技术领域
[0001] 本实用新型
专利属于石油钻井机械领域，具体涉及一种静态、推靠式液压旋转导向钻井工具，不仅可替代螺杆钻具，解决常规定向井(或斜井)和常规
水平井螺杆钻具滑动钻进定向困难和托压问题，而且可替代国外旋转导向钻井工具，大幅度降低大斜度定向井、超大位移定向井和高难度水平井钻井成本，对我国强占世界钻井技术制高点，引领世界钻井技术进步，改变世界
能源格局具有非常重要意义。
背景技术
[0002] 钻井是发现和开采地下油气资源的必然途径。根据设计井眼轨迹形状，钻井可划分成直井、定向井(或斜井)和水平井。在致密油、致密气、
页岩油、页岩气和
煤层气等非常规油气田开发中，定向井(或斜井)和水平井占钻井工作量80％以上。
[0003] 在定向井(或斜井)和水平井钻井过程中，使用螺杆钻具滑动钻进是井眼轨迹控制或调整井眼空间钻进方向的重要手段。但是，由于
地层岩性、
钻头类型、钻具组合、井眼轨迹和
钻井液性能等多种因素，定向困难和托压问题始终是困扰钻井工程师们的技术难题，也是一个世界性技术难题，由此导致定向钻井速度慢、施工周期长、作业成本高，严重时造成井下复杂事故，极大地制约了油气田开发效益。对于定向困难和托压问题，现场措施通常采取多次或反复摆工具面、小钻压滑动钻进、短起下钻修正井眼轨迹、大量加入泥浆助剂改善钻井液性能、起钻更换使用低
扭矩PDC钻头或
牙轮钻头等做法，但是，收效甚微。
[0004] 国外旋转导向钻井工具是定向井(或斜井)和水平井井眼轨迹控制的最佳钻井工具，也是解决定向困难和托压问题的理想钻井工具，但是，国外旋转导向钻井工具主要由贝克休斯、斯伦贝谢和哈里巴顿等少数国外油服公司垄断，性能可靠，
费用昂贵，目前仅在大斜度定向井、超大位移定向井和高难度水平井等极少数井使用。国内多家油田企业和科技院所合作开展旋转导向钻井工具研制工作，其中中石油钻井院、中海油研究院等单位均研制成功，但仍未商业化推广应用。因此，使用螺杆钻具钻定向井(或斜井)和水平井严重制约我国非常规油气田开发规模。
[0005] 在普遍使用螺杆钻具钻定向井(或斜井)和水平井情况下，静态、推靠式液压旋转导向钻井工具无疑是一种低成本旋转导向钻井解决方案，工具结构简单，原理可靠，造价低廉，具备定向井(或斜井)和水平井全领域、低成本普惠推广优势，对我国强占世界钻井技术制高点，引领世界钻井技术进步，改变世界能源格局具有非常重要意义。
[0006] 实用新型专利内容
[0007] 本实用新型专利属于石油钻井机械领域，具体涉及一种静态、推靠式液压旋转导向钻井工具，不仅可替代螺杆钻具，解决常规定向井(或斜井)和常规水平井螺杆钻具滑动钻进定向困难和托压问题，而且可替代国外旋转导向钻井工具，大幅度降低大斜度定向井、超大位移定向井和高难度水平井钻井成本，对我国强占世界钻井技术制高点，引领世界钻井技术进步，改变世界能源格局具有非常重要意义。
[0008] 本实用新型专利采用的具体技术方案是：
[0009] 静态、推靠式液压旋转导向钻井工具主要由下接头、调节
喷嘴、
传动轴、液压端壳体、外筒、油腔
弹簧、油腔
活塞环、密封筒、
花键筒、
锁紧筒、导向锁紧座、非导向锁紧座、锁紧套、锁紧挡环、上接头、液压端
柱塞、液压端翼板、液压端
压板、锁紧弹簧、锁紧
钢珠和锁紧活塞组成。
[0010] 下接头为中孔、厚壁金属管。下端
螺纹与钻头螺纹相匹配，用于连接钻头；上端螺纹与传动轴下端螺纹相匹配，用于连接传动轴；中孔内安装调节喷嘴，用于调节钻具内、外钻井液压差。
附图中下端螺纹是
内螺纹，具体应用中，可为内螺纹，可为
外螺纹，具体在设计加工时统筹考虑。
[0011] 调节喷嘴为硬质
合金圆环，厚度相对较薄。外部是螺纹，用于固定安装；内部是等直径圆孔，根据圆孔直径大小调节钻具内、外钻井液压差；底端加工开口槽，用于上卸扣操作。附图中通过螺纹固定安装，具体应用中，调节喷嘴可通过螺纹固定安装，可通过
卡簧固定安装，具体在设计加工时统筹考虑。附图中调节喷嘴外部没有密封，具体应用中，可涂抹密封脂密封，可优化外部结构，安装
密封圈密封，具体在设计加工时统筹考虑。附图中内部是等直径圆孔，具体应用中，可加工成等直径圆孔，可加工成不等径圆锥孔，具体在设计加工时统筹考虑。附图中调节喷嘴是整体结构，具体应用中，可分体加工成调节喷嘴座和喷嘴两种部件，不同规格喷嘴外径相同，内径不同，方便现场更换。
[0012] 传动轴为中孔、厚壁金属管。下端螺纹与下接头上端螺纹相匹配，用于连接下接头；下部外径相对较小，用于安装液压端壳体；中下部外径相对较大，用于安装油腔弹簧、油腔
