專利名稱：內(nèi)置活塞式雙外徑穩(wěn)定器的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種在石油鉆井作業(yè)中使用的穩(wěn)定裝置，具體地說是一種內(nèi)置 活塞式雙外徑穩(wěn)定器。
背景技術(shù)：
鉆具穩(wěn)定器又稱扶正器，是在鉆井井下鉆具組合中通常使用的基本組件之一， 在保持井眼軌跡、減輕鉆具震擺方面起關鍵作用。常規(guī)的穩(wěn)定器為剛性穩(wěn)定器，其 外徑固定，外徑尺寸與鉆頭相當(滿眼)或基本接近。在鉆井施工當中，穩(wěn)定器的 滿眼程度越高，其扶正效果越好，但同時由于穩(wěn)定器與井壁的間隙太小，在易斜或 易縮徑地層起下鉆時容易發(fā)生卡鉆事故，往往造成數(shù)十甚至數(shù)百萬元的經(jīng)濟損失。 針對這一問題，本領域的技術(shù)人員設計出了一些外徑能夠變化的穩(wěn)定器，例如由美
國Sperry-Sim公司開發(fā)的遙控變徑穩(wěn)定器(AGS)是一種比較成熟的工具，不但在 起下鉆過程中是小徑，在鉆進過程中還能在井上判斷并控制工具的外徑大小，從而 在不起鉆的情況下，通過改變穩(wěn)定器外徑來調(diào)整鉆井軌跡。但該工具結(jié)構(gòu)復雜，使 用維保要求高，價格昂貴，在國內(nèi)應用較少。目前國內(nèi)的一些技術(shù)人員也設計出了 一些雙外徑穩(wěn)定器產(chǎn)品，但這些產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)存在明顯缺陷，強度達不到使用要求， 易出現(xiàn)殼體變形或者零件脫落等問題，因此沒有被推廣使用。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種內(nèi)置活塞式雙外徑穩(wěn)定器，它能夠滿足現(xiàn)有鉆井 作業(yè)的施工要求，外徑可變，避免了卡鉆事故的發(fā)生，并且具有足夠的強度與耐磨性，使用壽命長，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。
本實用新型為實現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)包括殼體，殼體為空心
圓筒狀結(jié)構(gòu)，殼體外表面設有三個翼面，殼體內(nèi)徑為異徑結(jié)構(gòu)，殼體內(nèi)徑的大徑處
安裝心軸，翼面上設有凹槽，凹槽底部設有第一活塞孔和第二活塞孔，第一活塞孔
內(nèi)安裝第一活塞，第二活塞孔內(nèi)安裝第二活塞，第一活塞和第二活塞頂部與耐磨塊
連接，耐磨塊兩側(cè)設有第一凸沿和第二凸沿，凹槽兩端分別安裝第一壓塊和第二壓
塊，第一壓塊上設有第三凸沿，第二壓塊上設有第四凸沿，第三凸沿與第一凸沿之
間安裝第一復位彈簧，第四凸沿與第二凸沿之間安裝第二復位彈簧，心軸上開設通
孔，心軸外壁與殼體內(nèi)壁之間構(gòu)成壓力腔，殼體內(nèi)壁設有定位槽，定位槽內(nèi)安裝定
位環(huán)。所述翼面靠近殼體尾部的一端兩側(cè)面為弧形面。第一活塞孔內(nèi)設有第一密封
槽，第二活塞孔內(nèi)設有第二密封槽，第一密封槽內(nèi)安裝第一密封圈，第二密封槽內(nèi)
安裝第二密封圈。耐磨塊上設有第一固定孔和第二固定孔，第一活塞頂部設有第一
螺孔，第二活塞頂部設有第二螺孔，第一固定孔與第一螺孔內(nèi)安裝第一固定螺栓，
第二固定孔與第二螺孔內(nèi)安裝第二固定螺栓。第一固定孔內(nèi)設有第一卡槽，第二固
定孔內(nèi)設有第二卡槽，第一卡槽內(nèi)安裝第一彈性卡圈，第二卡槽內(nèi)安裝第二彈性卡
圈。耐磨塊底部設有泥漿槽，耐磨塊、第一壓塊、第二壓塊以及翼面上均開設排漿
孔。所述排漿孔為錐形孔，沿排漿方向進口處的孔徑大于出口處的孔徑。定位環(huán)與
心軸之間安裝套管。
本實用新型的優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)設計合理，鉆頭扶正效果好，打井時井的質(zhì)量有 較大提高，能夠有效避免卡鉆事故的發(fā)生，整體強度高，耐磨性好，確保了鉆并施 工的安全性，結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本低廉等。

圖l是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的I部放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖l的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖1的A-A剖面放大圖。
