本發明涉及螺桿鉆具，特別是涉及應用于鉆具領域的高造斜螺桿鉆具。

背景技術：

1、螺桿鉆具是一種以鉆井液為動力，把液體壓力能轉為機械能的容積式井下動力鉆，主要由旁通閥、螺桿馬達(轉子和定子)、萬向節、軸承和驅動軸等幾大部分組成，其中高造斜螺桿鉆具是一種用于定向井施工的鉆具，通過將彎點距轉子輸入接頭端面縮短一定距離，如300—400mm，使鉆頭與彎點間距離縮小，從而提高造斜率。

2、中國發明專利cn118110416a說明書公開了一種高造斜高效的螺桿鉆具，該發明具有良好的造斜和復合能力，從而使得整機使用壽命至少達到現有的2-3倍，此外中國專利cn213980634u說明書公開了一種用于中半徑水平井的高造斜螺桿鉆具，在復合鉆進過程中，中扶正器可減小螺桿鉆具振動，使得井眼更光滑并可降低井眼軌跡全角變化率，全井段作業可大幅降低滑動比，減少鉆井過程中的定向施工時間和次數，提高鉆井效率。

3、現有高造斜鉆具中的鉆頭通常為固定安裝，在使用過程中，鉆頭會發生磨損，不利于后續的鉆孔使用，此外，在實際井下鉆動過程中，鉆井的內徑處于動態化的變動狀態，固定安裝的鉆頭難以實現相應的鉆井尺寸的變化，使得高造斜螺桿鉆具的實用性受到限制。

技術實現思路

1、針對上述現有技術，本發明要解決的技術問題是在進行相應的鉆井處理時，如何進行鉆頭工作面的切換，以避免磨損的工作面繼續工作，同時對鉆頭的鉆井尺寸進行自適應調整，以適應多變的鉆井要求。

2、為解決上述問題，本發明提供了高造斜螺桿鉆具，包括旁通閥總成，旁通閥總成的底部連接有馬達總成，馬達總成的底部連接有萬向軸總成，萬向軸總成，萬向軸總成的底部連接有傳動軸總成，傳動軸總成包括驅動殼體和傳動軸本體，傳動軸本體的尾端延伸至驅動殼體的內部，且傳動軸本體的尾端通過短桿與驅動殼體的內壁連接，驅動殼體的底壁安裝有內層齒輪，內層齒輪的外側環繞嚙合連接有多個中層齒輪，每個中層齒輪的外側均嚙合連接有外層齒輪，外層齒輪的內部貫穿安裝有插接桿，插接桿的底部安裝有鉆頭；

3、驅動殼體靠近底端的表面設有多個與鉆頭一一對應的缺口，驅動殼體的內部安裝有帶有兩個驅動端的雙驅動電機，雙驅動電機的其中一個驅動端與內層齒輪連接，驅動殼體的內部安裝有調節單元，驅動殼體的表面設有與多個缺口一一對應且位于缺口上方的條形槽，插接桿的頂部通過鉸接球連接有斜拉桿，且斜拉桿的尾端通過鉸接球與條形槽活動連接。

4、在上述高造斜螺桿鉆具中，利用外層齒輪、內層齒輪以及中層齒輪、鉆頭以及斜拉桿的配合，能夠實現鉆頭工作面的調整，并且在楔形插接件和絲杠的配合下，能夠實現鉆頭工作時鉆井尺寸的自適應調整，滿足不同鉆井尺寸需求。

5、作為本申請的進一步改進，調節單元包括位于傳動軸本體下方的絲杠，且雙驅動電機的另一個驅動端與絲杠連接，且絲杠的表面螺紋套接有移動套，移動套的表面固定安裝有多個截面為l型的橋桿，橋桿的底端通過自復位轉軸連接有楔形插接件。

6、作為本申請的再進一步改進，中層齒輪包括固定部和活動部，活動部的弧長小于固定部，且固定部靠近活動部的表面設有兩個柱形槽和位于兩個柱形槽中間的插接孔，柱形槽的內部連接有拉伸彈簧，且拉伸彈簧的尾端與活動部的表面連接，活動部的表面連接有兩個與插接孔相匹配的插接塊。

7、作為本申請的更進一步改進，楔形插接件的截面為直角梯形，楔形插接件的底端在豎直方向的投影位于固定部和活動部的縫隙處，且楔形插接件位于兩個插接塊的中間。

8、作為本申請的更進一步改進，中層齒輪和外層齒輪的頂部表面均設有環形槽，兩個環形槽的內部通過鉸接球活動連接有截面為倒u形的橋接件，橋接件的頂部連接有復位彈簧，復位彈簧的頂部固定連接有圓盤，圓盤的頂部轉動連接有截面為l形的滑動桿，滑動桿滑動貫穿橋桿的內部。