活塞环和密封筒，同时，油腔活塞环上面管壁加工有钻井液通道，用于连通传动轴中孔和钻井液腔室；中上部外径相对更大且加工成六直边方管柱，技术规范与花键筒相匹配；上部外径相对较小且与中下部外径相同，管壁上加工有锁紧孔，用于安装锁紧套；上端螺纹与锁紧挡环螺纹相匹配，用于安装锁紧挡环；中孔下部内径相对较小，用于钻井液流道；中孔上部内径相对较大，用于安装锁紧弹簧和锁紧活塞。附图中加工一个钻井液通道，具体应用中，中下部管壁可加工两个钻井液通道，或三个钻井液通道，或多个钻井液通道，且在同一横截面上周向均布，具体在设计加工时统筹考虑。附图中加工成六直边方管柱，具体应用中，中上部管壁可加工成双直边方管柱，或三直边方管柱，或多直边方管柱，或花键轴状管柱，具体在设计加工时统筹考虑。附图中加工两个锁紧孔，具体应用中，上部管壁可加工三个锁紧孔，或四个锁紧孔，或多个锁紧孔，同一横截面上多个锁紧孔称为一排锁紧孔且周向均布，同时，可加工两排锁紧孔，或三排锁紧孔，或多排锁紧孔，相邻排锁紧孔须相互错开，具体在设计加工时统筹考虑。
[0013] 液压端壳体为中孔、直扶正棱状、厚壁金属管。下端是扶正棱，扶正棱直径略小于井眼直径，顶部镶嵌硬质合金
块，两端加工成
倒角，扶正棱中部自内向外依次加工成柱塞缸、翼板仓和压板轨道，用于安装液压端柱塞、液压端翼板和液压端压板；上端螺纹与外筒下端螺纹相匹配，用于连接外筒；中孔内径与传动轴下部外径相匹配，用于安装传动轴；中孔下部加工密封槽，安装密封圈，密封液压端壳体和传动轴间缝隙。附图中加工三个扶正棱，具体应用中，根据不同井眼规范可周向均布加工四个扶正棱，或五个扶正棱，或多个扶正棱，其中一个扶正棱代表导向工具面方向，称为导向扶正棱，不加工柱塞缸、翼板仓和压板轨道，具体在设计加工时统筹考虑。由于导向扶正棱不加工柱塞缸、翼板仓和压板轨道，因此，导向扶正棱可去掉不要，但是，相应
位置须加工划痕代表导向工具面方向。附图中加工一个柱塞缸，用于安装液压端柱塞，具体应用中，根据不同井眼规范和液压端翼板推
力，每个扶正棱均可设计加工两个柱塞缸，或三个柱塞缸，或多个柱塞缸，具体在设计加工时统筹考虑。附图中柱塞缸直接加工在液压端壳体上，具体应用中，可先在液压端壳体上加工出大直径柱塞缸座，再安装柱塞
缸套和液压端柱塞，便于维修和调整液压端翼板推力，具体在设计加工时统筹考虑。附图中未加工液压油通道，具体应用中，可利用液压端壳体和传动轴间缝隙作为液压油通道，可在液压端壳体中孔对应柱塞缸位置加工液压油凹槽，具体在设计加工时统筹考虑。
[0014] 外筒为中孔、厚壁金属管。下端螺纹与液压端壳体上端螺纹相匹配，用于连接液压端壳体；中孔下部内径相对较大，用于安装油腔弹簧和油腔活塞环，且与液压端壳体上端面、传动轴外表面和油腔活塞环下端面共同组成液压油腔室；中孔中下部内径相对较小，且与油腔活塞环上端面、传动轴外表面和密封筒下端面共同组成钻井液腔室，钻井液通道连通传动轴中孔和钻井液腔室；中孔中上部加工成
马蹄型导向槽和导向键双导向机构，
槽口朝上，且与密封筒外部导向键和马蹄型导向槽相匹配，用于确认液压端壳体导向工具面方向；中孔上部内径相对较大且与密封筒中上部外径相匹配，用于外筒和密封筒间密封。附图中外筒和马蹄型导向槽、导向键是整体结构，具体应用中，外筒和马蹄型导向槽、导向键可为整体结构，可为分体结构，如果为分体结构，马蹄型导向槽和导向键通过螺钉固定安装到外筒中孔，具体在设计加工时统筹考虑。
[0015] 油腔活塞环为金属圆环，厚度相对较薄。附图中油腔活塞环与外筒、传动轴间均无密封，具体应用中，油腔活塞环外部和内部均可加工多道和多种密封槽，安装密封圈或密封圈组合，具体在设计加工时统筹考虑。
[0016] 密封筒为中孔、厚壁金属管。下部外径相对较小，可伸进钻井液腔室，打开或关闭钻井液通道；中下部外径相对较大且加工成导向键和马蹄型导向槽双导向机构，槽口朝下，与外筒内部马蹄型导向槽和导向键相匹配，用于确认液压端壳体导向工具面方向；中上部是密封面且与外筒相匹配，加工密封槽，安装密封圈，用于密封筒和外筒间密封；上端螺纹与花键筒下端螺纹相匹配，用于连接花键筒；中孔下部内径相对较小，且上端和下端均加工密封槽，安装密封圈，用于密封筒和传动轴间密封；中孔上部内径相对较大且与传动轴相匹配，方便传动轴六直边方管柱与花键筒间运动。附图中密封筒和导向键、马蹄型导向槽是整体结构，具体应用中，密封筒和导向键、马蹄型导向槽可为整体结构，可为分体结构，如果为分体结构，导向键和马蹄型导向槽通过螺钉固定安装到密封筒外部，具体在设计加工时统筹考虑。
[0017] 花键筒为中孔、厚壁金属管。下端螺纹与密封筒上端螺纹相匹配，用于连接密封筒；上端螺纹与锁紧筒下端螺纹相匹配，用于连接锁紧筒；中孔加工成六直边方圆孔，技术规范与传动轴相匹配。附图中加工成六直边方圆孔，具体应用中，可加工成双直边方圆孔，或三直边方圆孔，或多直边方圆孔，或花键形状圆孔，具体在设计加工时统筹考虑。
