旋转导向机构及钻井设备的制作方法

1.本发明实施例涉及石油勘探开发技术领域，具体涉及一种旋转导向机构及钻井设备。


背景技术：

2.旋转导向钻井技术是20世纪90年代出现的一项尖端自动化钻井技术，代表了当今世界钻井技术发展的最高水平，这项技术已经成为复杂超深定向井和大位移水平井使用的必备技术。与滑动钻进的定向钻井相比较，旋转导向钻井技术具有边滑动边旋转的特点，对井眼轨迹的控制能力更加精确，形成的井眼较常规井下马达导向钻具组合钻出的井眼更加光滑，能够有效减少摩阻扭矩和井下复杂情况的发生，提高钻井能力。
3.本技术发明人在研究中发现，目前现有的旋转导向机构往往依赖井壁进行造斜转向，对地质环境有一定要求，所采用的结构过于复杂且会使其结构承受较大交变应力，存在适用性不高、结构复杂和容易疲劳损坏的问题。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本发明实施例提供了一种旋转导向机构及钻井设备，用于解决现有技术中存在的上述问题。
5.根据本发明实施例的一个方面，提供了一种旋转导向机构，包括：钻铤、偏转总成和钻头轴总成；所述偏转总成包括偏转轴，所述偏转轴设置于所述钻铤内，所述偏转轴的一端设置有第一电机，所述偏转轴的另一端设置有偏心环，所述偏心环的轴线与所述偏转轴的轴线相偏离，所述第一电机通过所述偏转轴带动所述偏心环进行转动；所述钻头轴总成包括钻头轴和支撑件，所述钻头轴穿过所述支撑件，所述支撑件设置在所述钻铤内壁上，所述钻头轴的一端转动设置于所述偏心环内，当所述第一电机带动所述偏转轴进行转动时，钻头轴以所述支撑件为支点进行偏转；当所述钻头轴沿第一方向进行转动时，所述第一电机通过所述偏转轴带动所述偏心环沿第二方向转动，所述第一方向与第二方向相反，以使所述钻头轴保持预设的偏转方向。
6.本技术实施例提供的技术方案，通过采用将钻头轴的一端设置在偏心环中，并使钻头轴穿过支撑件的方式，让钻头轴以支撑件为支点，实现了钻头轴的偏置，结构相对简单。同时，偏转轴带动偏心环进行转动且偏心环的转动方向与钻头轴相反时，使钻头轴的偏置方向可控，提高了可控性。钻头轴通过偏转总成带动使轴线偏离，无需依赖井壁推靠，提高了旋转导向机构的适用性。
7.在一种可选的方式中，所述偏转轴远离所述第一电机的一端端面上设有第一凹槽，所述偏心环设置在所述第一凹槽内；所述第一凹槽内表面沿所述偏转轴的轴向设有第二凹槽，所述偏心环外表面设有定位键，所述定位键与所述第二凹槽配合用于将所述偏心环与所述偏转轴相对固定，通过将偏心环装配在偏转轴的第一凹槽内，使偏心环的运转更加稳定，不易出现脱落的情况，使用定位键将偏心环与偏转轴相对固定，使偏转轴可以通过
定位键向偏心环传递扭矩，带动偏心环旋转。
8.在一种可选的方式中，所述第一凹槽内表面设有卡簧槽，所述卡簧槽内设置有卡簧，所述卡簧用于将所述偏心环卡合在所述第一凹槽内。在第一凹槽内设置卡簧槽和卡簧，可以将偏心环紧压在第一凹槽内，使其不会轴向活动脱落，确保了稳定性。卡簧槽和卡簧的固定方式使偏心环可以在取出卡簧后可拆卸更换，提高了适用性。
9.在一种可选的方式中，所述偏转总成还包括第一轴承和第二轴承，所述第一轴承设置在所述钻铤内壁上并套接在所述偏转轴上靠近所述偏心环的一端，所述第二轴承设置在所述钻铤内壁上并套接在所述偏转轴的另一端。在偏转轴靠近偏心环的一端上套接第一轴承，另一端设置第二轴承，使偏转轴通过第一轴承和第二轴承实现在钻铤内稳定支撑的作用，当偏转轴进行旋转时，第一轴承和第二轴承保证了偏转轴不会在钻铤内摆动，减小了与钻铤间的摩擦力，使偏转轴可以和钻铤以相反方向转动。
10.在一种可选的方式中，所述偏转总成还包括质量补偿筒，所述质量补偿筒固定套接在所述偏转轴上，所述质量补偿筒具有第一质量块与第二质量块，所述第一质量块与所述第二质量块的质量不同，用于抵消所述钻头轴与所述偏转轴之间的偏心力矩。在偏转轴上固定套接质量补偿筒，因为质量补偿筒具有质量不同的两个质量块，当偏转轴带动质量补偿筒进行转动时，会产生偏心力矩，使质量补偿筒可以抵消钻头轴与偏转轴之间的偏心力矩。
