隨鉆遙控變徑穩定器的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種隨鉆遙控變徑穩定器。包括殼體、活塞桿、穩定翼、固定翼、彈簧和動棘輪、定棘輪；其中：固定翼均布在殼體外壁下部，穩定翼設在固定翼之間的直槽內，殼體上部內壁設有環形槽，環形槽下方設有殼體花鍵；活塞桿設在殼體內部并與殼體形成軸向滑動密封配合，活塞桿上部加工有定棘輪和活塞桿花鍵，下部加工有鉸鏈孔和彈簧座；動棘輪套裝在活塞桿上部并與定棘輪配合構成棘輪總成；彈簧設在活塞桿下部與殼體之間；穩定翼上設有滑槽，滑槽內的滑動軸鉸鏈兩個連桿，連桿分別通過鉸鏈軸與活塞桿和鉸鏈。本發明實現了利用泵壓控制穩定器外徑的變化，同時采用連桿機構控制穩定翼伸縮，采用棘輪機構控制活塞桿動作，結構簡單、工作可靠。
【專利說明】隨鉆遙控變徑穩定器
【技術領域】
[0001]本發明涉及石油天然氣鉆井、地質勘探、礦山鉆探等行業裝備領域的一種隨鉆遙控變徑穩定器。
【背景技術】
[0002]隨著油氣田開發難度的日益加大和鉆井技術的快速發展，利用定向井或水平井以及大位移井進行油氣田勘探開發已經成為一種趨勢。在常規定向井或水平井鉆進過程中為了控制和調整井斜、方位，通常使用傳統固定式穩定器，但在更換穩定器時必須起下鉆，其結果易引起刮擦井壁和“拔活塞”現象，造成井壁失穩，井眼擴大、井塌、井噴等復雜事故，降低鉆井時效。為此國內外研制出了多種類型的液壓式、鉆壓式等變徑穩定器，但應用效果不明顯，主要表現在，液壓式變徑穩定器在鉆井泵啟動時，穩定器直徑變大，停泵時，直徑變小，不能滿足定向井鉆進需要；鉆壓式變徑穩定器利用鉆壓控制，增大鉆壓穩定器直徑變大，減小鉆壓直徑變小，但由于鉆壓難以保持恒定不變，不能滿足定向井、水平井等復雜結構井軌跡精確控制的要求。因此急需一種結構簡單，性能可靠，控制精度高，操作方便的變徑穩定器，滿足定向井、水平井等復雜結構井的鉆井工藝技術要求。
【發明內容】
[0003]為了最大限度的發揮變徑穩定器在復雜結構井鉆井過程中的功能，提高鉆進速度，降低施工綜合成本，本發明的目的是為石油天然氣鉆井、地質勘探、礦山鉆探的現場提供隨鉆遙控變徑穩定器。
[0004]本發明的技術方案是:包括殼體1、活塞桿2、穩定翼11、固定翼17、彈簧8和動棘輪4、定棘輪5 ;其中:三個或三個以上固定翼17均布在殼體I外壁下部，穩定翼11設在固定翼17之間的直槽內，殼體I上部內壁設有環形槽，環形槽下方設有殼體花鍵7 ;活塞桿2設在殼體I內部并與殼體I形成軸向滑動密封配合，活塞桿2上部加工有定棘輪5和活塞桿花鍵6，下部加工有鉸鏈孔和彈簧座；動棘輪4套裝在活塞桿2上部并與定棘輪5配合構成棘輪總成；彈簧8設在活塞桿2下部與殼體I之間；穩定翼11上設有滑槽，滑槽內的滑動軸12鉸鏈連桿10和連桿13，連桿10和連桿13分別通過鉸鏈軸9和鉸鏈軸15與活塞桿2和殼體I鉸鏈。
[0005]此外，動棘輪4和活塞桿2之間安裝軸承18。在殼體1、活塞桿2、穩定翼11所形成的腔室內充滿潤滑油。穩定翼11外壁與殼體直槽內壁之間安裝密封圈14。活塞桿2的上下部與殼體I內壁分別安裝密封圈3。
[0006]其工作機理是:隨鉆遙控變徑穩定器根據需要安裝在井底鉆具組合中的合適位置。當需要穩定器處于大直徑鉆進時，開泵，液壓力作用在活塞桿頂部，推動活塞桿下行，活塞桿壓縮彈簧同時通過連桿結構將穩定翼伸出，穩定泵壓即保持穩定器處于大直徑狀態；當需要將穩定翼縮回時，停泵，彈簧恢復力使活塞桿上行，驅動連桿結構將穩定翼收回，同時棘輪機構旋轉一定角度；當需要穩定器處于小直徑鉆進時，開泵，液壓力推動活塞桿有下行趨勢，此時棘輪機構鎖定活塞桿不能下行，使得穩定翼不能伸出，穩定器處于小直徑狀態；停泵，彈簧恢復力使活塞桿上行，同時棘輪機構旋轉一定角度，棘輪機構解鎖，為下一步穩定器處于大直徑鉆進做好準備。隨鉆遙控變徑穩定器利用開泵停泵的交替變換達到控制穩定翼伸出或縮回的目的，即在不用起下鉆的前提下，通過泵壓遙控穩定器直徑的變化，滿足了復雜結構井鉆井的要求。隨鉆遙控變徑穩定器改變了常規變徑穩定器只有開泵直徑變大，停泵直徑變小兩種狀態的局限性，能夠隨鉆改變穩定器直徑的大小，對于提高復雜結構井的鉆速，減少鉆井事故的發生率，降低鉆井成本具有重要意義。
[0007]本發明的優點是:實現利用泵壓控制穩定器外徑的變化，同時采用連桿機構控制穩定翼伸縮，采用棘輪機構控制活塞桿動作，結構簡單、工作可靠。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是依據本發明所提出的一種隨鉆遙控變徑穩定器實施例的結構示意圖。
