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申请/专利权人：西南石油大学;南通谐铭科技有限公司;四川谐铭科技有限公司

摘要：本发明属于定向石油钻井技术领域，具体涉及一种定向井旋转控制平衡工具，包括状态转换总成和反扭矩平衡总成；定向井旋转控制平衡工具具有两种工作状态：定向钻进状态和复合钻进状态。在需要定向钻井时，钻具会受到不断变化的反扭矩。根据钻具所受反扭矩的变化，利用定向井旋转控制平衡工具中的反扭矩平衡总成，通过调节钻柱的旋转速度来平衡钻具外壳所受反扭矩。本发明可以实现在需要定向钻进时对井下钻具稳定且精准的控制，有效解决了在定向钻进状态下由于无法平衡钻具外壳所受反扭矩导致不能精准定位的问题。在提高钻井效率的同时，有效提高了钻井中靶精度，该项工具的研发对定向石油钻井具有重要意义。

主权项：1.定向井旋转控制平衡工具，其特征在于：定向井旋转控制平衡工具位于上部钻柱与下部钻具组合之间，包括状态转换总成与反扭矩平衡总成；所述状态转换总成包括上外壳（1）、定位套（2）、连接套（3）、端帽（4）、推力球轴承A（5）、上部花键外壳（6）、上花键套（7）、上芯轴（8）、花键套（9）、花键芯轴（10）、上弹簧推套（11）、花键外壳（12）、推力球轴承B（13）、下弹簧推套（14）、弹簧（15）；所述状态转换总成上端与控制部分以及钻柱连接，实现内部旋转件与外壳独立旋转，扭矩经钻柱传至上芯轴（8），连接套（3）、端帽（4）、推力球轴承A（5）、上花键套（7）、花键套（9）、上弹簧推套（11）、推力球轴承B（13）、下弹簧推套（14）构成滑动传力组，在上芯轴（8）与花键芯轴（10）上滑动，上部控制机构控制滑动传力组，实现整个滑动传力组向下滑动，花键套（9）与花键外壳（12）间的啮合与脱离；所述反扭矩平衡总成包括下芯轴（16）、动力连接轴（19）、上壳体（20）、轴承A（21）、输出短节（22）、上套筒（23）、单向轴承（24）、导向轮（25）、下套筒（26）、泵轮（27）、轴承B（28）、花键座（29）；所述反扭矩平衡总成产生平衡钻头反扭矩的正向扭矩，并由下部花键外壳（17）依次传递，保证工具面稳定；上壳体（20）与动力连接轴（19）之间采用螺纹连接，上壳体（20）与泵轮（27）外壳相焊接形成一处密封空间，其中充入有液压油；动力连接轴（19）头部与上壳体（20）间采用螺纹连接，尾部设计有花键槽，动力连接轴（19）尾部与下芯轴（16）头部采用花键连接；下芯轴上有一个动活塞（18）保证下芯轴（16）的稳定性；动力连接轴（19）与输出短节（22）间依靠轴承A（21）连接，两部件间存在周向自由度，导向轮（25）与单向轴承（24）之间过盈配合；单向轴承（24）安装在输出短节（22）上，上下分别安装有上套筒（23）与下套筒（26），实现单向轴承（24）与导向轮（25）的轴向定位；泵轮（27）管口处设有橡胶圈密封，防止内部液压油泄漏，反扭矩平衡总成内部安装有轴承A（21）与轴承B（28），泵轮（27）与输出短节（22）相对转动；花键座（29）上台面周向阵列布置有12根凸起圆柱，与输出短节（22）连接，花键座（29）与下部花键外壳（17）之间为花键连接，实现正向平衡扭矩的传递。

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