旋轉導向工具及其偏置機構以及對該偏置機構的控制方法，所述偏置機構包括：外筒，與所述旋轉導向工具的鉆頭連接，并與所述鉆頭共同旋轉；多個液壓支撐機具，安裝在所述外筒的內側壁上；每個液壓支撐機具包括：支撐翼肋、非對稱液壓缸和位移傳感器；所述支撐翼肋一端位于所述支撐機具上，另一端伸出所述外筒；所述非對稱液壓缸采用液壓差推動所述支撐翼肋的伸縮運動，控制所述支撐翼肋按照目標伸縮位移伸出所述外筒，并頂在鉆井的井壁上；所述位移傳感器，實時測出所述支撐翼肋伸出的實際位移，并將所述實際位移反饋給所述旋轉導向工具的液壓控制系統(tǒng)，使所述液壓控制系統(tǒng)根據所述目標伸縮位移對每個支撐翼肋的實際位移進行閉環(huán)控制。

1.一種旋轉導向工具的偏置機構，其特征在于，所述偏置機構包括：
外筒，與所述旋轉導向工具的鉆頭連接，并與所述鉆頭共同旋轉；
多個液壓支撐機具，安裝在所述外筒的內側壁上；
每個液壓支撐機具包括：支撐翼肋、非對稱液壓缸和位移傳感器；
所述支撐翼肋一端位于所述支撐機具上，另一端伸出所述外筒；
所述非對稱液壓缸采用液壓差推動所述支撐翼肋的伸縮運動，控制所述
支撐翼肋按照目標伸縮位移伸出所述外筒，并頂在鉆井的井壁上；
所述位移傳感器，實時測出所述支撐翼肋伸出的實際位移，并將所述實
際位移反饋給所述旋轉導向工具的液壓控制系統(tǒng)，使所述液壓控制系統(tǒng)根據
所述目標伸縮位移對每個支撐翼肋的實際位移進行閉環(huán)控制。
2.根據權利要求1所述的旋轉導向工具的偏置機構，其特征在于，所述
多個液壓支撐機具均勻安裝在所述旋轉導向工具的外筒上，所述液壓支撐機
具至少有三個，每個支撐翼肋均由獨立的液壓控制系統(tǒng)驅動，形成單獨的閉
環(huán)控制系統(tǒng)，以實現每個支撐翼肋的實際位移的連續(xù)可調；每一個支撐翼肋
在每一測量時刻的目標伸縮位移，是由與所述液壓控制系統(tǒng)連接的測控系統(tǒng)
根據偏置機構的偏心位移、近鉆頭的井眼直徑以及所述鉆頭的轉速進行測算
而得到。
3.一種旋轉導向工具，其特征在于，所述旋轉導向工具包括偏置機構以
及與所述偏置機構連接的液壓控制系統(tǒng)；
所述偏置機構包括：
外筒，與所述旋轉導向工具的鉆頭連接，并與所述鉆頭共同旋轉；
多個液壓支撐機具，安裝在所述外筒的內側壁上；
每個液壓支撐機具包括：支撐翼肋、非對稱液壓缸和位移傳感器；
所述支撐翼肋一端位于所述支撐機具上，另一端伸出所述外筒；
所述非對稱液壓缸采用液壓差推動所述支撐翼肋的伸縮運動，控制所述
支撐翼肋按照目標伸縮位移伸出所述外筒，并頂在鉆井的井壁上；
所述位移傳感器，實時測出所述支撐翼肋伸出的實際位移，并將所述實
際位移反饋給所述旋轉導向工具的液壓控制系統(tǒng)；
所述液壓控制系統(tǒng)，對每個支撐翼肋的實際位移進行單獨的閉環(huán)控制，
使每個支撐翼肋的實際位移滿足所述目標伸縮位移的要求。
4.根據權利要求3所述的旋轉導向工具，其特征在于，所述旋轉導向工
具還包括：連接所述液壓系統(tǒng)的測控系統(tǒng)，所述測控系統(tǒng)包括：
井下控制器，用于根據所述鉆頭的轉速、近鉆頭的井眼直徑以及所述偏
置機構的偏心位移測算出每個支撐翼肋的目標伸縮位移。
5.根據權利要求4所述的旋轉導向工具，其特征在于，所述測控系統(tǒng)還
包括：與所述井下控制器連接的方位傳感器；
所述方位傳感器，用于測量所述每個支撐翼肋的初始方位角；
所述井下控制器，具體用于根據所述初始方位角和所述鉆頭的轉速，獲
得每個支撐翼肋在每個測量時刻的方位角；根據所述支撐翼肋在每個測量時
刻的方位角、所述偏置機構的偏心位移以及所述井眼直徑，獲得每個支撐翼
肋在每個測量時刻的伸縮位移。
6.根據權利要求5所述的旋轉導向工具，其特征在于，所述測控系統(tǒng)還
包括：與所述井下控制器連接的井斜測量儀；
所述井斜測量儀，用于測量井斜及工具面角，根據所述井斜及工具面角
獲得所述旋轉導向工具的實際位置；
所述井下控制器，還用于根據所述偏心位移的要求，對所述旋轉導向工
具的實際位置進行閉環(huán)調整。
7.根據權利要求4所述的旋轉導向工具，其特征在于，所述旋轉導向工
具還包括：連接所述測控系統(tǒng)的柔性短節(jié)，所述旋轉導向工具通過所述柔性
短節(jié)彎向所要求的偏心位移的方向。
8.根據權利要求7所述的旋轉導向工具，其特征在于，所述旋轉導向工
具還包括：
上穩(wěn)定器，連接鉆桿與所述柔性短節(jié)；
下穩(wěn)定器，連接所述測控系統(tǒng)和所述液壓控制系統(tǒng)；
所述上穩(wěn)定器和所述下穩(wěn)定器，用于保持所述旋轉導向工具在鉆井過程
中的穩(wěn)定，減少鉆井過程中所述旋轉導向工具的震動。
9.根據權利要求4所述的旋轉導向工具，其特征在于，所述旋轉導向工
具還包括：
位于所述測控系統(tǒng)兩端的渦輪發(fā)電機，用于為所述旋轉導向工具提供電
力支持。
10.一種對旋轉導向工具的偏置機構進行控制的方法，其特征在于，所
述偏置機構為權利要求1或2所述的偏置機構；所述方法包括：
在所述偏置機構的外筒隨著鉆頭旋轉的過程中，根據所述偏置機構的偏
心位移、近鉆頭的井眼直徑以及所述鉆頭的轉速，確定所述偏置機構中每個
翼肋在每一測量時刻的目標伸縮位移；
控制每個翼肋的實際伸縮位移滿足所述目標伸縮位移的要求，使每個翼
肋采用各自的目標伸縮位移頂住井壁，以實現所述偏置機構的偏心位移。
11.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，根據所述偏置機構的偏
心位移、近鉆頭的井眼直徑以及所述鉆頭的轉速，確定所述偏置機構中每個
翼肋在每一測量時刻的目標伸縮位移包括：
根據所述偏置結構的轉速以及每個翼肋的初始方位角，確定每個翼肋在
每一測量時刻的方向角；
根據所述偏心位移、所述井眼直徑以及每個翼肋在每一測量時刻的方向
角，確定每個翼肋在每一測量時刻的伸縮位移。
12.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，控制每個翼肋的實際伸
縮位移滿足所述目標伸縮位移的要求包括：
測量每個翼肋的實際伸縮位移；
將所述實際伸縮位移與所述目標伸縮位移進行比較，并通過閉環(huán)控制調
整實際伸縮位移達到所述目標伸縮位移的要求。