專利名稱：壓簧式糾斜地質(zhì)鉆孔保直器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
屬于地質(zhì)鉆探技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及地質(zhì)鉆孔孔身保直不傾斜的作業(yè)裝置。
背景技術(shù)：
根據(jù)申請人所知在鉆井作業(yè)時，為了防止井眼偏斜，提高鉆井質(zhì)量，通常做法是在鉆桿和鉆挺上，每隔一段距離安裝一個鉆具扶正穩(wěn)定器。穩(wěn)定器能在一定程度上保持鉆頭、鉆鋌、鉆桿的中心線與井眼中心線一致。所謂穩(wěn)定器也可稱為鉆具扶正器。
為了檢驗本專利申請的新穎性，申請人曾進(jìn)行了專利文獻(xiàn)檢索，如《鉆具穩(wěn)定器》(專利號932164889授權(quán)公告日1994.6.1)，該實用新型為了克服整體式鉆具穩(wěn)定器和滾輪鉆具穩(wěn)定器的缺點，采取了以下的技術(shù)措施在鉆具短節(jié)本體的外部設(shè)有扶正套，扶正套內(nèi)有滾輪支承座和滾輪，它們的數(shù)量通常為3-12個，支承座兩端設(shè)有密封環(huán)，密封環(huán)的外部有平面軸承，固定帽將扶正套固定在鉆具短節(jié)本體上，固定帽上有密封圈。申請人認(rèn)為該專利與原有技術(shù)相比較有一定的進(jìn)步，但仍為靠孔壁扶正的原理來實現(xiàn)的，技術(shù)無根本性突破。文獻(xiàn)檢索還表明，本技術(shù)方案與現(xiàn)所公開的技術(shù)方案和市場上公開的銷售的同類產(chǎn)品在原理、形狀和構(gòu)造上是不相同的。

發(fā)明內(nèi)容
設(shè)計本實用新型的目的是防止井眼偏斜，提高鉆井質(zhì)量。其所要解決的技術(shù)問題是壓簧式糾斜地質(zhì)鉆孔保直器的功能在于使其外管沿原始孔身方向扶正，通過內(nèi)部糾斜彈簧的外力，使鉆桿、鉆頭的中軸與鉆孔的中軸重疊合一或在所允許的數(shù)值范圍之內(nèi)，且裝置結(jié)構(gòu)簡單，安裝、操作維修方便。為此，本實用新型采用了以下的技術(shù)方案——在外管(2)的內(nèi)壁上開有凹型槽(6)，其內(nèi)鑲嵌有“耳”型糾鈄壓簧(1)，它由平面和曲面兩部分構(gòu)成，平面部分嵌入凹形槽(6)內(nèi)，曲面部分與鉆桿(3)的外圓柱壁緊密相觸；兩糾斜壓簧(1)的中心截面處，在鉆桿(3)的外壁上，安裝有鉆桿接頭(5)，它通過螺釘(4)將外管(2)懸掛定位在鉆桿(3)上。
——糾斜壓簧(1)的展開平面形狀由基部和頂部構(gòu)成；基部為一長方形；頂部為多個間距相等的長方形，它們位于基部的上方；基部的長方形與頂部的多個長方形連為一體。
——當(dāng)糾斜壓簧(1)被鑲嵌在外管(2)的凹形槽(6)內(nèi)時，前者的基部呈“耳”形的曲面彎曲為圓弧形，與外管(2)凹形槽相配合；頂部與鉆桿(3)相接觸。
——鉆桿接頭(5)為圓管形，其管內(nèi)外壁的中間部份呈平滑“凸”形，在外壁凸出部的中心截面上開有四個孔，它們?yōu)閷ΨQ分布；螺釘(4)經(jīng)過該孔插入，與鉆桿(3)相配合，將外管(2)與鉆桿(3)定位為一體。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型具有以下的有益效果(1)提高了保直準(zhǔn)確度。
(2)不受鉆孔方位的限制，對垂直孔、定向斜孔、水平孔的鉆井作業(yè)，均具有保直防斜防偏的作用。
(3)不受孔徑大小的限制，根據(jù)鉆孔大小，可選擇不同規(guī)格的保直器，鉆桿的外徑為φ42、φ50、φ60、φ63.5、φ89等?？讖娇蔀棣?2～φ450不等。
(4)結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，對作業(yè)人員無附加的技術(shù)難度。
(5)應(yīng)用范圍廣泛，可作為地質(zhì)、水文、煤田和石油天然氣等領(lǐng)域的鉆孔保直防斜防偏裝置。


下面參照附圖，對本實用新型的技術(shù)方案再作進(jìn)一步地描述。
圖1壓簧式糾斜地質(zhì)鉆孔保直器縱向截面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2糾斜壓簧橫向結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3圖2的A-A剖視圖，即單片糾斜壓簧縱向形狀示意圖。
圖4糾斜壓簧展開圖。