具體實施方式

本實用新型所述的內(nèi)置活塞式雙外徑穩(wěn)定器包括殼體1，殼體1為空心圓筒狀 結(jié)構(gòu)，殼體1外表面設有三個翼面3,殼體1內(nèi)徑為異徑結(jié)構(gòu)，殼體1內(nèi)徑的大徑 處安裝心軸2,翼面3上設有凹槽4，凹槽4底部設有第一活塞孔5和第二活塞孔6， 第一活塞孔5內(nèi)安裝第一活塞7，第二活塞孔6內(nèi)安裝第二活塞8，第一活塞7和第 二活塞8頂部與耐磨塊9連接，耐磨塊9兩側(cè)設有第一凸沿10和第二凸沿11，凹 槽4兩端分別安裝第一壓塊12和第二壓塊13,第一壓塊12上設有第三凸沿14,第 二壓塊13上設有第四凸沿15,第三凸沿14與第一凸沿10之間安裝第一復位彈簧 16，第四凸沿15與第二凸沿11之間安裝第二復位彈簧17,心軸2上開設通孔18， 心軸2外壁與殼體1內(nèi)壁之間構(gòu)成壓力腔19,殼體1內(nèi)壁設有定位槽26，定位槽 26內(nèi)安裝定位環(huán)27。本實用新型所述殼體1上僅有活塞孔是通孔，因此對殼體1 的整體強度影響較小，確保殼體不會發(fā)生變形。
為了使本實用新型更容易在井眼內(nèi)下行，可使所述翼面3靠近殼體1尾部的一 端兩側(cè)面為弧形面。采用這種形狀能夠使本實用新型在下行過程中產(chǎn)生一定的旋轉(zhuǎn)， 變垂直受力為斜向受力，因此在受到阻力時更容易向下方移動。
為了使本實用新型具有良好的密封效果，可在第一活塞孔5內(nèi)設有第一密封槽 34，第二活塞孔6內(nèi)設有第二密封槽35，第一密封槽34內(nèi)安裝第一密封圈36，第 二密封槽35內(nèi)安裝第二密封圈37。這種結(jié)構(gòu)能夠在確保本實用新型具有良好的密 封性的同時，有效防止密封圈脫落。
本實用新型所述的活塞與耐磨塊9的連接方式可采用多種方式，其中優(yōu)選的連 接方式如下耐磨塊9上設有第一固定孔20和第二固定孔21，第一活塞7頂部設有第一螺孔22，第二活塞8頂部設有第二螺孔23,第一固定孔20與第一螺孔22 內(nèi)安裝第一固定螺栓24,第二固定孔21與第二螺孔23內(nèi)安裝第二固定螺栓25。采 用這種連接方式可以確保活塞與耐磨塊9具有足夠的連接強度，防止耐磨塊9脫落， 并且便于組裝。當然本實用新型所述的活塞與耐磨塊9還可以采用例如用粘合劑粘 接或者焊接等其它連接方式，但其它連接方式在連接強度以及組裝難度上均與優(yōu)選 方案有所差距，使用效果欠佳。
本實用新型為了進一步確保活塞與耐磨塊9具有足夠的連接強度，可在第一固 定孔20內(nèi)設有第一卡槽30，第二固定孔21內(nèi)設有第二卡槽31，第一卡槽30內(nèi)安 裝第一彈性卡圈32，第二卡槽31內(nèi)安裝第二彈性卡圈33。彈性卡圈在卡槽內(nèi)可限 制第一固定螺栓24與第二固定螺栓25的位置，使其無法向上移動，因此即使固定 螺栓出現(xiàn)滑絲的現(xiàn)象，也不會發(fā)生脫落。
本實用新型為了防止凹槽4內(nèi)沉積泥漿，導致耐磨塊9無法復位，可在耐磨塊 9底部設有泥漿槽28，耐磨塊9、第一壓塊12、第二壓塊13以及翼面3上均開設排 漿孔29。排漿孔29能夠?qū)疾?內(nèi)的泥漿排出，泥漿槽28可防止耐磨塊9在復位 時將凹槽4內(nèi)的泥漿壓死，無法排出。
本實用新型為了進一步防止凹槽4內(nèi)沉積泥漿，可將排漿孔29制成錐形孔， 沿排漿方向進口處的孔徑大于出口處的孔徑。采用這種形狀的排漿孔29更有利于泥 漿的順利排出。
本實用新型為了節(jié)約成本，縮短心軸2長度，減少心軸2用料，可在定位環(huán)27 與心軸2之間安裝套管38。套管38用于固定心軸2的位置，使用套管38后，采用 長度較短的心軸2即可。
本實用新型在使用時，泥漿泵工作，使高壓泥漿從殼體l內(nèi)部流過，通過心軸2上的通孔18進入壓力腔19，使壓力腔19內(nèi)的壓力升高，推動第一活塞7和第二 活塞8向殼體1的外徑方向移動，將耐磨塊9頂出，使本實用新型的外徑擴大，緊 貼井眼側(cè)壁，達到穩(wěn)定鉆頭的目的；當泥漿泵停止工作時，殼體l內(nèi)部的漿流停止 流動，壓力腔19內(nèi)的漿流從通孔18流出，壓力腔19內(nèi)壓力減小，第一復位彈簧 16和第二復位彈簧17將耐磨塊9推回原位，第一活塞7和第二活塞8也隨之復位， 本實用新型恢復小徑狀態(tài)，可有效避免在起鉆或下鉆過程中出現(xiàn)卡鉆事故。