[0018] 锁紧筒为中孔、厚壁金属管。下端螺纹与花键筒上端螺纹相匹配，用于连接花键筒；上端螺纹与上接头下端螺纹相匹配，用于连接上接头；中孔下部内径相对较大且与传动轴相匹配，方便传动轴六直边方管柱与花键筒间运动；中孔中部内径相对较小且长度较短，对导向锁紧座和非导向锁紧座起限位作用；中孔上部内径相对更大，用于安装导向锁紧座和非导向锁紧座。
[0019] 导向锁紧座和非导向锁紧座均为金属圆环，内壁居中加工锁紧槽。附图中均加工一道锁紧槽，具体应用中，导向锁紧座和非导向锁紧座内壁均可同时加工两道锁紧槽，或三道锁紧槽，或多道锁紧槽，且锁紧槽道数均与传动轴锁紧孔排数相同；或者，把加工一道锁紧槽的锁紧座称为锁紧座单元，导向锁紧座和非导向锁紧座均可由一个锁紧座单元组成，或两个锁紧座单元组成，或三个锁紧座单元组成，或多个锁紧座单元组成，且锁紧座单元数均与传动轴锁紧孔排数相同，具体在设计加工时统筹考虑。附图中为圆弧形锁紧槽，具体应用中，锁紧槽可为圆弧形锁紧槽，可为方框形锁紧槽，可为方框-圆弧组合形锁紧槽，锁紧槽规范与锁紧钢珠和传动轴相匹配，具体在设计加工时统筹考虑。
[0020] 锁紧套为中孔、薄壁金属管。外径与传动轴锁紧孔直径相同，内径略大于锁紧钢珠直径，用于固定安装锁紧钢珠，朝向传动轴中孔端面为平面，朝向传动轴外部端面为凸圆弧面且与传动轴相匹配。
[0021] 锁紧挡环为金属圆环。外部螺纹与传动轴上端螺纹相匹配，通过螺纹安装在传动轴上端，用于固定锁紧活塞和锁紧弹簧；内孔直径与锁紧活塞上部内径相同，用于钻井液通过；顶端加工开口槽，用于上卸扣操作。
[0022] 上接头为中孔、厚壁金属管。下端螺纹与锁紧筒上端螺纹相匹配，用于连接锁紧筒；上端螺纹与上部钻具螺纹相匹配，用于连接上部钻具。附图中上端螺纹是内螺纹，具体应用中，可为内螺纹，可为外螺纹，具体在设计加工时统筹考虑。
[0023] 液压端柱塞为实心、金属圆柱体，直径和高度均与柱塞缸相同。附图中液压端柱塞和柱塞缸间无密封槽，未安装密封圈，具体应用中，液压端柱塞和柱塞缸可按照偶件配套
研磨密封，可在液压端柱塞或柱塞缸上加工密封槽，安装密封圈，具体在设计加工时统筹考虑。
[0024] 液压端翼板为两端较薄、中间较厚、长方形金属板。两端薄板呈圆弧角，顶部和底部均是平面，且顶面与液压端压板底面距离等于液压端翼板伸出距；中间厚板顶部是沿长度方向凸圆弧面，圆弧面直径与扶正棱直径相同，镶嵌硬质合金块。附图中圆弧面直径与扶正棱直径相同，具体应用中，圆弧面直径略小于扶正棱直径，顶部堆焊硬质合金或耐磨合金，沿长度方向加工成板牙，板牙高度等于扶正棱半径和液压端翼板顶部圆弧面半径差值，板牙顶面是宽度极窄长方形平面，形似刀刃，有利于板牙嵌进和切削井壁，阻止液压端壳体随传动轴旋转，起到稳定导向工具面作用。
[0025] 液压端压板为带燕尾状侧翼、顶部微凸、长方形金属板。顶部是沿长度方向凸圆弧面，镶嵌硬质合金块，圆弧面直径与扶正棱直径相同，底部是平面，两侧加工成燕尾状侧翼，且技术规范与扶正棱压板轨道相同，前端是平面，后端是倒角，且技术规范与扶正棱倒角相同。附图中液压端压板上无螺钉孔，未安装螺钉，具体应用中，液压端压板首先通过燕尾状侧翼插进扶正棱压板轨道，再利用螺钉固定安装，螺钉孔可为圆柱状阶梯孔，可为圆柱状通孔，具体在设计加工时统筹考虑。
[0026] 锁紧活塞为中孔、厚壁金属管。上部外径相对较大，加工有锁紧槽；下部外径相对较小，用于固定安装锁紧弹簧；内部是钻井液流道，上部内径相对较大，下部内径相对较小，当高压钻井液通过时形成压差，推动锁紧活塞下行。附图中加工一道锁紧槽，具体应用中，可设计加工两道锁紧槽，或三道锁紧槽，或多道锁紧槽，且锁紧槽道数与传动轴锁紧孔排数相同，具体道数在设计加工时统筹考虑。附图中为圆弧形锁紧槽，具体应用中，锁紧槽可为圆弧形锁紧槽，可为方框形锁紧槽，可为方框-圆弧组合形锁紧槽，锁紧槽规范与锁紧钢珠和传动轴相匹配，具体在设计加工时统筹考虑。
[0027] 组装顺序和方法：一是将锁紧套安装进传动轴锁紧孔，锁紧弹簧和锁紧活塞安装进传动轴中孔上部，然后，将锁紧挡环安装到传动轴上端；二是将花键筒安装到传动轴六直边方管柱位置，密封筒从传动轴下端安装，连接密封筒和花键筒间螺纹；三是将导向锁紧座和非导向锁紧座安装进锁紧筒，连接锁紧筒和上接头间螺纹；四是将锁紧钢珠安装进锁紧套，锁紧筒和上接头从传动轴上端安装，连接锁紧筒和花键筒间螺纹；五是将油腔活塞环和油腔弹簧安装进外筒，连接外筒和液压端壳体间螺纹，然后，将液压端壳体和外筒安装到传动轴上；六是连接下接头和传动轴间螺纹，把调节喷嘴安装进下接头；七是自柱塞缸向液压油腔室注满液压油，然后，安装液压端柱塞和液压端翼板；八是将液压端压板自扶正棱两端插进压板轨道，通过螺钉固定液压端压板。组装环境和条件不同，组装顺序和方法可能不同，具体在组装时统筹考虑。
