[发明专利]一种导斜器锚定工具

权利要求书

1.一种导斜器锚定工具，由上接头、主壳体、行星齿轮、上中心齿轮、齿轮托盘、圆螺母、上中心轴、上缸体、棘轮、压帽、压杆、压簧、中缸体、密封环、下中心齿轮、限位轴、中接头、限位块、碟簧、盖板、下中心轴、定位销、箍簧、锚爪、下缸体、下接头、钢球、剪钉、小弹簧、卡簧和O型密封圈构成；

其特征是：上接头（1）内设置有中心孔，上接头（1）底部设置有齿轮保持架Ⅰ（1a），齿轮保持架Ⅰ（1a）底端设置有一段螺纹，行星齿轮（3）中心设置有通孔，行星齿轮（3）套在齿轮保持架Ⅰ（1a）上，行星齿轮（3）上端面与齿轮保持架Ⅰ（1a）根部平面相接触，行星齿轮（3）外圆柱表面设置有渐开线齿廓；上中心齿轮（4）内部设置有中心孔，上中心齿轮（4）上部外圆柱面设置有渐开线齿廓，上中心齿轮（4）位于齿轮保持架Ⅰ（1a）正中心，上中心齿轮（4）与行星齿轮（3）相互啮合，上中心齿轮（4）下部设置有一段阶梯轴，阶梯轴外表面设置有螺纹，齿轮托盘（5）套在齿轮保持架Ⅰ（1a）下端，齿轮托盘（5）上端面与上中心齿轮（4）下部阶梯轴的台阶面接触，圆螺母（6）与齿轮保持架Ⅰ（1a）底端通过螺纹连接并紧固；主壳体（2）上端内圆柱面套在上接头（1）上，主壳体（2）与上接头（1）之间设置有第一O型密封圈（30），主壳体（2）中部内圆柱面设置有渐开线齿廓，主壳体（2）中部与行星齿轮（3）相互啮合；

所述主壳体（2）下端与上缸体（8）上端螺纹连接，上缸体（8）下端与中缸体（13）上端螺纹连接，中缸体（13）下端与中接头（17）上端螺纹连接，中接头（17）下端与下缸体（25）上端螺纹连接，下缸体（25）与下接头（26）通过剪钉（28）连接；

所述上中心齿轮（4）下部与上中心轴（7）上端螺纹连接，上中心轴（7）内设置有中心孔，上中心轴（7）上部设置有四个过流孔Ⅰ（7a），上中心轴（7）外圆中部沿轴线方向对称设置有一段凸键（7e），上中心轴（7）中下部设置有四个过流孔Ⅱ（7b），上中心轴（7）下部设有一圆柱形齿轮座（7c），在齿轮座（7c）底部设置有齿轮保持架Ⅱ（7d），齿轮保持架Ⅱ（7d）底端设置有一段螺纹，行星齿轮（3）套在齿轮保持架Ⅱ（7d）上，行星齿轮（3）上端面与齿轮保持架Ⅱ（7d）根部平面接触；下中心齿轮（15）内部设置有中心孔，下中心齿轮（15）上部外圆柱面设置有渐开线齿廓，下中心齿轮（15）位于齿轮保持架Ⅱ（7d）正中心，下中心齿轮（15）与行星齿轮（3）相互啮合，下中心齿轮（15）中部设置有一段阶梯轴，阶梯轴下部外表面设置有螺纹，齿轮托盘（5）套在齿轮保持架Ⅱ（7d）下端，齿轮托盘（5）上端面与下中心齿轮（15）中部阶梯轴的台阶面接触，圆螺母（6）与齿轮保持架Ⅱ（7d）底端通过螺纹连接并紧固；

所述上缸体（8）内腔上部设置有一圈凸台，上缸体（8）内腔上部与上中心轴（7）外圆接触，上缸体（8）与上中心轴（7）之间设置有第二O型密封圈（31）；棘轮（9）外圆表面均匀分布有锯齿牙，棘轮（9）上部设置有一段光滑外圆柱面，棘轮（9）内孔对称设置有两个键槽，棘轮（9）通过键槽套在上中心轴（7）的凸键（7e）上，棘轮（9）底端与上中心轴（7）之间通过卡簧（34）固定，棘轮（9）锯齿牙外圆轮廓与上缸体（8）内表面之间通过间隙配合，棘轮（9）内圆与上中心轴（7）之间设置有第四O型密封圈（33），棘轮（9）上部外圆柱面与上缸体（8）内圆表面接触，棘轮（9）上部外圆柱面与上缸体（8）之间设置有第三O型密封圈（32）；上缸体（8）中部设置有一个阶梯孔，压帽（10）置于阶梯孔内，压帽（10）与阶梯孔之间螺纹连接，压帽（10）内部设有圆柱内腔，压帽（10）外侧中心设置有通孔并连通圆柱内腔，压杆（11）置于压帽（10）圆柱内腔，压杆（11）上设置有环形凹槽，压簧（12）被压在环形凹槽内，压簧（12）外端与压帽（10）接触，压簧（12）内端与压杆（11）接触，压杆（11）外端的圆柱形杆穿过压帽（10）外侧中心的通孔，压杆（11）内端设置为圆锥形凸体，压杆（11）内端与棘轮（9）锯齿牙接触，过流孔Ⅰ（7a）连通上中心轴（7）内腔和棘轮（9）上端面与上缸体（8）构成的环形腔体；

