力軸承的壽命的前提下被減小到極限，因此可以在窄的傾 斜/彎曲角度下具有高的bur。
在假擬動(dòng)態(tài)連接的情況下，上述優(yōu)點(diǎn)可進(jìn)一步由下述來補(bǔ)充， 特別是
自動(dòng)地或從地面致動(dòng)轉(zhuǎn)向殼體，對(duì)于直的鉆孔采用直軸"旋轉(zhuǎn)"
鉆探模式，在需要精確控制軌跡時(shí)采用彎曲軸"滑動(dòng)"模式；因此避 免了在"旋轉(zhuǎn)"模式中旋轉(zhuǎn)彎曲殼體，并且鉆孔的質(zhì)量與由rss獲得 的鉆孔相似，但是系統(tǒng)更簡單，因此，是更可靠和不昂貴的系統(tǒng)；
在馬達(dá)上裝備有設(shè)置在主體中的壓力、溫度、偏轉(zhuǎn)、自然伽馬 輻射、中子傳感器等，這使得能夠進(jìn)行鉆頭測(cè)量；和
安裝底部/地面通訊裝置，以便將鉆頭測(cè)量值實(shí)時(shí)傳輸給地面。
在動(dòng)態(tài)連接的情況下，因此可以
19顯著減小RSS的長度，目的是為了
通過減小不同測(cè)量點(diǎn)和鉆頭(例如PDC或三錐齒輪鉆頭) 之間的距離來提高在鉆探過程(MWD/LW)中測(cè)量的質(zhì)量；
利用主體和殼體的直徑與鉆具/鉆頭的直徑相當(dāng)，增大BUR 并使RSS的方向性能不受所述RSS傾斜的影響； 減小重量、生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)人玫耐顿Y和成本； 在不需完全拆卸所述RSS的情況下使用RSS的所有的機(jī)械和電 子部件，使得組裝和維護(hù)的成本明顯降低；
將構(gòu)成RSS的所有的機(jī)械裝置和不同部件的連接件上的應(yīng)力降 低超過30%，并減少機(jī)械部件的數(shù)量，因此增加了所述RSS的可靠 性；
減小RSS的鉆孔小于或等于57/8,，;
有助于引入在市場(chǎng)上現(xiàn)存的RSS裝置，利用已經(jīng)獲得的向下鉆 進(jìn)電機(jī)的彎曲殼體，自1962年就已裝備有彎曲殼體；和 得到比現(xiàn)有的大多數(shù)系統(tǒng)更高的轉(zhuǎn)速。
另外需要指出，上述優(yōu)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)能使每米鉆探的總成本明顯降低， 這在目前已知的鉆探裝置中不可能獲得，這將更多地利用向下鉆進(jìn) 電才幾以及RSS。
權(quán)利要求
1. 一種鉆具轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，其從上游至下游依次包括主體(1)和可轉(zhuǎn)向的殼體(2)，所述主體(1)通過構(gòu)成第一軸承(4)的樞軸、滑動(dòng)樞軸、球窩接頭或環(huán)形線性式連接件中的至少一個(gè)連接到可彎曲的或撓性的傳動(dòng)軸(3)，所述可轉(zhuǎn)向的殼體(2)通過構(gòu)成第二軸承(5)的至少一個(gè)樞軸連接件連接到可彎曲的或撓性的傳動(dòng)軸(3)，該傳動(dòng)軸(3)沿縱向穿過所述主體和可轉(zhuǎn)向的殼體，在所述傳動(dòng)軸和所述主體(1)之間的構(gòu)成第三軸承(6)的樞軸、滑動(dòng)樞軸、環(huán)形線性或球窩接頭式連接件設(shè)置在所述主體朝向所述可轉(zhuǎn)向的殼體的端部附近，和通過用作偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)(7)的部件執(zhí)行轉(zhuǎn)向，所述偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)(7)使所述主體(1)相對(duì)于所述可轉(zhuǎn)向的殼體(2)在它們交界面處附近基本上沿徑向運(yùn)動(dòng)，所述主體可選擇地在其周邊上裝配有軸承墊(9)，所述軸承墊(9)的直徑小于或等于鉆具/鉆頭(16)的直徑，和所述可轉(zhuǎn)向的殼體可選擇地在其朝向所述鉆具/鉆頭的端部的周邊上裝配有軸承墊(10a)，并且在其朝向所述主體(1)的端部裝配有固定的或可膨脹的襯墊或夾子，所述軸承墊(10a)的直徑小于或等于所述鉆具/鉆頭(16)的直徑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在所述主體(1 ) 和軸(3)之間的樞軸連接件通過(A)所謂的樞軸、滑動(dòng)樞軸、球 窩接頭或環(huán)形線性式上軸承(4)和(B)所謂的樞軸、滑動(dòng)樞軸、 環(huán)行線性或球窩接頭式中間軸承(6)構(gòu)成，這兩個(gè)軸承位于所述主 體(1 )的兩個(gè)端部附近，其中，所述中間軸承(6)朝向所述可轉(zhuǎn)向的殼體(2)， 并且在所述可轉(zhuǎn)向的殼體(2)和所述軸(3)之間的樞軸連接 件通過所謂的下軸承(5)構(gòu)成，所述下軸承(5)位于所述可轉(zhuǎn)向的殼體(2)朝向所述鉆具/鉆頭(16)的端部附近。