圖中各標(biāo)號的定義如下1-糾斜壓簧由彈簧鋼構(gòu)成，呈“耳”形，其平面部分嵌入外管內(nèi)壁的凹槽內(nèi)，弓形部分與鉆桿的外圓柱壁緊密接觸，是保直器的主要糾斜糾偏元件。2-外管，系鉆探中的通用器材，為管狀，其內(nèi)裝有糾斜壓簧、鉆桿、鉆桿接頭等零部件，管壁上開有孔，外管通過螺釘被懸掛定位在鉆桿上。3-鉆桿，位于外管的中心，二者的中軸線相重疊，其外圓柱壁與糾斜壓簧相接觸。4-外管螺釘，系采用標(biāo)準(zhǔn)件，它穿過外管壁、鉆桿接頭，將外管懸掛定位在鉆桿上。5-鉆桿接頭，圓管形，其管內(nèi)外壁的中部分呈凸形，在外壁凸出部的中心開有四個孔，它們對稱分布，螺釘經(jīng)過該孔插入，使鉆桿接頭與鉆桿相連接，將它們與外管成為一體。6-凹形槽，位于外管的內(nèi)壁中，其上鑲嵌有糾斜壓簧。
圖4為糾斜壓簧的展開圖，它可視為兩個部分，下部為基部、上部為頂部，均為長方形；頂部由多個間距相等的長方形組成，基部和頂部互聯(lián)為整體。
其工作原理是當(dāng)外管在鉆孔內(nèi)保持原始鉆孔方位，處于扶正狀態(tài)時，即達(dá)到了“保直器”的技術(shù)要求。當(dāng)鉆孔發(fā)生偏斜時，鉆桿的中心線與原中軸線產(chǎn)生了一個偏轉(zhuǎn)角，使鉆桿的兩端與外管相應(yīng)的兩端亦產(chǎn)生環(huán)狀隙偏離，該間隙偏離又使糾斜壓簧在圓周各個方向的壓力不同，環(huán)狀間隙小的一邊壓力大于環(huán)狀間隙大的一邊，由于鉆桿接頭的鉸軸和定位作用，從而始終具有保持鉆桿中心線恢復(fù)到原軸線的自動作用力，以達(dá)到保直的效果。
具體實施方式
申請人認(rèn)為具體的實現(xiàn)本實用新型的方式是這樣進(jìn)行的附圖1為壓簧式糾斜鉆孔保直器縱向截面結(jié)構(gòu)示意圖，鉆桿(3)位于外管(2)的中心，二者的中軸線相重疊。在兩根鉆桿(3)之間配置有鉆桿接頭(5)，鉆桿嵌入其內(nèi)，并通過螺釘使二者相連接為一體。外管螺釘(4)穿過外管(2)壁、鉆桿接頭將外管懸掛定位在鉆桿上。糾斜壓簧(1)嵌入外管內(nèi)壁的凹形槽內(nèi)，其平面和曲面分別外管的內(nèi)壁、鉆桿的外壁相接觸。按照上述給予的技術(shù)方案和附圖即可制作出典型的壓簧式糾斜鉆孔保直器。鉆桿的尺寸為φ42、φ50、φ60、φ63.5、φ89，孔徑在φ42～φ450的范圍均可采用相應(yīng)的保直器與之相配套使用。
權(quán)利要求1.一種壓簧式糾斜地質(zhì)鉆孔保直器，它包括外管(2)和鉆桿(3)，其特征是在外管(2)的內(nèi)壁上開有凹型槽(6)，其內(nèi)鑲嵌有“耳”型糾鈄壓簧(1)，它由平面和曲面兩部分構(gòu)成，平面部分嵌入凹形槽(6)內(nèi)，曲面部分與鉆桿(3)的外圓柱壁緊密相觸；兩糾斜壓簧(1)的中心截面處，在鉆桿(3)的外壁上，安裝有鉆桿接頭(5)，它通過螺釘(4)將外管(2)懸掛定位在鉆桿(3)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓簧式糾斜地質(zhì)鉆孔保直器，其特征是糾斜壓簧(1)的展開平面形狀由基部和頂部構(gòu)成；基部為一長方形；頂部為多個間距相等的長方形，它們位于基部的上方；基部的長方形與頂部的多個長方形連為一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種壓簧式糾斜地質(zhì)鉆孔保直器，其特征是當(dāng)糾斜壓簧(1)被鑲嵌在外管(2)的凹形槽(6)內(nèi)時，前者的基部彎曲為圓弧形，與外管(2)凹槽相配合；頂部呈“耳”形的曲面與鉆桿(3)相接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種壓簧式糾斜地質(zhì)鉆孔保直器，其特征是鉆桿接頭(5)為圓管形，其管內(nèi)外壁的中間部份呈平滑“凸”形，在外壁凸出部的中心截面上開有四個孔，它們?yōu)閷ΨQ分布螺釘(4)經(jīng)過該孔插入，與鉆桿(3)相配合，將外管(2)與鉆桿(3)定位為一體。
專利摘要壓簧式糾斜地質(zhì)鉆孔保直器屬于地質(zhì)鉆探技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及地質(zhì)鉆孔孔孔身保直不傾斜的作業(yè)裝置。要解決的技術(shù)問題是為了提高鉆孔的保直準(zhǔn)確度，不受鉆孔方位、孔徑大小的限制，且結(jié)構(gòu)簡單、使用方便。為此，本設(shè)計采用了以下技術(shù)方案在外管的內(nèi)壁上開有凹形槽，其內(nèi)鑲嵌有“耳”形糾斜壓簧，它由平面和曲面兩部分構(gòu)成；平面部分嵌入凹形槽內(nèi)，曲面部分與鉆桿的外圓柱壁緊密相觸；在兩糾斜壓簧的中心截面處，鉆桿的外壁上安裝有鉆桿接頭，它通過螺釘將外管懸掛定位在鉆桿上。這種保直器可作為地質(zhì)、水電、煤田和石油天然氣等領(lǐng)域的鉆孔孔身保直防斜防偏裝置。
文檔編號E21B17/10GK2592849SQ0222931
公開日2003年12月17日 申請日期2002年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月8日
發(fā)明者王安德, 張翔 申請人:中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)