專利名稱：變位變徑穩(wěn)定器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種用于油氣鉆探工程中，起調(diào)整下部鉆具組合性能的穩(wěn)定器。
基于上述技術(shù)背景而提出的本發(fā)明，其結(jié)構(gòu)簡單，集井下變徑穩(wěn)定器、井下穩(wěn)定器安放位置調(diào)節(jié)器和井下液力推進(jìn)器之功能于一體，具有同時(shí)改變穩(wěn)定器的直徑和安放位置、吸收井下鉆柱振動(dòng)的能力。本發(fā)明的目的是為井眼軌跡控制提供一種既能在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)下部鉆具性能，又能吸收井下振動(dòng)的變位變徑鉆柱穩(wěn)定器。
外殼(1)為一管狀構(gòu)件，由左端加工有鉆具聯(lián)接絲扣、右端加工有聯(lián)接螺紋的上活塞缸(3)和左端車有聯(lián)接螺紋、右端為正六方通孔且?guī)в锌缮炜s扶正體(6)及壓力平衡通道的下活塞缸(5)，通過門限開啟壓差設(shè)定、控制總成(4)聯(lián)接組成。
變位變徑活塞總成(2)為一同軸組件，由嵌裝于變徑活塞桿(9)左端的阻尼環(huán)(7)和密封環(huán)(8)(10)及用螺紋聯(lián)結(jié)于變徑活塞桿右端的變位驅(qū)動(dòng)軸(11)組成。
阻尼環(huán)(7)為一倒裝的鉆頭用普通硬質(zhì)合金噴嘴；變徑活塞桿(9)為一通孔金屬棒體，其左端加工有凹槽，右端內(nèi)加工有螺紋，密封環(huán)(8)和(10)之間的活塞桿直徑相同，密封環(huán)(10)右端的活塞桿直徑逐漸變大且刻有三道均布、等深、錐度相同的導(dǎo)向槽；變位驅(qū)動(dòng)軸(11)為通孔金屬棒體，其左段為正六方體且左端加工有聯(lián)接螺紋、右段為圓柱體且內(nèi)加工有鉆具聯(lián)接絲扣；密封環(huán)(8)、(10)為尼龍或橡膠件，配裝于變徑活塞桿(9)等徑段的兩端外部。
門限開啟壓差設(shè)定、控制總成(4)為一兩端內(nèi)加工有聯(lián)接螺紋的管狀內(nèi)外密封組件，由管體(12)和均布配裝的單向壓力閥(13)及配裝于門限開啟壓差設(shè)定、控制總成(4)基體內(nèi)的密封環(huán)(14)組成。密封環(huán)(14)為尼龍或橡膠件，配裝于門限開啟壓差設(shè)定、控制總成(4)的基體內(nèi)。
密封環(huán)(8)、變徑活塞桿(9)、密封環(huán)(14)和單向壓力閥(13)所圍成的環(huán)形空間內(nèi)充滿液壓油，形成上油腔；密封環(huán)(10)、變徑活塞桿(9)、密封環(huán)(14)和單向壓力閥(13)所圍成的空間內(nèi)也充滿液壓油，形成下油腔。
7.阻尼環(huán)8.密封環(huán)9.變徑活塞桿10.密封環(huán)11.變位驅(qū)動(dòng)軸12.管體13.單向壓力閥14.密封環(huán)在鉆進(jìn)過程中，當(dāng)需要減小穩(wěn)定器與井底鉆頭的距離和增大穩(wěn)定器的直徑時(shí)，停泵，提高鉆壓，使下油腔中的油壓力升高，當(dāng)下油腔與上油腔的油壓差大于單向壓力閥(13)的門限開啟壓差時(shí)，單向壓力閥(13)開啟，下油腔中的液壓油流向上油腔，這時(shí)本穩(wěn)定器的變位變徑活塞總成(2)整體向上運(yùn)動(dòng)，使得穩(wěn)定器的安放位置得以降低，與此同時(shí)裝配于變徑活塞桿(9)右段的三道均布、等深、錐度相同的導(dǎo)向槽內(nèi)的可伸縮扶正體(6)伸出，使得穩(wěn)定器的直徑得以增大，這一動(dòng)作過程完成后的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了本穩(wěn)定器在不起鉆條件下，減小穩(wěn)定器與井底鉆頭的距離并增大穩(wěn)定器直徑的變位變徑目的。
本穩(wěn)定器內(nèi)有一門限開啟壓差設(shè)定、控制和儲(chǔ)能系統(tǒng)，由門限開啟壓差設(shè)定、控制總成(4)、上活塞缸(3)、變徑活塞桿(9)和密封環(huán)(8)構(gòu)成的上活塞缸(3)中的上油腔(充滿液壓油)，和由門限壓差設(shè)定、控制總成(4)、下活塞缸(5)、變徑活塞桿(9)和密封環(huán)(10)構(gòu)成的下活塞缸(5)中的下油腔(充滿液壓油)組成，該系統(tǒng)除具有門限開啟壓差設(shè)定、控制的功能外，另具有減振的作用。在鉆進(jìn)施工過程中，當(dāng)鉆柱的下部鉆具組合受沖擊載荷影響，而產(chǎn)生劇烈的軸向振動(dòng)時(shí)，本穩(wěn)定器通過此系統(tǒng)消除跳鉆產(chǎn)生的瞬時(shí)沖擊力，實(shí)現(xiàn)減振的工作目的。
