專利名稱：雙作用式鉆柱穩(wěn)定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油鉆井行業(yè)中用于使鉆柱軌跡穩(wěn)定，防止井眼偏離設(shè)計指標(biāo)的裝 置，尤其是既能刮削井壁又能防止過分刮削井壁的鉆柱穩(wěn)定裝置。
背景技術(shù)：
石油鉆井行業(yè)中，鉆頭和鉆桿是必要的裝備，由于鉆頭的外徑大于鉆桿的外徑，使 得鉆頭經(jīng)過的井眼大于鉆桿外徑，也就是整個鉆柱與井壁之間有一個環(huán)形空間，這為循環(huán) 鉆井液提供了必要途徑，同時也不可避免地產(chǎn)生了鉆柱中心偏離井眼中心的隱患。為了保 證鉆柱居中，通常在鉆頭之上多處串接若干穩(wěn)定器，穩(wěn)定器的外壁均勻分布著若干突起的 穩(wěn)定條，穩(wěn)定條的外徑略小于井眼直徑。穩(wěn)定條的圓周表面緊貼在井壁上，在巨大軸向壓 力的作用下，包括穩(wěn)定器在內(nèi)的鉆柱會發(fā)生彎曲變形，隨著變形，軸向壓力被部分分解到徑 向，隨著旋轉(zhuǎn)，徑向力使穩(wěn)定條壓向井壁并持續(xù)刮削井壁。對于硬度較大的地層，穩(wěn)定條磨 損速度較大，穩(wěn)定條與井壁距離的加大將使穩(wěn)定器的性能大幅降低；對于硬度較小的地層， 穩(wěn)定條的刮削作用會擴(kuò)大井眼直徑，由此同樣會大幅降低穩(wěn)定器的性能，因此穩(wěn)定條與穩(wěn) 定器以整體形式同時旋轉(zhuǎn)的設(shè)計已不能滿足日益提高的鉆井要求。為了解決整體式穩(wěn)定器與井壁動態(tài)接觸導(dǎo)致的摩擦阻力大、穩(wěn)定效率低等問題， 實用新型專利鉆具扶正器(97232786. X)公開了一種石油鉆井用鉆具扶正器，該實用新型 通過在心軸和井壁之間增加了一個扶正體，改變了摩擦副的構(gòu)成，由金屬對井壁變?yōu)榻饘?對金屬。單純從摩擦學(xué)的角度而言，這種設(shè)計肯定能降低旋轉(zhuǎn)摩擦阻力，但是從鉆井工藝的 角度來說，這種設(shè)計存在一個缺陷，因為石油鉆井過程中，井壁受鉆井液浸泡會發(fā)生失穩(wěn)性 膨脹和井眼收縮，如果扶正體沒有刮削功能且外徑不變，當(dāng)井眼直徑變小時，將導(dǎo)致軸向摩 擦阻力加大和上提下放鉆具困難。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述技術(shù)存在的問題本發(fā)明提出了一種雙作用式鉆柱穩(wěn)定裝置，它在穩(wěn)定鉆 柱時，不僅能刮削井壁，修整井眼，還能防止過分刮削井壁。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的在開有軸向通孔的軸體上，固定著至少兩個定套和 至少一個動套，定套絕對固定于軸體，動套相對固定于軸體，并可以圍繞軸體旋轉(zhuǎn)，但是受 定套限制不能脫離軸體。當(dāng)本發(fā)明在井眼中隨鉆柱旋轉(zhuǎn)時，絕對固定于軸體的定套可以修 整收縮的井眼，當(dāng)出現(xiàn)徑向力將軸體推離井眼中心的趨勢時，動套也隨之壓向井壁，但是動 套是相對固定于軸體，可以圍繞軸體旋轉(zhuǎn)，動套對軸體的摩擦系數(shù)小于動套對井壁的摩擦 系數(shù)，在徑向壓力相同的條件下，沒有足夠的力量驅(qū)使動套刮削井壁，動套對應(yīng)的井壁不受 刮削，其井眼直徑維持在定套刮削后的尺寸不變，此時，軸體通過動套受到井壁的約束，使 絕對固定在軸體上的定套中心不能偏離井眼中心，從而防止定套過分刮削井壁。


圖1是本發(fā)明第一實施例的縱向剖視圖。圖2是件2的半剖剖視圖。圖3是圖2的右視圖。圖4是件3的半剖剖視圖。圖5是圖4的右視圖。圖6是本發(fā)明第二實施例的縱向剖視圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1所示，在開有通孔的軸體1上，安裝著定套2、動套3和定套4，定套2和定 套4在軸體1上不能旋轉(zhuǎn)也不能軸向滑動，即絕對固定，動套3在軸體1上可以旋轉(zhuǎn)，但被 限制在定套2和定套4之間，即相對固定。定套2和定套4的固定方式不局限于一種，可以是焊接固定或標(biāo)準(zhǔn)緊固件固定。如圖6所示的第二實施例，在軸體1上，增加了一個定套5和一個動套6。以上所述不是本發(fā)明的全部實施例，通過改變形狀和組合方式，本領(lǐng)域的技術(shù)人 員還可以引申出很多實施例，只要是應(yīng)用動定組合的方式設(shè)置套體實現(xiàn)刮削井壁的同時還 能防止過分刮削井壁的技術(shù)特征均在本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種雙作用式鉆柱穩(wěn)定裝置，其特征在于所述穩(wěn)定裝置由軸體、至少兩個定套和 至少一個動套構(gòu)成。軸體穿過定套和動套，定套絕對固定于軸體，動套相對固定于軸體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于石油鉆井領(lǐng)域的雙作用式鉆柱穩(wěn)定裝置，該裝置由軸體、至少兩個定套和至少一個動套構(gòu)成。軸體穿過定套和動套，定套絕對固定于軸體，動套相對固定于軸體。當(dāng)該裝置在井眼中隨鉆柱旋轉(zhuǎn)時，絕對固定于軸體的定套可以修整收縮的井眼，當(dāng)出現(xiàn)徑向力將軸體推離井眼中心的趨勢時，動套也隨之壓向井壁，但是動套是相對固定于軸體，可以圍繞軸體旋轉(zhuǎn)，動套對軸體的摩擦系數(shù)小于動套對井壁的摩擦系數(shù)，由于徑向壓力相同，沒有足夠的力量驅(qū)使動套刮削井壁，動套對應(yīng)的井壁不受刮削，其井眼直徑維持在定套刮削后的尺寸不變，此時，軸體通過動套受到井壁的約束，使絕對固定在軸體上的定套中心不能偏離井眼中心，從而防止定套過分刮削井壁。
文檔編號E21B17/10GK102094584SQ20091026261
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月14日
發(fā)明者牛子久 申請人:牛子久