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，其包括偏轉(zhuǎn) 系統(tǒng)(7)，所述偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)(7)通過支承在所述傳動(dòng)軸(3)或主體(1 )上或者支承在鉆出的井壁上并能通過使所述可轉(zhuǎn)向的殼體(2) 的上端相對(duì)于所述主體(1)的下端沿基本上徑向運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生彎曲。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的裝置，其特征在于，所述軸承(4， 5， 6)包括有利地被預(yù)加應(yīng)力的滾柱軸承，特別是滾珠軸承、錐形 滾柱軸承、圓柱滾柱軸承或滾針軸承、或者包括液壓軸承，特別是 油或鉆探泥漿軸承，或者包括它們的任意組合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述裝置能 夠構(gòu)成動(dòng)態(tài)連接件，并且在所述可轉(zhuǎn)向的殼體(2)朝向所述偏轉(zhuǎn)系 統(tǒng)(7 )的端部裝配有夾子或葉片，所述夾子或葉片允許在所述軸(3 ) 偏轉(zhuǎn)的情況下通過在鉆孔壁上開槽來鎖定或制動(dòng)所述裝置不旋轉(zhuǎn)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于， 所述軸(3)是整體式管狀傳動(dòng)軸，其由復(fù)合材料或合金制成，所述 復(fù)合材料或合金的反復(fù)彎曲疲勞極限和楊氏模量之間的比率很高， 所述軸不包含截面突變，所述軸僅端部能夠選擇性地具有螺紋和能 夠形成連接槽，而諸如滾柱軸承、環(huán)形齒輪等部件通過熱環(huán)箍或機(jī) 械環(huán)箍固定到軸上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于， 上連接件和下連接件分別通過與液壓控制的環(huán)箍相結(jié)合的螺紋連接 到軸(3)上，這確保將軸向拉壓應(yīng)力和扭矩分別傳遞到鉆具。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于， 前刮刀接頭和墊圈組件或金屬的、塑性的和/或?qū)拥膹椥泽w波紋管 確保在主體(1)和可轉(zhuǎn)向的殼體(2)之間的分界面處緊密連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于， 在靜態(tài)連接裝置的情況下，通過兩個(gè)沿徑向偏心的環(huán)、球窩接頭和 滑動(dòng)樞軸連接件以及通過預(yù)加應(yīng)力的彈簧構(gòu)成偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)(7),然后 通過兩個(gè)環(huán)的差動(dòng)旋轉(zhuǎn)獲得偏轉(zhuǎn)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于， 所述主體(1 )結(jié)合有鉆桿旋轉(zhuǎn)檢測(cè)器，所述鉆桿有利地是完全機(jī)械 式的或者處于使殼體不需要借助于地面/底部傳動(dòng)裝置而自動(dòng)致動(dòng)的 "直軸旋轉(zhuǎn)模式"。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述裝置包 括圍繞所述軸(3 )呈筒形布置并且通過小齒輪增速型齒輪組件(18 ) 由所述軸(3)驅(qū)動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)(19a)，所述發(fā)電機(jī)優(yōu)選 聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)整流器和多個(gè)高容量的電容器，所述整流器能夠 串聯(lián)或并聯(lián)聯(lián)接以得到寬的速度范圍，所述電容器在所述軸(3)的 自由旋轉(zhuǎn)操作期間用作電池。