權(quán)利要求1、內(nèi)置活塞式雙外徑穩(wěn)定器，包括殼體(1)，殼體(1)為空心圓筒狀結(jié)構(gòu)，殼體(1)外表面設有三個翼面(3)，殼體(1)內(nèi)徑為異徑結(jié)構(gòu)，殼體(1)內(nèi)徑的大徑處安裝心軸(2)，其特征在于翼面(3)上設有凹槽(4)，凹槽(4)底部設有第一活塞孔(5)和第二活塞孔(6)，第一活塞孔(5)內(nèi)安裝第一活塞(7)，第二活塞孔(6)內(nèi)安裝第二活塞(8)，第一活塞(7)和第二活塞(8)頂部與耐磨塊(9)連接，耐磨塊(9)兩側(cè)設有第一凸沿(10)和第二凸沿(11)，凹槽(4)兩端分別安裝第一壓塊(12)和第二壓塊(13)，第一壓塊(12)上設有第三凸沿(14)，第二壓塊(13)上設有第四凸沿(15)，第三凸沿(14)與第一凸沿(10)之間安裝第一復位彈簧(16)，第四凸沿(15)與第二凸沿(11)之間安裝第二復位彈簧(17)，心軸(2)上開設通孔(18)，心軸(2)外壁與殼體(1)內(nèi)壁之間構(gòu)成壓力腔(19)，殼體(1)內(nèi)壁設有定位槽(26)，定位槽(26)內(nèi)安裝定位環(huán)(27)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置活塞式雙外徑穩(wěn)定器，其特征在于所述翼面(3)靠近殼體(1)尾部的一端兩側(cè)面為弧形面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置活塞式雙外徑穩(wěn)定器，其特征在于第一活塞孔(5)內(nèi)設有第一密封槽(34)，第二活塞孔(6)內(nèi)設有第二密封槽(35)，第一密封槽(34)內(nèi)安裝第一密封圈(36)，第二密封槽(35)內(nèi)安裝第二密封圈(37)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)置活塞式雙外徑穩(wěn)定器，其特征在于耐磨塊(9)上設有第一固定孔(20)和第二固定孔(21)，第一活塞(7)頂部設有第一螺孔(22)，第二活塞(8)頂部設有第二螺孔(23)，第一固定孔(20)與第一螺孔(22)內(nèi)安裝第一固定螺栓(24)，第二固定孔(21)與第二螺孔(23)內(nèi)安裝第二固定螺栓(25)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)置活塞式雙外徑穩(wěn)定器，其特征在于第一固定孔(20)內(nèi)設有第一卡槽(30),第二固定孔(21)內(nèi)設有第二卡槽(31)，第一卡 槽(30)內(nèi)安裝第一彈性卡圈(32)，第二卡槽(31)內(nèi)安裝第二彈性卡圈(33)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3、 4或5任一項所述的內(nèi)置活塞式雙外徑穩(wěn)定器，其 特征在于耐磨塊(9)底部設有泥漿槽(28)，耐磨塊(9)、第一壓塊(12)、第二 壓塊(13)以及翼面(3)上均開設排漿孔(29)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)置活塞式雙外徑穩(wěn)定器，其特征在于所述排漿 孔(29)為錐形孔，沿排漿方向進口處的孔徑大于出口處的孔徑。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3、 4、 5或7任一項所述的內(nèi)置活塞式雙外徑穩(wěn)定器， 其特征在于定位環(huán)(27)與心軸(2)之間安裝套管(38)。
專利摘要本實用新型提供了一種內(nèi)置活塞式雙外徑穩(wěn)定器，包括殼體，殼體為空心圓筒狀結(jié)構(gòu)，殼體外表面設有三個翼面，殼體內(nèi)徑為異徑結(jié)構(gòu)，殼體內(nèi)徑的大徑處安裝心軸，翼面上設有凹槽，凹槽底部設有第一活塞孔和第二活塞孔，第一活塞孔內(nèi)安裝第一活塞，第二活塞孔內(nèi)安裝第二活塞，第一活塞和第二活塞頂部與耐磨塊連接，耐磨塊兩側(cè)設有第一凸沿和第二凸沿，凹槽兩端分別安裝第一壓塊和第二壓塊，第一壓塊上設有第三凸沿，第二壓塊上設有第四凸沿，第三凸沿與第一凸沿之間安裝第一復位彈簧，第四凸沿與第二凸沿之間安裝第二復位彈簧，心軸上開設通孔，心軸外壁與殼體內(nèi)壁之間構(gòu)成壓力腔，殼體內(nèi)壁設有定位槽，定位槽內(nèi)安裝定位環(huán)。本實用新型能夠滿足現(xiàn)有鉆井作業(yè)的施工要求，外徑可變，避免了卡鉆事故的發(fā)生，并且具有足夠的強度與耐磨性，使用壽命長，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。
文檔編號E21B17/10GK201433723SQ200920029060
公開日2010年3月31日 申請日期2009年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月9日
發(fā)明者鄭大煜 申請人:鄭大煜