所述中缸体（13）内腔上部设置有一圈凸台，中缸体（13）内腔上部与上中心轴（7）中下部外圆接触，中缸体（13）与上中心轴（7）之间设置有第二O型密封圈（31），密封环（14）套在上中心轴（7）中下部外表面，密封环（14）底端与上中心轴（7）之间通过卡簧（34）固定，密封环（14）外圆柱面与中缸体（13）内圆接触，密封环（14）与上中心轴（7）之间设置有第四O型密封圈（33），密封环（14）与中缸体（13）之间设置有第三O型密封圈（32），过流孔Ⅱ（7b）连通上中心轴（7）内腔和密封环（14）上端面与中缸体（13）构成的环形腔体，中缸体（13）中下部内圆柱面设置有渐开线齿廓，中缸体（13）中下部与行星齿轮（3）相互啮合；

所述下中心齿轮（15）下端与限位轴（16）上端螺纹连接，限位轴（16）下端与下中心轴（21）上端螺纹连接，限位轴（16）置于中接头（17）内，限位轴（16）中心设置有通孔，限位轴（16）中部设置有锥形公马牙（16a），中接头（17）外圆柱面中部周向对称分布两个矩形沉槽，限位块（18）置于矩形沉槽内，限位块（18）两端凸台与矩形沉槽的台阶贴合，限位块（18）内侧设置有锥形母马牙（18b），母马牙（18b）与公马牙（16a）相配合，盖板（20）与中接头（17）矩形沉槽外侧之间螺钉连接，限位块（18）外侧设置有两个圆柱凸台（18a），四个碟簧（19）分别套在两个限位块（18）外侧的四个圆柱凸台（18a）上，碟簧（19）置于盖板（20）和限位块（18）之间，碟簧（19）被盖板（20）紧压在限位块（18）外侧面；

所述下中心轴（21）下端与下接头（26）螺纹连接，下中心轴（21）置于下缸体（25）内，下中心轴（21）中部设置有锥形凸轮（21b），下中心轴（21）中下部与下缸体（25）之间设置有第五O型密封圈（35），下中心轴（21）内设置有中心孔，下中心轴（21）中下部设置有过流孔Ⅲ（21a），过流孔Ⅲ（21a）连通下中心轴（21）内腔和下接头（26）上端面与下缸体（25）构成的环形腔体，下中心轴（21）底端设置为锥形喇叭口，下缸体（25）中部设置有矩形窗口，锚爪（24）置于下缸体（25）矩形窗口内，锚爪（24）与下缸体（25）之间通过定位销（22）连接，箍簧（23）套在下缸体（25）外圆中上部并压在锚爪（24）外侧上部凹槽内，锚爪（24）内侧与锥形凸轮（21b）接触；下接头（26）外圆柱面与下缸体（25）内圆柱面接触，下接头（26）内腔中下部设置有圆柱形弹簧座，小弹簧（29）置于弹簧座内，钢球（27）置于小弹簧（29）与下中心轴（21）锥形喇叭口之间，下接头（26）与下缸体（25）之间设置有第六O型密封圈（36）；

工作时，本发明的上接头（1）与导斜器底部通过螺纹连接固定，钻井液进入本发明的中心通道内并被钢球（27）封堵形成高压钻井液，高压钻井液流经过流孔Ⅰ（7a）、过流孔Ⅱ（7b）和过流孔Ⅲ（21a）并分别进入三个环形腔体，形成三个联动高压液缸，进而推动主壳体（2）、上缸体（8）、中缸体（13）、中接头（17）和下缸体（25）剪断剪钉（28）一起轴向上移，锚爪（24）在下缸体（25）的拉动下沿锥形凸轮（21b）上移，在锥形凸轮（21b）的支撑下使锚爪（24）径向张开，与套管壁接触并卡紧套管壁，同时限位块（18）也随中接头（17）一起轴向上移，限位轴（16）通过马牙机构锁定限位块（18）的轴向移动位置；在套管开窗过程中，上部导斜器在开窗铣锥施加的切削扭矩作用下会发生微小的周向顺时针转动，进而带动上接头（1）发生周向顺时针旋转，此时由主壳体（2）、行星齿轮（3）和上中心齿轮（4）共同构成的上部行星轮系，和中缸体（13）行星齿轮（3）和下中心齿轮（15）共同构成的下部行星轮系一起组成一个复合轮系，通过该复合轮系将上接头（1）微小的周向顺时针旋转运动传递给上中心轴（7）和下中心轴（21），并在复合轮系的双重作用下使下中心轴（21）的旋转运动角被连续放大，放大倍数是该复合轮系的总传动比，下中心轴（21）顺时针旋转进而使凸轮高点（21c）作用在锚爪（24）内侧，进一步支撑锚爪（24）沿径向外伸，促使锚爪（24）与套管壁贴合更紧，切实提升锚定工具的锚定效果。