11.在一种可选的方式中，所述钻铤内壁设置有上推力环和下推力环，所述钻头轴上设置有压力部和拉力部，所述上推力环与所述压力部抵接，用于通过所述钻头轴向所述钻头传递钻压，所述下推力环与所述拉力部抵接，用于通过所述钻头轴向所述钻头传递拉力，所述上推力环与所述压力部抵接处为弧面，所述下推力环与所述拉力部抵接处为弧面。通过设置上推力环与下推力环，通过采用弧面结构，使传递钻压和拉力时不会影响钻头的偏置。
12.在一种可选的方式中，所述支撑件包括外环和扭力球，所述外环设置在所述钻铤内壁上，所述外环的内壁上设有第五凹槽，所述钻头轴上设有第六凹槽，所述扭力球设置在所述第五凹槽与所述第六凹槽之间，用于将所述外环和内环相对设置，当所述钻铤转动时，通过所述支撑件带动所述钻头轴转动。在钻头轴上设有第六凹槽，外环内壁上设有第五凹槽，外环套设在钻头轴上，扭力球设在第五凹槽与第六凹槽之间，使外环可以通过扭力球将扭矩传递给钻头轴，当钻铤转动时，钻铤带动外环通过扭力球向钻头轴传递扭矩，使钻头轴可以被钻铤带动旋转。
13.在一种可选的方式中，所述钻头轴总成还包括第三轴承，所述第三轴承设置于所述偏心环内，所述钻头轴的一端通过所述第三轴承与所述偏心环转动连接。通过使钻头轴的一端通过第三轴承与偏心环转动连接的方式，当钻头轴转动时，为了使钻头轴保持预设的偏转方向，偏心环要与钻头轴转动方向相反，第三轴承确保了钻头轴可以与偏心环反向转动，降低了钻头轴与偏心环间的摩擦力，使偏心环不易被钻头轴磨损，提高了使用寿命。
14.在一种可选的方式中，所述第三轴承为双列圆柱滚子轴承。通过使用双列圆柱滚子轴承降低偏心环与钻头轴间的摩擦，保证了钻头轴和偏心环在以相反方向进行转动时结构不易磨损。
15.根据本发明实施例的另一方面，提供了一种钻井设备，包括：如上实施例所述的旋
转导向机构。通过使用如上实施例所述的旋转导向机构，实现了结构简单、运行稳定、易于控制的技术效果。
16.本发明实施例通过使用所述旋转导向机构配合的所述钻井设备，在钻井过程中需要进行造斜导向时，通过偏转轴带动偏心环转动，从而使钻头轴以支撑件为支点进行偏转。当所述钻头轴沿所述第一方向进行转动，偏心环沿与所述第一方向相反的所述第二方向进行转动，使所述钻头轴以所述支撑件为支点，保持预设的偏转方向，不依靠井壁等外力作用，实现所述钻井设备的造斜导向。本技术实施例提出的旋转导向机构结构简单、便于操作，对所述钻井设备的稳定运行和控制尤为有利。
17.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
18.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
19.图1示出了本发明实施例提供的旋转导向机构整体结构剖面图；
20.图2示出了本发明实施例提供的偏转总成结构剖面图；
21.图3a示出了本发明实施例提供的偏心环底部剖面图；
22.图3b示出了本发明实施例提供的偏心环结构剖面图；
23.图4示出了本发明实施例提供的钻头轴总成结构剖面图；
24.图5示出了本发明实施例提供的偏心环装配剖面图；
25.图6示出了本发明实施例提供的支撑件底部剖面图；
26.具体实施方式中的附图标号如下：
27.1、钻铤；
28.11、上推力环，12、下推力环；
29.2、偏转总成；
30.21、偏转轴，22、第一电机，23、偏心环，24、第一轴承，25、第二轴承，26、质量补偿筒；
31.211、第一凹槽，212、第二凹槽，213、定位键，214、卡簧槽，215、卡簧；
32.3、钻头轴总成；
33.31、钻头轴，32、支撑件，33、钻头，34、第三轴承，35、压力部，36、拉力部；
34.317、第六凹槽；
35.321、内环，322、外环，323、扭力球，324、第三凹槽，325、第四凹槽，326、第五凹槽。
具体实施方式