9、作為本申請的更進一步改進，初始狀態下滑動桿背離外層齒輪的一端雙驅動電機的表面存在水平間隙，活動部的截面寬度值大于楔形插接件的最大厚度值。

10、作為本申請的更進一步改進，傳動軸總成還包括外殼，外殼的底部與驅動殼體的頂部轉動連接，初始狀態下鉆頭在豎直方向的投影凸出驅動殼體的部分不小于鉆頭的一半體積。

11、作為本申請的又一種改進，工作方法包括以下步驟：

12、s1、在鉆井時，傳動軸本體轉動帶動驅動殼體轉動，鉆頭在斜拉桿的作用下與驅動殼體同步轉動，進行鉆井處理；

13、s2、在鉆頭工作面發生磨損后，利用雙驅動電機、內層齒輪、中層齒輪和外層齒輪的嚙合作用，帶動鉆頭的工作面進行調整，之后繼續進行鉆井工作；

14、s3、在需要調整鉆井尺寸時，利用絲杠帶動楔形插接件下降，帶動活動部背離內層齒輪移動，帶動外層齒輪同步移動，此時斜拉桿下移，之后繼續進行鉆井工作；

15、s4、在s3的基礎上，需要進行鉆頭工作面的調整時，可帶動中層齒輪轉動，利用活動部與外層齒輪的嚙合作用，帶動鉆頭工作面的調整。

16、綜上所述，利用外層齒輪、內層齒輪以及中層齒輪、鉆頭以及斜拉桿的配合，能夠實現鉆頭工作面的調整，并且在楔形插接件和絲杠的配合下，能夠實現鉆頭工作時鉆井尺寸的自適應調整，滿足不同鉆井尺寸需求，且憑借斜拉桿和條形槽的活動連接，在鉆頭外移時，保證驅動殼體和鉆頭的同步轉動，確保經過調節單元處理后的鉆頭依舊能夠正常進行鉆井工作。

技術特征：

1.高造斜螺桿鉆具，包括旁通閥總成(1)，所述旁通閥總成(1)的底部連接有馬達總成(2)，所述馬達總成(2)的底部連接有萬向軸總成(3)，所述萬向軸總成(3)，所述萬向軸總成(3)的底部連接有傳動軸總成(4)，其特征在于：所述傳動軸總成(4)包括驅動殼體(42)和傳動軸本體(41)，所述傳動軸本體(41)的尾端延伸至驅動殼體(42)的內部，且傳動軸本體(41)的尾端通過短桿與驅動殼體(42)的內壁連接，所述驅動殼體(42)的底壁安裝有內層齒輪(10)，所述內層齒輪(10)的外側環繞嚙合連接有多個中層齒輪(9)，每個所述中層齒輪(9)的外側均嚙合連接有外層齒輪(8)，所述外層齒輪(8)的內部貫穿安裝有插接桿，所述插接桿的底部安裝有鉆頭(5)；

2.根據權利要求1所述的高造斜螺桿鉆具，其特征在于：所述調節單元包括位于傳動軸本體(41)下方的絲杠(11)，且雙驅動電機(7)的另一個驅動端與絲杠(11)連接，且絲杠(11)的表面螺紋套接有移動套，所述移動套的表面固定安裝有多個截面為l型的橋桿(12)，所述橋桿(12)的底端通過自復位轉軸連接有楔形插接件(13)。

3.根據權利要求2所述的高造斜螺桿鉆具，其特征在于：所述中層齒輪(9)包括固定部和活動部，所述活動部的弧長小于固定部，且固定部靠近活動部的表面設有兩個柱形槽和位于兩個柱形槽中間的插接孔，所述柱形槽的內部連接有拉伸彈簧(16)，且拉伸彈簧(16)的尾端與活動部的表面連接，所述活動部的表面連接有兩個與插接孔相匹配的插接塊(17)。

4.根據權利要求3所述的高造斜螺桿鉆具，其特征在于：所述楔形插接件(13)的截面為直角梯形，所述楔形插接件(13)的底端在豎直方向的投影位于固定部和活動部的縫隙處，且楔形插接件(13)位于兩個插接塊(17)的中間。

5.根據權利要求4所述的高造斜螺桿鉆具，其特征在于：所述中層齒輪(9)和外層齒輪(8)的頂部表面均設有環形槽，兩個所述環形槽的內部通過鉸接球活動連接有截面為倒u形的橋接件(15)，所述橋接件(15)的頂部連接有復位彈簧(14)，所述復位彈簧(14)的頂部固定連接有圓盤，所述圓盤的頂部轉動連接有截面為l形的滑動桿，所述滑動桿滑動貫穿橋桿(12)的內部。

6.根據權利要求5所述的高造斜螺桿鉆具，其特征在于：初始狀態下所述滑動桿背離外層齒輪(8)的一端雙驅動電機(7)的表面存在水平間隙，所述活動部的截面寬度值大于楔形插接件(13)的最大厚度值。

7.根據權利要求6所述的高造斜螺桿鉆具，其特征在于：所述傳動軸總成(4)還包括外殼，所述外殼的底部與驅動殼體(42)的頂部轉動連接，初始狀態下所述鉆頭(5)在豎直方向的投影凸出驅動殼體(42)的部分不小于鉆頭(5)的一半體積。

8.根據權利要求7所述的高造斜螺桿鉆具，其特征在于，工作方法包括以下步驟：

技術總結
本發明涉及應用于鉆具領域的高造斜螺桿鉆具，包括旁通閥總成，旁通閥總成的底部連接有馬達總成，馬達總成的底部連接有萬向軸總成，利用外層齒輪、內層齒輪以及中層齒輪、鉆頭以及斜拉桿的配合，能夠實現鉆頭工作面的調整，并且在楔形插接件和絲杠的配合下，能夠實現鉆頭工作時鉆井尺寸的自適應調整，滿足不同鉆井尺寸需求，且憑借斜拉桿和條形槽的活動連接，在鉆頭外移時，保證驅動殼體和鉆頭的同步轉動，確保經過調節單元處理后的鉆頭依舊能夠正常進行鉆井工作。

技術研發人員：劉金石,汪劍,羅中學,唐旭
受保護的技術使用者：成都佳琛石油機械有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28