[0028] 对于外筒内部导向机构和密封筒外部导向机构来说，附图中均加工成导向键和马蹄型导向槽双导向机构，具体应用中，可加工成单导向机构，如果外筒内部加工成导向键，那么，密封筒外部可加工成马蹄型导向槽，或者，如果外筒内部加工成马蹄型导向槽，那么，密封筒外部可加工成导向键，具体在设计加工时统筹考虑。
[0029] 关闭钻井液通道后，密封筒继续下行将造成钻井液腔室内憋压，因此，具体应用中，可在外筒对应钻井液腔室位置加工泄压孔，可在外筒和密封筒间加工泄压槽，具体在设计加工时统筹考虑。
[0030] 为阻止液压端壳体随传动轴旋转，除液压端翼板顶部加工成板牙形状外，可在液压端壳体中孔加工钢珠槽，放置钢珠，把液压端壳体和传动轴间滑动摩擦转变成
滚动摩擦，可在下接头和液压端壳体间增加密封，防止下接头和液压端壳体间进岩屑等颗粒物，增加磨阻，可综合前述多种方法减阻，具体在设计加工时统筹考虑。
[0031] 对于液压油加注方法，除通过柱塞缸加注外，可在液压端壳体上部或外筒下部加工液压油加注孔，安装加注油嘴，具体在设计加工时统筹考虑。
[0032] 对于液压端翼板和液压端压板安装方法，附图中液压端翼板通过两端液压端压板限位，具体应用中，液压端翼板和液压端压板可加工成侧开
门结构，利用侧向销轴固定安装到液压端壳体上，具体在设计加工时统筹考虑。液压端翼板和液压端压板结构和安装方式不同，液压端壳体结构也不同，具体在设计加工时统筹考虑。
[0033] 静态、推靠式液压旋转导向钻井工具可简
化成静态、推靠式机械旋转导向钻井工具，主要由下接头、调节喷嘴、传动轴、液压端壳体、外筒、密封筒、花键筒、锁紧筒、导向锁紧座、非导向锁紧座、锁紧套、锁紧挡环、上接头、液压端柱塞、液压端翼板、液压端压板、锁紧弹簧、锁紧钢珠和锁紧活塞组成。没有油腔弹簧和油腔活塞环，液压油腔室和钻井液腔室合并，钻井液替代液压油直接推动液压端柱塞和液压端翼板伸出。
[0034] 本实用新型专利的有益效果是：静态、推靠式液压旋转导向钻井工具通常连接在钻头上部，替代螺杆钻具和国外旋转导向钻井工具驱动钻头非导向钻进或导向钻进。停
泵，下放钻具，上部钻具通过上接头、锁紧筒、花键筒和密封筒且利用传动轴六直边方管柱台肩推动传动轴和下接头向下运动，锁紧钢珠被挤到锁紧套和锁紧活塞锁紧槽空间内，密封筒关闭钻井液通道，液压端壳体和外筒相对传动轴向上移动一个导向机构行程后随传动轴向下运动，外筒内部导向机构和密封筒外部导向机构坐键成功。开泵，高压钻井液推动锁紧活塞下行，压缩锁紧弹簧，锁紧钢珠被挤到锁紧套和非导向锁紧座锁紧槽空间内且将锁紧筒和传动轴锁紧，传动轴中孔内高压钻井液无法通过钻井液通道进入钻井液腔室，液压端柱塞和液压端翼板未伸出。如果非导向钻进，启动转盘，上部钻具通过上接头、锁紧筒、花键筒、传动轴和下接头驱动钻头非导向钻进，同时，花键筒和密封筒通过导向机构驱动外筒和液压端壳体随传动轴旋转。如果导向钻进，通过MWD仪器测量出液压端壳体导向工具面方向，根据装置角大小摆好工具面，确认工具面符合预期范围后停泵，锁紧活塞利用锁紧弹簧复位。上提钻具，锁紧钢珠被挤到锁紧套和锁紧活塞锁紧槽空间内，上部钻具通过上接头、锁紧筒、花键筒和密封筒且利用传动轴六直边方管柱台肩拉着传动轴和下接头向上运动，密封筒打开钻井液通道，液压端壳体和外筒相对传动轴向下移动一个导向机构行程后随传动轴向上运动，外筒内部导向机构和密封筒外部导向机构脱开。开泵，高压钻井液推动锁紧活塞下行，压缩锁紧弹簧，锁紧钢珠被挤到锁紧套和导向锁紧座锁紧槽空间内且将锁紧筒和传动轴锁紧，传动轴中孔内高压钻井液通过钻井液通道进入钻井液腔室，高压钻井液推动油腔活塞环下行，压缩油腔弹簧，将钻具内、外钻井液压差转换成液压油腔室内液压油压力，液压油进入柱塞缸，推动液压端柱塞和液压端翼板伸出，液压端翼板
挤压井壁，井壁反作用力推动静态、推靠式液压旋转导向钻井工具偏向导向工具面方向。启动转盘，上部钻具通过上接头、锁紧筒、花键筒、传动轴和下接头驱动钻头导向钻进，同时，花键筒和密封筒随传动轴旋转，外筒和液压端壳体不随传动轴旋转。
[0035] 对于静态、推靠式机械旋转导向钻井工具，非导向钻进和导向钻进操作过程完全相同，所不同的是在导向钻进过程中，传动轴中孔内高压钻井液通过钻井液通道和钻井液腔室直接进入柱塞缸，推动液压端柱塞和液压端翼板伸出，而不再将钻井液压差转换成液压油压力。
附图说明
[0036] 附图1是本实用新型专利静态、推靠式液压旋转导向钻井工具的结构示意图。
[0037] 附图标记说明：1-下接头、2-调节喷嘴、3-传动轴、4-液压端壳体、5-外筒、6-油腔弹簧、7-油腔活塞环、8-密封筒、9-花键筒、10-锁紧筒、11-导向锁紧座、12-非导向锁紧座、13-锁紧套、14-锁紧挡环、15-上接头、16-液压端柱塞、17-液压端翼板、18-液压端压板、19-锁紧弹簧、20-锁紧钢珠、21-锁紧活塞。