36.下面将结合附图对本技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。
37.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
38.在本技术实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本技术实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
39.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
40.在本技术实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如a和/或b，可以表示：存在a，同时存在a和b，存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
41.在本技术实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
42.在本技术实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。
43.在本技术实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
44.在石油钻井作业中，当需要让钻井设备在地下进行转向以达到定向钻井的目的时，会采用在钻井设备中安装旋转导向机构的方式对钻头进行转向。旋转导向机构按照导向原理可以分为两类：推靠式旋转导向和指向式旋转导向。推靠式旋转导向机构依靠推靠井壁产生的侧向分力来进行造斜导向，具有过于依赖井壁和地质环境的缺点，当地层偏软，井壁无法为推靠式旋转导向机构提供足够的撑力时，推靠式旋转导向机构的造斜率会受到影响。指向式旋转导向机构通过在内部设置偏置机构，使钻头形成倾角来实现造斜导向作用，不依赖井壁与地质环境，可以较稳定地进行导向钻井。现有的指向式旋转导向机构仍然存在结构复杂、稳定性不足的缺陷。为了降低钻井作业中可能发生的风险，使钻井设备的运作更加稳定、结构更加简单、操作更加便捷，如何最大限度的提高旋转导向机构的稳定性、降低结构的复杂度是尤为重要的。
45.本技术发明人注意到，现有技术实现造斜导向时，若采用使钻头轴或偏转轴弯曲的方式，则结构会承载高强度的交变应力，容易使旋转导向机构发生疲劳损坏的风险，若不使钻头轴或偏转轴弯曲，则结构较为复杂，不利于设备部件的生产的装配和维护。
46.为了解决上述问题，发明人经过研究，设计了一种旋转导向机构，该旋转导向机构具有偏心环，通过偏转轴带动偏心环进行转动，调整偏转方向，并将钻头轴装配在偏心环中，从而使偏心环带动钻头轴偏置。在钻井过程中，让钻头轴与偏心环以相反方向进行转动，使钻头轴保持预设的偏转方向，实现了钻井设备的造斜导向，使旋转导向机构的结构更为简单，提升了稳定性。
47.本技术实施例中，在钻井设备的钻铤内设置偏转总成和钻头轴总成，使钻头轴总成中的钻头轴的一端设置在偏转总成中偏转轴一端的偏心环内，由于偏心环的轴线与偏转轴的轴线相偏离，可以使钻头轴以支撑件作为支点进行偏置。当需要让钻井设备进行造斜导向时，通过偏转轴对偏心环的旋转进行控制，进而调整钻头轴的偏转方向。在钻头进行工作时，钻头轴沿第一方向转动，偏心环沿与第一方向相反的第二方向转动，使钻头轴保持预设的偏转方向，实现钻井设备的造斜导向。通过偏转轴带动偏心环转动，钻头轴的一端设置在偏心环内的方式使钻井设备实现造斜导向，结构简单，当需要使钻井设备有不同的偏转角度时，只需要通过更换偏心环即可改变钻井设备的偏转角度，便于设备的装配和维护，且钻头轴与偏转轴都不需要弯曲，不会承受较大的交变应力，结构不易疲劳损坏，使旋转导向机构的运作更加稳定。