[0009]圖2是圖1的A-A斷面結構示意圖。
[0010]圖中1-殼體、2-活塞桿、3-密封圈、4-動棘輪、5-定棘輪、6-活塞桿花鍵、7-殼體花鍵、8-彈簧、9-鉸鏈、10-連桿、11-穩定翼、12-鉸鏈、13-連桿、14-密封圈、15-鉸鏈、16-中心孔、17-固定翼、18-軸承
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖和【具體實施方式】來詳細描述本發明。
[0012]參照附圖1，活塞桿2安裝在殼體I內部，活塞桿2上部加工有定棘輪5、活塞桿花鍵6，中部加工有鉸鏈孔、彈簧座；動棘輪4套裝在活塞桿2外部，中間安裝軸承18 ;殼體I內壁上部加工有殼體花鍵7 ;殼體I外部加工固定翼17，并成120°均布，固定翼17上加工直槽，穩定翼11安裝在直槽中；活塞桿2下部與殼體I之間安裝彈簧8 ;連桿機構通過鉸鏈
9、鉸鏈12、鉸鏈15連接活塞桿2、穩定翼11、殼體I ;活塞桿2上部、下部與殼體內壁分別安裝密封圈3 ;穩定翼11外壁與固定翼17直槽內壁之間安裝密封圈14 ;活塞桿2、密封圈3、密封圈14、穩定翼11所形成的腔室內充滿潤滑油。
[0013]使用過程是:隨鉆遙控變徑穩定器根據需要安裝在井底鉆具組合中的合適位置。當需要穩定器處于大直徑鉆進時，開泵，液壓力作用在活塞桿2頂部，推動活塞桿2下行，活塞桿2壓縮彈簧8同時通過連桿結構將穩定翼11伸出，穩定泵壓即保持穩定器處于大直徑狀態；當需要將穩定翼11縮回時，停泵，彈簧8恢復力使活塞桿2上行，驅動連桿機構將穩定翼收回，同時棘輪機構旋轉一定角度；當需要穩定器處于小直徑鉆進時，開泵，液壓力推動活塞桿2有下行趨勢，此時棘輪機構鎖定活塞桿2不能下行，使得穩定翼11不能伸出，穩定器處于小直徑狀態；停泵，彈簧8恢復力使活塞桿2上行，同時棘輪機構旋轉一定角度,棘輪機構解鎖，為下一步穩定器處于大直徑鉆進做好準備。隨鉆遙控變徑穩定器利用開泵停泵的交替變換達到控制穩定翼伸出或縮回的目的，即在不用起下鉆的前提下，通過泵壓遙控穩定器直徑的變化，滿足了復雜結構井鉆井的要求。隨鉆遙控變徑穩定器改變了常規變徑穩定器只有開泵直徑變大，停泵直徑變小兩種狀態的局限性，能夠隨鉆改變穩定器直徑的大小，有利于提高復雜結構井的鉆速，減少鉆井事故的發生率，降低鉆井成本。
【權利要求】
1.一種隨鉆遙控變徑穩定器，其特征是包括殼體(I)、活塞桿(2)、穩定翼(11)、固定翼(17)、彈簧(8)和動棘輪(4)、定棘輪(5);其中:三個或三個以上固定翼(17)均布在殼體(I)外壁下部，穩定翼(11)設在固定翼(17)之間的直槽內，殼體(I)上部內壁設有環形槽，環形槽下方設有殼體花鍵(7);活塞桿(2)設在殼體(I)內部并與殼體(I)形成軸向滑動密封配合，活塞桿(2)上部加工有定棘輪(5)和活塞桿花鍵(6)，下部加工有鉸鏈孔和彈簧座；動棘輪(4 )套裝在活塞桿(2 )上部并與定棘輪(5 )配合構成棘輪總成；彈簧(8 )設在活塞桿(2 )下部與殼體(I)之間；穩定翼(11)上設有滑槽，滑槽內的滑動軸(12)鉸鏈連桿(10)和連桿(13 )，連桿(10 )和連桿(13 )分別通過鉸鏈軸(9 )和鉸鏈軸(15 )與活塞桿(2 )和殼體(I)體鏈。
2.根據權利要求1所述的隨鉆遙控變徑穩定器，其特征在于:所述動棘輪(4)和活塞桿(2)之間安裝軸承(18)。
3.根據權利要求1或2所述的隨鉆遙控變徑穩定器，其特征在于:在殼體(I)、活塞桿(2 )、穩定翼(11)所形成的腔室內充滿潤滑油。
4.根據權利要求1或2所述的隨鉆遙控變徑穩定器，其特征在于:所述穩定翼(11)外壁與殼體直槽內壁之間安裝密封圈(14)。
5.根據權利要求1或2所述的隨鉆遙控變徑穩定器，其特征在于:所述活塞桿(2)與殼體(I)內壁結合部安裝密封圈(3)。
【文檔編號】E21B7/04GK103696706SQ201210368320
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年9月28日 優先權日:2012年9月28日
【發明者】李文飛, 夏文安, 呂廣忠, 王光磊, 李玄燁, 耿應春, 岳書海, 夏廣強 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石化集團勝利石油管理局鉆井工藝研究院