[发明专利]一种钻井自动防斜装置及其防斜方法

权利要求书

1.一种钻井自动防斜装置，其特征在于：这种钻井自动防斜装置包括钻头部分、旋转钻柱(9)、液压防斜部分和钻井液通道(4)；旋转钻柱内壁设置一圏凸齿，主传动齿轮(22)与凸齿啮合，主传动齿轮(22)通过传动杆(5)连接从动齿轮组带动钻头(1)转动，从动齿轮组固定在钻头内部；钻井液通道(4)贯穿旋转钻柱(9)、液压防斜部分，伸入到钻头(1)中；液压防斜部分设置于非旋转钻柱(8)内，液压防斜部分包括液压防斜控制台(21)、四组液压防斜开关机构、支撑台(17)、四个液压防斜块(7)，支撑台(17)位于液压防斜控制台(21)的下方，钻井液通道(4)穿过支撑台(17)的中心，四组液压防斜开关机构均匀布置支撑台(17)上且环绕在钻井液通道(4)外侧，四个液压防斜块(7)均匀设置于非旋转钻柱壁中，非旋转钻柱壁均匀设置四个防斜槽，每个液压防斜块通过钻柱壁弹簧(24)设置于一个防斜槽中；

液压防斜控制台(21)的中心为磁力球槽，四条光滑磁力球通道(35)呈十字型布置在磁力球槽周边，四条光滑磁力球通道内端均与磁力球槽相通，四条光滑磁力球通道外端设置磁力球漏磁孔，磁力球(37)自由坐在磁力球槽内，磁力球漏磁孔的直径小于磁力球的直径；

每组液压防斜开关机构包括开关金属块(25)、杠杆开关(18)，杠杆开关(18)安装在支撑台(17)上，杠杆开关的杠杆金属块(29)的一端连接有垂向弹簧(19)，垂向弹簧(19)的上端衔接着磁力板(34)，垂向弹簧(19)向上伸入磁力球漏磁孔中，磁力板(34)位于磁力球漏磁孔中，磁力球(37)的极性与磁力板(34)的极性相同；杠杆开关的杠杆金属块(29)另一端固定磁力块(28)，开关金属块(25)通过通道壁弹簧(26)设置在钻井液通道壁的开关槽中，开关槽的槽底与钻井液通道(4)相通，开关槽的下槽壁与钻井液垂向流道(30)相通，钻井液垂向流道(30)设置于钻井液通道壁中，开关金属块(25)位于磁力块(28)的侧上方，磁力块翘起时，将开关金属块从开关槽中吸出，钻井液通道(4)、开关槽、钻井液垂向流道(30)被导通；

四个增压通道(16)均匀分布在钻井液通道(4)四周，每个增压通道一端连接一个钻井液垂向流道(30)，另一端伸入到非旋转钻柱壁中且与一个防斜槽槽底相通，每个增压通道下方设置一个泄压通道(15)，泄压通道(15)也与防斜槽槽底相通，泄压通道另一端与钻井液通道(4)相通。

2.根据权利要求1所述的钻井自动防斜装置，其特征在于：所述的从动齿轮组由侧传动齿轮(11)和中心传动齿轮(13)构成，主传动齿轮(22)通过传动杆(5)连接侧传动齿轮(11)，侧传动齿轮(11)与中心传动齿轮(13)啮合，中心传动齿轮内部中空，钻井液通道从其中穿过，中心传动齿轮(13)与钻井液通道(4)之间设置轴承(14)，侧传动齿轮(11)和中心传动齿轮(13)设置于保护舱(3)内。

3.根据权利要求2所述的钻井自动防斜装置，其特征在于：所述的钻井液通道(4)穿过液压防斜控制台(21)时，分成三个分支钻井液通道(23)，钻井液汇流平台(20)设置于液压防斜控制台(21)下方，三个分支钻井液通道(23)又汇集于钻井液汇流平台(20)，钻井液汇流平台(20)下端连接钻井液通道(4)，钻井液通道一直延伸到钻头顶部。

4.根据权利要求3所述的钻井自动防斜装置，其特征在于：所述的各光滑磁力球通道(35)向下倾斜至磁力球槽，当钻柱发生一定角度的倾斜时，当倾斜的角度大于光滑磁力球通道的坡度时，磁力球(37)从磁力球槽滑出，滑到相应的磁力球漏磁孔并嵌在孔处，当钻柱恢复垂直时，磁力球(37)从磁力球漏磁孔滚回到磁力球槽中。

5.根据权利要求4所述的钻井自动防斜装置，其特征在于：所述的钻头部分设置有稳定器(2)，稳定器(2)上方为保护舱(3)。

6.一种权利要求5所述的钻井自动防斜装置的防斜方法，其特征在于：当钻柱发生一定角度的倾斜时，当倾斜的角度大于光滑磁力球通道(35)的坡度时，磁力球(37)从磁力球槽滑出，滑至磁力球漏磁孔中，由于磁力板(34)和磁力球(37)的极性相反，与磁力板(34)衔接的垂向弹簧(19)被压缩，此时磁力球处于平衡状态，垂向弹簧(19)受力通过开关金属块(25)将磁力块(28)翘起，至开关金属块(25)处，磁力块(28)将开关金属块(25)吸出，钻井液通道(4)、开关槽、钻井液垂向流道(30)被导通，钻井液通过钻井液垂向流道(30)流至增压通道(16)中，进而进入防斜槽，将液压防斜块(7)推出防斜槽，液压防斜块顶在井壁，将钻柱扶正，当钻柱回正后，因为光滑磁力通道有一定的坡度，磁力球(37)滑回磁力球槽，开关金属块(25)回到开关槽，钻井液通道(4)、开关槽、钻井液垂向流道(30)不再导通，钻井液不再注入防斜槽，钻柱壁弹簧将液压防斜块拉回防斜槽，防斜槽内的钻井液会通过泄压通道(15)流至钻井液通道中。