[0038] 附图2是本实用新型专利静态、推靠式液压旋转导向钻井工具的A-A剖面图。
[0039] 附图标记说明：3-传动轴、4-液压端壳体、16-液压端柱塞、17-液压端翼板。
[0040] 附图3是本实用新型专利静态、推靠式液压旋转导向钻井工具的B-B剖面图。
[0041] 附图标记说明：3-传动轴、9-花键筒。
具体实施方式
[0042] 静态、推靠式液压旋转导向钻井工具主要由下接头(1)、调节喷嘴(2)、传动轴(3)、液压端壳体(4)、外筒(5)、油腔弹簧(6)、油腔活塞环(7)、密封筒(8)、花键筒(9)、锁紧筒(10)、导向锁紧座(11)、非导向锁紧座(12)、锁紧套(13)、锁紧挡环(14)、上接头(15)、液压端柱塞(16)、液压端翼板(17)、液压端压板(18)、锁紧弹簧(19)、锁紧钢珠(20)和锁紧活塞(21)组成。
[0043] 下面结合附图和
实施例对本实用新型专利作进一步说明。
[0044] 下接头(1)为中孔、厚壁金属管。下端螺纹与钻头螺纹相匹配，用于连接钻头；上端螺纹与传动轴(3)下端螺纹相匹配，用于连接传动轴(3)；中孔内安装调节喷嘴(2)，用于调节钻具内、外钻井液压差。附图中下端螺纹是内螺纹，具体应用中，可为内螺纹，可为外螺纹，具体在设计加工时统筹考虑。
[0045] 调节喷嘴(2)为硬质合金圆环，厚度相对较薄。外部是螺纹，用于固定安装；内部是等直径圆孔，根据圆孔直径大小调节钻具内、外钻井液压差；底端加工开口槽，用于上卸扣操作。附图中通过螺纹固定安装，具体应用中，调节喷嘴(2)可通过螺纹固定安装，可通过卡簧固定安装，具体在设计加工时统筹考虑。附图中调节喷嘴(2)外部没有密封，具体应用中，可涂抹密封脂密封，可优化外部结构，安装密封圈密封，具体在设计加工时统筹考虑。附图中内部是等直径圆孔，具体应用中，可加工成等直径圆孔，可加工成不等径圆锥孔，具体在设计加工时统筹考虑。附图中调节喷嘴(2)是整体结构，具体应用中，可分体加工成调节喷嘴座和喷嘴两种部件，不同规格喷嘴外径相同，内径不同，方便现场更换。
[0046] 传动轴(3)为中孔、厚壁金属管。下端螺纹与下接头(1)上端螺纹相匹配，用于连接下接头(1)；下部外径相对较小，用于安装液压端壳体(4)；中下部外径相对较大，用于安装油腔弹簧(6)、油腔活塞环(7)和密封筒(8)，同时，油腔活塞环(7)上面管壁加工有钻井液通道，用于连通传动轴(3)中孔和钻井液腔室；中上部外径相对更大且加工成六直边方管柱，技术规范与花键筒(9)相匹配；上部外径相对较小且与中下部外径相同，管壁上加工有锁紧孔，用于安装锁紧套(13)；上端螺纹与锁紧挡环(14)螺纹相匹配，用于安装锁紧挡环(14)；中孔下部内径相对较小，用于钻井液流道；中孔上部内径相对较大，用于安装锁紧弹簧(19)和锁紧活塞(21)。附图中加工一个钻井液通道，具体应用中，中下部管壁可加工两个钻井液通道，或三个钻井液通道，或多个钻井液通道，且在同一横截面上周向均布，具体在设计加工时统筹考虑。附图中加工成六直边方管柱，具体应用中，中上部管壁可加工成双直边方管柱，或三直边方管柱，或多直边方管柱，或花键轴状管柱，具体在设计加工时统筹考虑。附图中加工两个锁紧孔，具体应用中，上部管壁可加工三个锁紧孔，或四个锁紧孔，或多个锁紧孔，同一横截面上多个锁紧孔称为一排锁紧孔且周向均布，同时，可加工两排锁紧孔，或三排锁紧孔，或多排锁紧孔，相邻排锁紧孔须相互错开，具体在设计加工时统筹考虑。
[0047] 液压端壳体(4)为中孔、直扶正棱状、厚壁金属管。下端是扶正棱，扶正棱直径略小于井眼直径，顶部镶嵌硬质合金块，两端加工成倒角，扶正棱中部自内向外依次加工成柱塞缸、翼板仓和压板轨道，用于安装液压端柱塞(16)、液压端翼板(17)和液压端压板(18)；上端螺纹与外筒(5)下端螺纹相匹配，用于连接外筒(5)；中孔内径与传动轴(3)下部外径相匹配，用于安装传动轴(3)；中孔下部加工密封槽，安装密封圈，密封液压端壳体(4)和传动轴(3)间缝隙。附图中加工三个扶正棱，具体应用中，根据不同井眼规范可周向均布加工四个扶正棱，或五个扶正棱，或多个扶正棱，其中一个扶正棱代表导向工具面方向，称为导向扶正棱，不加工柱塞缸、翼板仓和压板轨道，具体在设计加工时统筹考虑。由于导向扶正棱不加工柱塞缸、翼板仓和压板轨道，因此，导向扶正棱可去掉不要，但是，相应位置须加工划痕代表导向工具面方向。附图中加工一个柱塞缸，用于安装液压端柱塞(16)，具体应用中，根据不同井眼规范和液压端翼板(17)推力，每个扶正棱均可设计加工两个柱塞缸，或三个柱塞缸，或多个柱塞缸，具体在设计加工时统筹考虑。附图中柱塞缸直接加工在液压端壳体(4)上，具体应用中，可先在液压端壳体(4)上加工出大直径柱塞缸座，再安装柱塞缸套和液压端柱塞(16)，便于维修和调整液压端翼板(17)推力，具体在设计加工时统筹考虑。附图中未加工液压油通道，具体应用中，可利用液压端壳体(4)和传动轴(3)间缝隙作为液压油通道，可在液压端壳体(4)中孔对应柱塞缸位置加工液压油凹槽，具体在设计加工时统筹考虑。