48.本技术实施例公开的旋转导向机构可以但不限于用于钻井、固井、测试、完井、注水、井下等作业，还可以应用于其他任何需要旋转导向的场景，在本技术实施例中，仅以用于钻井作业为例进行说明。
49.根据本技术的一些实施例，参照图1，图1示出了本技术实施例提出的旋转导向机构整体结构剖面图，本技术提供了一种旋转导向机构，旋转导向机构包括钻铤1、偏转总成2和钻头轴总成3。偏转总成2包括偏转轴21，偏转轴21设置于钻铤1内，偏转轴21的一端设置有第一电机22，偏转轴21的另一端设置有偏心环23，偏心环23的轴线与偏转轴21的轴线相偏离，第一电机22通过偏转轴21带动偏心环23进行转动。钻头轴总成3包括钻头轴31和支撑件32，钻头轴31穿过支撑件32，支撑件32设置在钻铤1内壁上，钻头轴31的一端转动设置于偏心环23内，当第一电机22带动偏心环23进行转动时，钻头轴31以支撑件32为支点进行偏转。当钻头轴31沿第一方向进行转动时，第一电机22通过偏转轴21带动偏心环23沿第二方向转动，第一方向与第二方向相反，以使钻头轴31保持预设的偏转方向。
50.如图1所示，示出了本技术实施例提出的旋转导向机构整体结构剖面图，该旋转导向机构包括钻铤1、偏转总成2和钻头轴总成3，钻铤1套接在偏转总成2和钻头轴总成3外，钻铤1的一端可以与井下管柱相连接，共同形成钻井设备的外部整体，为钻头33传递钻压、扭矩和拉力。
51.如图1和图2所示，图2示出了本技术实施例提出的偏转总成2结构剖面图，偏转总成2包括偏转轴21，偏转轴21的一端设置有第一电机22，第一电机22用于带动偏转轴21进行转动，在本实施例中，第一电机22为大扭矩中空永磁同步电机，大扭矩中空永磁同步电机的转子轴为中空轴，可以作为井下泥浆的流通通道。根据实际需要，第一电机22也可以为其他动力源，本实施例对此不作特殊限定。由于偏转轴21需要足够的传递扭矩的能力，偏转轴21应当采用硬质材料制成，比如采用金属材料制成，确保偏转轴21在被第一电机22带动进行转动时不易扭曲断裂。
52.如图2所示，偏心环23设置在偏转轴21上远离第一电机22的一端，如图3a和图3b所
示，图3a示出了偏心环23底部剖面图，图3b示出了偏心环23结构剖面图，偏心环23为中空筒状结构，其内部通孔的轴线与偏转轴21的轴线成角度，参照图1，当第一电机22带动偏转轴21转动时，偏转轴21带动偏心环23进行转动。
53.如图1和图4所示，图4示出了本技术实施例提出的钻头轴总成3结构剖面图，钻头轴总成3包括钻头轴31和支撑件32，钻头轴31的一端设置有钻头33，另一端转动设置在偏心环23内，钻头轴31穿过支撑件32，支撑件32与钻铤1的内壁固定设置，钻头轴31可以以支撑件32为支点，带动钻头33进行周向摆动。当钻铤1转动时，支撑件32将钻铤1的扭矩传递给钻头轴31，钻铤1通过支撑件32带动钻头轴31进行转动，当钻头轴31转动时，带动钻头33进行转动。当钻头轴31的一端插入偏心环23内时，钻头轴31的轴线与偏心环23内部通孔的轴线一致，此时，钻头轴31的轴线与偏转轴21的轴线成角度，实现了钻头轴31的偏置。根据实际情况，可以通过更换不同轴线偏离角度的偏心环23来调整钻头轴31的偏置角度，从而实现对钻井设备的造斜角度的控制。
54.本技术实施例通过第一电机带动偏转轴转动，偏转轴带动偏心环进行转动，对偏心环的旋转进行控制，使钻头轴31可以实现偏转。当需要使钻头轴31偏转来实现造斜导向时，钻铤1沿第一方向转动，通过支撑件32带动钻头轴31转动，钻头轴31带动钻头33进行转动，使钻井设备可以向前钻进，第一电机22通过偏转轴21带动偏心环23沿第二方向进行转动，第一方向与第二方向相反，偏心环23通过对钻头轴31的一端施加与钻铤1轴线成角度的扭矩，使钻头轴31偏转，当钻头轴31与偏心环23的转速一致时，偏心环23相对地面在周向方向上保持静止，使偏心环23的偏心方向保持不变，钻头轴31在钻铤1的带动下，在偏心环23内进行转动，使钻头轴31的对地倾斜方向不变，实现了钻井设备的造斜导向。本技术实施例采用的结构较为简单，降低了部件生产难度与部件故障率，具有较高的稳定性，根据不同作业需要，只需要通过更换偏心环23即可实现不同的偏转角度，操作简易便捷，提升了作业效率与适用性。当需要在井上对钻井设备的方向进行控制时，通过控制第一电机22带动偏转轴21进行转动，对偏心环23的偏转方向进行调整，从而对钻头轴31的方向进行调整。当钻头轴31朝向正确的方向时，使第一电机22的转速与钻铤1的转速一致，方向相反，使钻头轴31的偏转方向保持不变，实现了对钻头33的钻进方向的便捷调整，操作方式便捷稳定，具有较高的可控性。