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述裝置包 括一個(gè)或多個(gè)液壓泵(19b),所述液壓泵(19b)圍繞所述軸(3) 呈筒形布置并且通過小齒輪增速型齒輪組件(18)由所述軸(3)驅(qū) 動(dòng)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的裝置，其特征在于，所述裝置 包括重排列的泵、發(fā)電機(jī)、電磁閥、傳動(dòng)裝置和過壓閥的組件，其 用于致動(dòng)所述偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)(7),所述泵和所述發(fā)電機(jī)同軸并共用同一 個(gè)驅(qū)動(dòng)小齒輪。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1至13中任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于， 所述裝置包括在測(cè)量所述鉆具/鉆頭(16)的扭矩時(shí)用于實(shí)時(shí)測(cè)量所 述軸(3)在所述第一軸承(4)和第三軸承(6)之間的扭轉(zhuǎn)角的部件。
15. —種通過軌跡的精確控制來加工鉆孔的方法，其特征在于， 提供至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至14中任意一項(xiàng)所述的裝置并將所述 裝置投入使用。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，借助于偏轉(zhuǎn)系 統(tǒng)(7)通過使可轉(zhuǎn)向的殼體(2)相對(duì)于主體(1 )和/或相對(duì)于橫動(dòng) 傳動(dòng)軸(3)沿基本上徑向運(yùn)動(dòng)而使軸(3)彎曲。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法還包括分析來自發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)組的信號(hào)的變化，以便檢測(cè)如超速或振顫等故障。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鉆具轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，其從上游至下游依次包括主體(1)和可轉(zhuǎn)向的殼體(2)，主體(1)通過構(gòu)成第一軸承(4)的樞軸、滑動(dòng)樞軸、球窩接頭或環(huán)形線性式連接件中的至少一個(gè)連接到可彎曲的或撓性的傳動(dòng)軸(3)，所述可轉(zhuǎn)向的殼體(2)通過構(gòu)成第二軸承(5)的至少一個(gè)樞軸連接件分別連接到可彎曲的或撓性的傳動(dòng)軸(3)，傳動(dòng)軸(3)沿縱向穿過主體和可轉(zhuǎn)向的殼體，在傳動(dòng)軸和主體(1)之間的構(gòu)成第三軸承(6)的樞軸、滑動(dòng)樞軸、環(huán)形線性或球窩接頭式連接件設(shè)置在主體朝向可轉(zhuǎn)向的殼體的端部附近，通過用作偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)(7)的部件執(zhí)行轉(zhuǎn)向，偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)(7)使主體(1)相對(duì)于可轉(zhuǎn)向的殼體(2)在它們交界面處附近基本上沿徑向相對(duì)運(yùn)動(dòng)，主體可選擇地在其周邊上裝配有軸承墊(9)，軸承墊(9)的直徑小于或等于鉆具/鉆頭(16)的直徑，可轉(zhuǎn)向的殼體可選擇地在其朝向鉆具/鉆頭的端部周邊上裝配有軸承墊(10a)，并且在其朝向主體(1)的端部裝配有固定的或可膨脹的襯墊或夾子，軸承墊(10a)的直徑小于或等于所述鉆具/鉆頭(16)的直徑。所述裝置還能夠應(yīng)用于需要軌跡控制的鉆探操作中。
文檔編號(hào)E21B7/06GK101473102SQ200780010934
公開日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2007年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月27日
發(fā)明者弗朗索瓦·米勒 申請(qǐng)人:弗朗索瓦·米勒