[0048] 外筒(5)为中孔、厚壁金属管。下端螺纹与液压端壳体(4)上端螺纹相匹配，用于连接液压端壳体(4)；中孔下部内径相对较大，用于安装油腔弹簧(6)和油腔活塞环(7)，且与液压端壳体(4)上端面、传动轴(3)外表面和油腔活塞环(7)下端面共同组成液压油腔室；中孔中下部内径相对较小，且与油腔活塞环(7)上端面、传动轴(3)外表面和密封筒(8)下端面共同组成钻井液腔室，钻井液通道连通传动轴(3)中孔和钻井液腔室；中孔中上部加工成马蹄型导向槽和导向键双导向机构，槽口朝上，且与密封筒(8)外部导向键和马蹄型导向槽相匹配，用于确认液压端壳体(4)导向工具面方向；中孔上部内径相对较大且与密封筒(8)中上部外径相匹配，用于外筒(5)和密封筒(8)间密封。附图中外筒(5)和马蹄型导向槽、导向键是整体结构，具体应用中，外筒(5)和马蹄型导向槽、导向键可为整体结构，可为分体结构，如果为分体结构，马蹄型导向槽和导向键通过螺钉固定安装到外筒(5)中孔，具体在设计加工时统筹考虑。
[0049] 油腔活塞环(7)为金属圆环，厚度相对较薄。附图中油腔活塞环(7)与外筒(5)、传动轴(3)间均无密封，具体应用中，油腔活塞环(7)外部和内部均可加工多道和多种密封槽，安装密封圈或密封圈组合，具体在设计加工时统筹考虑。
[0050] 密封筒(8)为中孔、厚壁金属管。下部外径相对较小，可伸进钻井液腔室，打开或关闭钻井液通道；中下部外径相对较大且加工成导向键和马蹄型导向槽双导向机构，槽口朝下，与外筒(5)内部马蹄型导向槽和导向键相匹配，用于确认液压端壳体(4)导向工具面方向；中上部是密封面且与外筒(5)相匹配，加工密封槽，安装密封圈，用于密封筒(8)和外筒(5)间密封；上端螺纹与花键筒(9)下端螺纹相匹配，用于连接花键筒(9)；中孔下部内径相对较小，且上端和下端均加工密封槽，安装密封圈，用于密封筒(8)和传动轴(3)间密封；中孔上部内径相对较大且与传动轴(3)相匹配，方便传动轴(3)六直边方管柱与花键筒(9)间运动。附图中密封筒(8)和导向键、马蹄型导向槽是整体结构，具体应用中，密封筒(8)和导向键、马蹄型导向槽可为整体结构，可为分体结构，如果为分体结构，导向键和马蹄型导向槽通过螺钉固定安装到密封筒(8)外部，具体在设计加工时统筹考虑。
[0051] 花键筒(9)为中孔、厚壁金属管。下端螺纹与密封筒(8)上端螺纹相匹配，用于连接密封筒(8)；上端螺纹与锁紧筒(10)下端螺纹相匹配，用于连接锁紧筒(10)；中孔加工成六直边方圆孔，技术规范与传动轴(3)相匹配。附图中加工成六直边方圆孔，具体应用中，可加工成双直边方圆孔，或三直边方圆孔，或多直边方圆孔，或花键形状圆孔，具体在设计加工时统筹考虑。
[0052] 锁紧筒(10)为中孔、厚壁金属管。下端螺纹与花键筒(9)上端螺纹相匹配，用于连接花键筒(9)；上端螺纹与上接头(15)下端螺纹相匹配，用于连接上接头(15)；中孔下部内径相对较大且与传动轴(3)相匹配，方便传动轴(3)六直边方管柱与花键筒(9)间运动；中孔中部内径相对较小且长度较短，对导向锁紧座(11)和非导向锁紧座(12)起限位作用；中孔上部内径相对更大，用于安装导向锁紧座(11)和非导向锁紧座(12)。
[0053] 导向锁紧座(11)和非导向锁紧座(12)均为金属圆环，内壁居中加工锁紧槽。附图中均加工一道锁紧槽，具体应用中，导向锁紧座(11)和非导向锁紧座(12)内壁均可同时加工两道锁紧槽，或三道锁紧槽，或多道锁紧槽，且锁紧槽道数均与传动轴(3)锁紧孔排数相同；或者，把加工一道锁紧槽的锁紧座称为锁紧座单元，导向锁紧座(11)和非导向锁紧座(12)均可由一个锁紧座单元组成，或两个锁紧座单元组成，或三个锁紧座单元组成，或多个锁紧座单元组成，且锁紧座单元数均与传动轴(3)锁紧孔排数相同，具体在设计加工时统筹考虑。附图中为圆弧形锁紧槽，具体应用中，锁紧槽可为圆弧形锁紧槽，可为方框形锁紧槽，可为方框-圆弧组合形锁紧槽，锁紧槽规范与锁紧钢珠(20)和传动轴(3)相匹配，具体在设计加工时统筹考虑。
[0054] 锁紧套(13)为中孔、薄壁金属管。外径与传动轴(3)锁紧孔直径相同，内径略大于锁紧钢珠(20)直径，用于固定安装锁紧钢珠(20)，朝向传动轴(3)中孔端面为平面，朝向传动轴(3)外部端面为凸圆弧面且与传动轴(3)相匹配。
[0055] 锁紧挡环(14)为金属圆环。外部螺纹与传动轴(3)上端螺纹相匹配，通过螺纹安装在传动轴(3)上端，用于固定锁紧活塞(21)和锁紧弹簧(19)；内孔直径与锁紧活塞(21)上部内径相同，用于钻井液通过；顶端加工开口槽，用于上卸扣操作。