55.根据本技术的一些实施例，参照图5，图5示出了本技术实施例提出的偏心环23装配剖面图，偏转轴21远离第一电机22的一端端面上设有第一凹槽211，偏心环23设置在第一凹槽211内。第一凹槽211内表面沿偏转轴21的轴向设有第二凹槽212，偏心环23外表面设有定位键213，定位键213与第二凹槽212配合用于将偏心环23与偏转轴21相对固定。
56.为了实现偏心环23与偏转轴21的相对固定，在本技术实施例中，在偏转轴21远离第一电机22的一端端面上向内凹陷，形成第一凹槽211，将偏心环23设置在第一凹槽211内，通过这种方式，可以将偏心环23内嵌在偏转轴21的一端。同时，为了使偏转轴21和偏心环23相对固定，在第一凹槽211内表面沿偏转轴21轴向设有第二凹槽212，偏心环23的外表面固定设置有定位键213，在进行偏心环23的安装时，将定位键213卡合在第二凹槽212内，定位键213可在第二凹槽212内轴向移动，用于限制偏心环23在第一凹槽211内的周向转动。由于定位键213需要承受来自偏转轴21的扭矩以将扭矩传递给偏心环23，为了避免定位键213断裂导致发生故障，定位键213应采用具有一定硬度的材料制成，比如采用金属材料制成。定
位键213与偏心环23的连接可以采用螺纹连接、焊接或卡接的方式进行连接，也可以使定位键213与偏心环23一体成型，本实施例对此不作特殊限定。
57.通过在偏心环23外表面设置定位键213，在偏转轴21远离第一电机22的一端端面上设置第一凹槽211，在第一凹槽211内表面沿偏转轴21轴向设置第二凹槽212，使偏心环23与偏转轴21的旋转方向相对固定。当偏转轴21转动时，定位键213与第二凹槽212配合将偏转轴21的扭矩传递给偏心环23，使偏心环23随偏转轴21同步转动。因为采用定位键213与第二凹槽212结合的方式，装配时，先将偏心环23外表面的定位键213与第二凹槽212相对应，再将偏心环23按压入偏转轴21上的第一凹槽211内即可，使偏心环23的装配简单快捷，且具有可更换易拆卸的特性，提升了适用性。
58.根据本技术的一些实施例，参照图5，第一凹槽211内表面设有卡簧槽214，卡簧槽214内设置有卡簧215，卡簧215用于将偏心环23卡合在第一凹槽211内。
59.在偏转轴21远离第一电机22一端的端面上的第一凹槽211内表面设有卡簧槽214，卡簧215设置在卡簧槽214内，用于将偏心环23卡合在第一凹槽211内，使偏心环23不会从第一凹槽211内脱出。也可以采用其他方式将偏心环23固定在第一凹槽211内，比如采用螺纹连接或磁吸的方式，只需要保证偏心环23在作业过程中不会从第一凹槽211内脱落即可。
60.通过在第一凹槽211内表面设置卡簧槽214，在卡簧槽214内设置卡簧215的方式，卡簧215与偏心环23抵接，使偏心环23不会在作业过程中意外脱离第一凹槽211造成故障。卡簧215可以从卡簧槽214中取出，当需要更换偏心环23时，先将卡簧215从卡簧槽214中取出，使偏心环23可以脱离第一凹槽211，从而对偏心环23进行更换，使部件的更换与维护更加简单，有利于提高适用性与作业时效。
61.根据本技术的一些实施例，参照图2，偏转总成2还包括第一轴承24和第二轴承25，第一轴承24设置在钻铤1内壁上并套接在偏转轴21上靠近偏心环23的一端，第二轴承25设置在钻铤1内壁上并套接在偏转轴21的另一端。