本穩(wěn)定器內(nèi)由門限開啟壓差設(shè)定、控制總成(4)和密封環(huán)(8)、(10)組成的門限開啟壓差設(shè)定、控制和儲(chǔ)能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)控制的工作過程是這樣的依據(jù)現(xiàn)場常規(guī)鉆井技術(shù)參數(shù)(最大可能鉆壓)和水力參數(shù)(最大可能鉆井液排量)，在地面注充好液壓油，設(shè)定并分別調(diào)整好單向壓力閥門限開啟壓差的本穩(wěn)定器下井后，在依據(jù)現(xiàn)場施工需求實(shí)施動(dòng)作過程中，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)上下油腔的液壓油壓力差大于單向壓力閥(13)的門限開啟壓差時(shí)，單向壓力閥(13)開啟，液壓油在上下油腔中的體積重新分配；在正常鉆進(jìn)過程中，上下油腔中的液壓油的壓差小于單向壓力閥(13)的門限開啟壓差，液壓油不流動(dòng)，保證本穩(wěn)定器的直徑和距鉆頭的距離不變。
本發(fā)明對(duì)下部鉆具組合性能的調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)在不起鉆條件下，由地面操作控制井下穩(wěn)定器安放位置和直徑的工作目標(biāo)。由于鉆壓是由鉆柱的自重與阻尼環(huán)處的壓降引起的推力迭加而成，具有井下液力推進(jìn)器的功能。鉆壓通過液壓油作用在鉆頭上，具有減振器功能，可減輕鉆柱的縱向振動(dòng)和疲勞破壞。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、一器多用途且造價(jià)低廉，推廣應(yīng)用前景廣闊。
權(quán)利要求
1.變位變徑穩(wěn)定器其特征是由外殼(1)和變位變徑活塞總成(2)組成；變位變徑活塞總成(2)配裝于由上活塞缸(3)和下活塞缸(5)組成的外殼(1)中；上活塞缸(3)和下活塞缸(5)通過門限開啟壓差設(shè)定、控制總成(4)聯(lián)接在一起。
2.按照權(quán)利要求1所述的變位變徑穩(wěn)定器，其特征是外殼(1)為一管狀構(gòu)件，由左端加工有鉆具聯(lián)接絲扣、右端加工有聯(lián)接螺紋的上活塞缸(3)和左端車有聯(lián)接螺紋、右端為正六方通孔且?guī)в锌缮炜s扶正體(6)及壓力平衡通道的下活塞缸(5)，通過門限開啟壓差設(shè)定、控制總成(4)聯(lián)接組成。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的變位變徑穩(wěn)定器，其特征是變位變徑活塞總成(2)為一同軸組件，由嵌裝于變徑活塞桿(9)左端的阻尼環(huán)(7)和密封環(huán)(8)(10)及用螺紋聯(lián)結(jié)于變徑活塞桿右端的變位驅(qū)動(dòng)軸(11)組成。
4.按照權(quán)利要求1或3所述的變位變徑穩(wěn)定器，其特征是門限開啟壓差設(shè)定、控制總成(4)為一兩端內(nèi)加工有聯(lián)接螺紋的管狀內(nèi)外密封組件，由管體(12)和均布配裝的單向壓力閥(13)及配裝于門限開啟壓差設(shè)定、控制總成(4)基體內(nèi)的密封環(huán)(14)組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于油氣鉆探工程中調(diào)整下部鉆具組合性能的穩(wěn)定器。本發(fā)明由外殼和變位變徑活塞總成組成；變位變徑活塞總成配裝于由上活塞缸和下活塞缸組成的外殼中；上活塞缸和下活塞缸通過門限開啟壓差設(shè)定、控制總成聯(lián)接在一起。本穩(wěn)定器結(jié)構(gòu)簡單，集井下變徑穩(wěn)定器、井下穩(wěn)定器安放位置調(diào)節(jié)器和井下液力推進(jìn)器之功能于一體，具有通過地面操作控制同時(shí)改變穩(wěn)定器的直徑和安放位置、吸收井下鉆柱振動(dòng)的能力。
文檔編號(hào)E21B7/04GK1455074SQ0211031
公開日2003年11月12日 申請(qǐng)日期2002年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月30日
發(fā)明者趙金海, 韓來聚, 唐志軍, 唐代緒, 耿應(yīng)春 申請(qǐng)人:勝利石油管理局鉆井工藝研究院