[0056] 上接头(15)为中孔、厚壁金属管。下端螺纹与锁紧筒(10)上端螺纹相匹配，用于连接锁紧筒(10)；上端螺纹与上部钻具螺纹相匹配，用于连接上部钻具。附图中上端螺纹是内螺纹，具体应用中，可为内螺纹，可为外螺纹，具体在设计加工时统筹考虑。
[0057] 液压端柱塞(16)为实心、金属圆柱体，直径和高度均与柱塞缸相同。附图中液压端柱塞(16)和柱塞缸间无密封槽，未安装密封圈，具体应用中，液压端柱塞(16)和柱塞缸可按照偶件配套研磨密封，可在液压端柱塞(16)或柱塞缸上加工密封槽，安装密封圈，具体在设计加工时统筹考虑。
[0058] 液压端翼板(17)为两端较薄、中间较厚、长方形金属板。两端薄板呈圆弧角，顶部和底部均是平面，且顶面与液压端压板(18)底面距离等于液压端翼板(17)伸出距；中间厚板顶部是沿长度方向凸圆弧面，圆弧面直径与扶正棱直径相同，镶嵌硬质合金块。附图中圆弧面直径与扶正棱直径相同，具体应用中，圆弧面直径略小于扶正棱直径，顶部堆焊硬质合金或耐磨合金，沿长度方向加工成板牙，板牙高度等于扶正棱半径和液压端翼板(17)顶部圆弧面半径差值，板牙顶面是宽度极窄长方形平面，形似刀刃，有利于板牙嵌进和切削井壁，阻止液压端壳体(4)随传动轴(3)旋转，起到稳定导向工具面作用。
[0059] 液压端压板(18)为带燕尾状侧翼、顶部微凸、长方形金属板。顶部是沿长度方向凸圆弧面，镶嵌硬质合金块，圆弧面直径与扶正棱直径相同，底部是平面，两侧加工成燕尾状侧翼，且技术规范与扶正棱压板轨道相同，前端是平面，后端是倒角，且技术规范与扶正棱倒角相同。附图中液压端压板(18)上无螺钉孔，未安装螺钉，具体应用中，液压端压板(18)首先通过燕尾状侧翼插进扶正棱压板轨道，再利用螺钉固定安装，螺钉孔可为圆柱状阶梯孔，可为圆柱状通孔，具体在设计加工时统筹考虑。
[0060] 锁紧活塞(21)为中孔、厚壁金属管。上部外径相对较大，加工有锁紧槽；下部外径相对较小，用于固定安装锁紧弹簧(19)；内部是钻井液流道，上部内径相对较大，下部内径相对较小，当高压钻井液通过时形成压差，推动锁紧活塞(21)下行。附图中加工一道锁紧槽，具体应用中，可设计加工两道锁紧槽，或三道锁紧槽，或多道锁紧槽，且锁紧槽道数与传动轴(3)锁紧孔排数相同，具体道数在设计加工时统筹考虑。附图中为圆弧形锁紧槽，具体应用中，锁紧槽可为圆弧形锁紧槽，可为方框形锁紧槽，可为方框-圆弧组合形锁紧槽，锁紧槽规范与锁紧钢珠(20)和传动轴(3)相匹配，具体在设计加工时统筹考虑。
[0061] 组装顺序和方法：一是将锁紧套(13)安装进传动轴(3)锁紧孔，锁紧弹簧(19)和锁紧活塞(21)安装进传动轴(3)中孔上部，然后，将锁紧挡环(14)安装到传动轴(3)上端；二是将花键筒(9)安装到传动轴(3)六直边方管柱位置，密封筒(8)从传动轴(3)下端安装，连接密封筒(8)和花键筒(9)间螺纹；三是将导向锁紧座(11)和非导向锁紧座(12)安装进锁紧筒(10)，连接锁紧筒(10)和上接头(15)间螺纹；四是将锁紧钢珠(20)安装进锁紧套(13)，锁紧筒(10)和上接头(15)从传动轴(3)上端安装，连接锁紧筒(10)和花键筒(9)间螺纹；五是将油腔活塞环(7)和油腔弹簧(6)安装进外筒(5)，连接外筒(5)和液压端壳体(4)间螺纹，然后，将液压端壳体(4)和外筒(5)安装到传动轴(3)上；六是连接下接头(1)和传动轴(3)间螺纹，把调节喷嘴(2)安装进下接头(1)；七是自柱塞缸向液压油腔室注满液压油，然后，安装液压端柱塞(16)和液压端翼板(17)；八是将液压端压板(18)自扶正棱两端插进压板轨道，通过螺钉固定液压端压板(18)。组装环境和条件不同，组装顺序和方法可能不同，具体在组装时统筹考虑。
[0062] 对于外筒(5)内部导向机构和密封筒(8)外部导向机构来说，附图中均加工成导向键和马蹄型导向槽双导向机构，具体应用中，可加工成单导向机构，如果外筒(5)内部加工成导向键，那么，密封筒(8)外部可加工成马蹄型导向槽，或者，如果外筒(5)内部加工成马蹄型导向槽，那么，密封筒(8)外部可加工成导向键，具体在设计加工时统筹考虑。
[0063] 关闭钻井液通道后，密封筒(8)继续下行将造成钻井液腔室内憋压，因此，具体应用中，可在外筒(5)对应钻井液腔室位置加工泄压孔，可在外筒(5)和密封筒(8)间加工泄压槽，具体在设计加工时统筹考虑。
[0064] 为阻止液压端壳体(4)随传动轴(3)旋转，除液压端翼板(17)顶部加工成板牙形状外，可在液压端壳体(4)中孔加工钢珠槽，放置钢珠，把液压端壳体(4)和传动轴(3)间滑动摩擦转变成滚动摩擦，可在下接头(1)和液压端壳体(4)间增加密封，防止下接头(1)和液压端壳体(4)间进岩屑等颗粒物，增加磨阻，可综合前述多种方法减阻，具体在设计加工时统筹考虑。