62.在钻铤1内壁上设置第一轴承24和第二轴承25，第一轴承24套接在偏转轴21上靠近偏心环23的一端，第二轴承25套接在偏转轴21的另一端，第一轴承24和第二轴承25使偏转轴21在相对钻铤1转动的过程中，减小摩擦，并使偏转轴21的轴线与钻铤1轴线相重合。
63.通过设置第一轴承24和第二轴承25，当钻铤1与偏转轴21沿相反方向转动时，减小了钻铤1与偏转轴21之间的摩擦力，降低了部件磨损的速度。同时，当偏转轴21带动偏心环23使钻头轴31偏转时，由于偏心环23使钻头轴31的轴线与偏转轴21轴线不一致，产生偏心力矩，可能会使偏转轴21在钻铤1内偏转，擦碰钻铤1内壁，导致发生故障，通过设置第一轴承24和第二轴承25，使偏转轴21轴线与钻铤1轴线保持一致，即保持偏转轴21始终位于钻铤1中心部位，对偏转轴21起扶正支撑作用，提高了偏转轴21作业时的稳定性，延长了部件寿命。
64.根据本技术的一些实施例，参照图2，偏转总成2还包括质量补偿筒26，质量补偿筒26固定套接在偏转轴21上，质量补偿筒26具有第一质量块与第二质量块，第一质量块与第二质量块的质量不同，用于抵消钻头轴31与偏转轴21之间的偏心力矩。
65.在偏转轴21上固定套接有质量补偿筒26，质量补偿筒26具有第一质量块和第二质量块，第一质量块与第二质量块的质量不同。当偏转轴21旋转时，由于第一质量块与第二质量块的质量不同，会产生偏心力矩，用以抵消钻头轴31与偏转轴21之间的偏心力矩。还可以
采用不同的质量补偿方式用来抵消钻头轴31与偏转轴21间的偏心力矩，本实施例对此不作特殊限制。
66.通过在偏转轴21上固定套接质量补偿筒26的方式，当偏转轴21带动钻头轴31进行偏转产生偏心力矩时，偏转轴21带动质量补偿筒26旋转可以产生相对应的相反方向的偏心力矩，抵消偏转轴21带动钻头轴31偏转产生的偏心力矩，维持偏转轴21的平稳运转，保证偏转总成2的正常作业，提高稳定性。
67.根据本技术的一些实施例，参照图1，钻铤1内壁设置有上推力环11和下推力环12，钻头轴31上设置有压力部35和拉力部36，上推力环11与压力部35抵接，用于通过钻头轴31向钻头33传递钻压，下推力环12与拉力部36抵接，用于通过钻头轴31向钻头33传递拉力，上推力环11与压力部35抵接处为弧面，下推力环12与拉力部36抵接处为弧面。
68.在钻铤1内壁上设置上推力环11，使上推力环11和钻头轴31上设置的压力部35相抵接，上推力环11与压力部35的抵接处为弧面，在钻铤1内壁上设置下推力环12，使下推力环12和钻头轴31上设置的拉力部36相抵接，下推力环12与拉力部36的抵接处为弧面。
69.通过在钻铤1内壁设置上推力环11，使上推力环11与钻头轴31上设置的压力部35相抵接，当钻头33进行转动时，需要提供足够的钻压使钻头33能够在井下实现正常钻进，上推力环11能够将钻铤1提供的钻压通过压力部35传递给钻头轴31，钻头轴31将钻压传递给钻头33，实现钻压从钻铤1到钻头33的传递。通过在钻铤1内壁设置下推力环12，使下推力环12与钻头轴31上设置的拉力部36相抵接，当需要将钻头33从井下拉起进行回收或更换时，下推力环12能够将上提拉力通过拉力部36传递给钻头轴31，钻头轴31将上提拉力传递给钻头33，实现钻头33的拉起。上推力环11与压力部35的抵接处为弧面，下推力环12与拉力部36的抵接处为弧面，使上推力环11与下推力环12在实现传递钻压与拉力的同时，不会影响钻头轴31的偏置，减少了磨损，提高了设备的耐用性与稳定性。
70.根据本技术的一些实施例，参照图6，图6示出了本技术实施例提出的一种支撑件32底部剖面图，支撑件32包括外环322和扭力球323，外环322设置在钻铤1内壁上，外环322的内壁上设有第五凹槽326。钻头轴31上设有第六凹槽317，扭力球323设置在第五凹槽326与第六凹槽317之间，用于将外环322和第六凹槽317相对设置，当钻铤1转动时，通过支撑件32带动钻头轴31转动。
71.在钻铤1内壁上设置外环322，在外环322的内壁上设置第五凹槽326，在钻头轴31上设置第六凹槽317，第五凹槽326与第六凹槽317相对设置，使扭力球323设置在第五凹槽326与第六凹槽317之间。为了使支撑件32可以传递扭矩，外环322应该与钻铤1固定设置，使外环322能够被钻铤1带动进行转动。同时，为了避免在传递扭矩的过程中支撑件32意外断裂导致故障，外环322和扭力球323应当使用具有一定硬度的材料制成，比如使用金属材料制成。
72.通过在钻铤1内壁上设置外环322，在外环322的内壁上设置第五凹槽326，在钻头轴31上设置第六凹槽317，在第五凹槽326和第六凹槽317之间设置扭力球323，当钻铤1转动时，设置在钻铤1内壁上的外环322将钻铤1转动扭矩传递给扭力球323，并通过扭力球323带动钻头轴31进行转动，实现支撑件32向钻头轴31传递钻铤1扭矩的效果。通过直接在钻头轴31上设置第六凹槽317，钻铤1通过外环322与扭力球323直接带动钻头轴31进行转动的方式，使部件结构更加简单，便于生产与装配，缩短了部件装配时间，降低了生产成本。
73.根据本技术的一些实施例，参照图4，钻头轴总成3还包括第三轴承34，第三轴承34设置于偏心环23内，钻头轴31的一端通过第三轴承34与偏心环23转动连接。
74.钻头轴31远离钻头33的一端套接有第三轴承34，第三轴承34设置在偏心环23内，钻头轴31远离钻头33的一端通过第三轴承34与偏心环23转动连接。第三轴承34用于降低钻头轴31与偏心环23在沿相反方向进行转动时部件的磨损。
75.通过在钻头轴31远离钻头33的一端套接第三轴承34，第三轴承34设置于偏心环23内，钻头轴31的一端通过第三轴承34于偏心环23转动连接，当钻头轴31与偏心环23反方向转动时，实现了可以降低部件间的磨损，使钻头轴31与偏心环23的转动更加顺利的效果。
76.根据本技术的一些实施例，第三轴承34为圆柱滚子轴承。
77.在钻头轴31远离钻头33的一端套接有第三轴承34，第三轴承34设置在偏心环23内，第三轴承34为圆柱滚子轴承。
78.由于圆柱滚子轴承径向载荷能力大，承受重载荷与冲击载荷能力强，并且适用于高速旋转，有效提高了偏心环23与钻头轴31的连接的稳定性，在偏心环23为钻头轴31实现偏转的过程中能更好的保证结构的强度，并且可适用更高的转速，提升了结构适用性与稳定性。
79.根据本技术的一些实施例，参照图1和图2，并进一步参照图4，本技术还提供了一种钻井设备，包括如上实施例所述的旋转导向机构。
80.钻铤1、偏转总成2和钻头轴总成3共同组成旋转导向机构，当需要进行井下造斜导向时，使钻铤1沿第一方向转动，钻铤1通过支撑件32带动钻头轴31进行转动，此时，由于钻头轴31的一端通过第三轴承34与偏心环23连接，偏心环23的轴线与钻铤1轴线不一致，使钻头轴31以支撑件32为支点，在钻铤1内偏转，从而改变钻头轴31一端的钻头33的钻进方向。通过第一电机22带动偏转轴21沿第二方向进行转动，偏转轴21带动偏心环23进行转动，第一方向与第二方向相反，使钻头轴31相对钻铤1角度不变，钻头33对地方向固定，实现旋转导向机构的造斜导向作用。
81.在钻井设备中配合使用如上所述的旋转导向机构，可以通过井上人员实时调整第一电机22的转速，实现实时变换钻井设备钻进方向的效果，控制方便简单，且该旋转导向机构结构简单，便于生产，关键部件的装配与更换都较为便捷，可以根据实际情况选择不同规格的部件以适应多种作业需要，适用性高，对提升作业效率、保障作业稳定性尤为有利。
82.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本技术的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本技术并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。