[0065] 对于液压油加注方法，除通过柱塞缸加注外，可在液压端壳体(4)上部或外筒(5)下部加工液压油加注孔，安装加注油嘴，具体在设计加工时统筹考虑。
[0066] 对于液压端翼板(17)和液压端压板(18)安装方法，附图中液压端翼板(17)通过两端液压端压板(18)限位，具体应用中，液压端翼板(17)和液压端压板(18)可加工成侧开门结构，利用侧向销轴固定安装到液压端壳体(4)上，具体在设计加工时统筹考虑。液压端翼板(17)和液压端压板(18)结构和安装方式不同，液压端壳体(4)结构也不同，具体在设计加工时统筹考虑。
[0067] 静态、推靠式液压旋转导向钻井工具可简化成静态、推靠式机械旋转导向钻井工具，主要由下接头(1)、调节喷嘴(2)、传动轴(3)、液压端壳体(4)、外筒(5)、密封筒(8)、花键筒(9)、锁紧筒(10)、导向锁紧座(11)、非导向锁紧座(12)、锁紧套(13)、锁紧挡环(14)、上接头(15)、液压端柱塞(16)、液压端翼板(17)、液压端压板(18)、锁紧弹簧(19)、锁紧钢珠(20)和锁紧活塞(21)组成。没有油腔弹簧(6)和油腔活塞环(7)，液压油腔室和钻井液腔室合并，钻井液替代液压油直接推动液压端柱塞(16)和液压端翼板(17)伸出。
[0068] 实施例
[0069] 静态、推靠式液压旋转导向钻井工具通常连接在钻头上部，替代螺杆钻具和国外旋转导向钻井工具驱动钻头非导向钻进或导向钻进。
[0070] 停泵，下放钻具，上部钻具通过上接头(15)、锁紧筒(10)、花键筒(9)和密封筒(8)且利用传动轴(3)六直边方管柱台肩推动传动轴(3)和下接头(1)向下运动，锁紧钢珠(20)被挤到锁紧套(13)和锁紧活塞(21)锁紧槽空间内，密封筒(8)关闭钻井液通道，液压端壳体(4)和外筒(5)相对传动轴(3)向上移动一个导向机构行程后随传动轴(3)向下运动，外筒(5)内部导向机构和密封筒(8)外部导向机构坐键成功。开泵，高压钻井液推动锁紧活塞(21)下行，压缩锁紧弹簧(19)，锁紧钢珠(20)被挤到锁紧套(13)和非导向锁紧座(12)锁紧槽空间内且将锁紧筒(10)和传动轴(3)锁紧，传动轴(3)中孔内高压钻井液无法通过钻井液通道进入钻井液腔室，液压端柱塞(16)和液压端翼板(17)未伸出。
[0071] 如果非导向钻进，启动转盘，上部钻具通过上接头(15)、锁紧筒(10)、花键筒(9)、传动轴(3)和下接头(1)驱动钻头非导向钻进，同时，花键筒(9)和密封筒(8)通过导向机构驱动外筒(5)和液压端壳体(4)随传动轴(3)旋转。
[0072] 如果导向钻进，通过MWD仪器测量出液压端壳体(4)导向工具面方向，根据装置角大小摆好工具面，确认工具面符合预期范围后停泵，锁紧活塞(21)利用锁紧弹簧(19)复位。上提钻具，锁紧钢珠(20)被挤到锁紧套(13)和锁紧活塞(21)锁紧槽空间内，上部钻具通过上接头(15)、锁紧筒(10)、花键筒(9)和密封筒(8)且利用传动轴(3)六直边方管柱台肩拉着传动轴(3)和下接头(1)向上运动，密封筒(8)打开钻井液通道，液压端壳体(4)和外筒(5)相对传动轴(3)向下移动一个导向机构行程后随传动轴(3)向上运动，外筒(5)内部导向机构和密封筒(8)外部导向机构脱开。开泵，高压钻井液推动锁紧活塞(21)下行，压缩锁紧弹簧(19)，锁紧钢珠(20)被挤到锁紧套(13)和导向锁紧座(11)锁紧槽空间内且将锁紧筒(10)和传动轴(3)锁紧，传动轴(3)中孔内高压钻井液通过钻井液通道进入钻井液腔室，高压钻井液推动油腔活塞环(7)下行，压缩油腔弹簧(6)，将钻具内、外钻井液压差转换成液压油腔室内液压油压力，液压油进入柱塞缸，推动液压端柱塞(16)和液压端翼板(17)伸出，液压端翼板(17)挤压井壁，井壁反作用力推动静态、推靠式液压旋转导向钻井工具偏向导向工具面方向。启动转盘，上部钻具通过上接头(15)、锁紧筒(10)、花键筒(9)、传动轴(3)和下接头(1)驱动钻头导向钻进，同时，花键筒(9)和密封筒(8)随传动轴(3)旋转，外筒(5)和液压端壳体(4)不随传动轴(3)旋转。
[0073] 对于静态、推靠式机械旋转导向钻井工具，非导向钻进和导向钻进操作过程完全相同，所不同的是在导向钻进过程中，传动轴(3)中孔内高压钻井液通过钻井液通道和钻井液腔室直接进入柱塞缸，推动液压端柱塞(16)和液压端翼板(17)伸出，而不再将钻井液压差转换成液压油压力。
[0074] 以上对本实用新型专利的说明仅是优选范例，并不能被理解为对本实用新型专利技术方案内容的限制。以上内容在具体应用中，技术人员有可能需要根据具体情况作个别调整和改变，所述调整和改变均应落入本实用新型专利所附
权利要求的保护范围之中。
