一種井下自適應彈性扶正器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種井下自適應彈性扶正器，其特點主要包括：扶正器鏈接機構、滾針軸承單元、彈性扶正機構。本實用新型能連接與之匹配的井下牽引裝置或測井儀器，通過彈性扶正機構的三組夾角為120°的扶正臂實現(xiàn)其扶正作用；在井下彈性可變徑的同時可以沿軸線相對旋轉以自適應井眼復雜情況，克服或減小扶正器在井眼內復雜情況下受扭轉變形；且結構簡單，操作方便，能夠提高扶正器的穩(wěn)定性和整體性能，保證扶正效果，避免牽引裝置或測井儀器在井下作業(yè)出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種石油勘探開發(fā)中水平井井下牽引裝置或測井儀器用扶正器， 具體涉及一種井下自適應彈性扶正器。 一種井下自適應彈性扶正器

【背景技術】
[0002] 隨著水平井、大位移井、多底井等鉆井技術在石油勘探開發(fā)過程中扮演著越來越 重要的角色。在石油測井過程中，目前大部分采用鉆桿輸送井下測井儀器的方式，給水平井 測井帶來很多不便，且隨著井眼條件越來越復雜、井斜角的增大、水平段長度的增長，井下 儀器在下入過程中的居中度變得越來越難保證。
[0003] 在牽引裝置和測井儀器下入井內時一般采用扶正器來提高牽引裝置和測井儀器 在井下的穩(wěn)定性，減少對套管的磨損以及對裝置或儀器自身的損壞，避免牽引裝置或測井 儀器在井下作業(yè)出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象，提高測井效率，縮短測井周期。因此，結構簡單，操作方便， 能夠克服或適應井眼復雜條件的扶正器是井下牽引裝置或測井儀器高效、穩(wěn)定作業(yè)的保 障。 實用新型內容
[0004] 本實用新型的目的在于提供一種井下牽引裝置或測井儀器用自適應彈性扶正器， 通過彈性扶正機構上三組裝有萬向球且夾角為120°的扶正臂實現(xiàn)其扶正作用；在彈性扶 正機構和滾針軸承單元的作用下，在井眼內可彈性變徑的同時可以沿軸線作相對旋轉以自 適應井眼復雜情況，克服或減小扶正器在井眼內復雜情況下受扭轉變形，提高扶正器的穩(wěn) 定性和整體性能。
[0005] 為了達到上述目的，本實用新型采用如下的技術方案：
[0006] -種井下自適應彈性扶正器，其特征在于：包括扶正器鏈接機構、滾針軸承單元、 彈性扶正機構。
[0007] 扶正器鏈接機構包括上鎖緊接頭、連接中軸、下鎖緊端蓋；上鎖緊接頭上部外螺紋 與牽引裝置或測井儀器連接，內孔螺紋與連接中軸連接，同時用以壓緊調節(jié)彈簧和上滾針 軸承；連接中軸為兩端有定位軸肩的細長圓軸，兩端外螺紋分別連接上鎖緊接頭和下鎖緊 端蓋，起連接支撐作用。
[0008] 彈性扶正機構包括滑環(huán)限位筒、調節(jié)彈簧、滑環(huán)、上支撐滑套、支撐臂、萬向球、扶 正臂、下支撐套；滑環(huán)限位筒為薄壁圓筒，通過螺紋與上鎖緊接頭旋合，起保護調節(jié)彈簧和 限定滑環(huán)軸向滑動的作用；調節(jié)彈簧采用矩形彈簧，兩端分別與上鎖緊接頭、滑環(huán)連接，是 該扶正器實現(xiàn)可變徑的關鍵元件；滑環(huán)上部有凹槽，用以安裝調節(jié)彈簧，內孔與上鎖緊接頭 配合，是傳遞調節(jié)彈簧軸向推力的主要元件；上支撐滑套為圓環(huán)筒，上部與滑環(huán)、滑環(huán)限位 筒配合，內孔與上滾針軸承的外圈配合，下部夾角為120°的三個方向分別通過活動銷與支 撐臂連接，上支撐滑套可以沿軸向滑動，也可以在上滾針軸承的作用下繞扶正器軸線旋轉； 支撐臂兩端通過活動銷分別與上支撐滑套、扶正臂連接，扶正臂兩端同樣通過活動銷分別 與扶正臂、下支撐套連接，扶正臂的上部裝有萬向球，萬向球在井下直接與井壁接觸，并沿 井壁滾動，是該扶正器實現(xiàn)自適應的主要元件；下支撐套與上支撐滑套相似，為圓環(huán)筒，上 部夾角為120°的三個方向分別通過活動銷與扶正臂連接，下部與下鎖緊端蓋配合，內孔與 下滾針軸承的外圈配合，下支撐套可以沿軸向滑動，也可以在下滾針軸承的作用下繞扶正 器軸線旋轉。
[0009] 滾針軸承單元包括上滾針軸承和下滾針軸承；上滾針軸承外圈與上支撐滑套的內 孔配合，軸向由連接中軸的軸肩和上鎖緊接頭壓緊定位；下滾針軸承外圈與下支撐套的內 孔配合，軸向由連接中軸的軸肩和下鎖緊端蓋壓緊定位；滾針軸承單元是本實用新型可旋 轉自適應的關鍵部分。
[0010] 本實用新型的有益效果是，結構簡單，操作方便，通過彈性扶正機構上三組裝有萬 向球，且夾角為120°的扶正臂實現(xiàn)其扶正作用；在彈性扶正機構和滾針軸承單元的作用 下，在井眼內可彈性變徑的同時可以沿軸線作相對旋轉以自適應井眼復雜情況，克服或減 小扶正器在井眼內復雜情況下受扭轉變形，提高扶正器的穩(wěn)定性和整體性能，保證扶正效 果，避免牽引裝置或測井儀器在井下作業(yè)出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1為井下自適應彈性扶正器的主視示意圖；
[0012] 圖2為井下自適應彈性扶正器的俯視示意圖；
[0013] 圖3為井下自適應彈性扶正器沿圖2中A-A的剖視示意圖；
[0014] 圖中：11上鎖緊接頭，12連接中軸，13下鎖緊端蓋，21滑環(huán)限位筒，22調節(jié)彈簧， 23滑環(huán)，24上支撐滑套，25支撐臂，26萬向球，27扶正臂，28下支撐套，31上滾針軸承，32 下滾針軸承。

【具體實施方式】
[0015] 以下結合附圖，說明本實用新型提出的【具體實施方式】、結構、特征及其功效，詳細 說明如下：
[0016] 一種井下自適應彈性扶正器，其特征在于：包括扶正器鏈接機構1、彈性扶正機構 2、滾針軸承單元3。
[0017] 扶正器鏈接機構1包括上鎖緊接頭11、連接中軸12、下鎖緊端蓋13 ;上鎖緊接頭 11上部外螺紋與牽引裝置或測井儀器連接，內孔螺紋與連接中軸12連接，同時用以壓緊調 節(jié)彈簧22和上滾針軸承31 ;連接中軸12為兩端有定位軸肩的細長圓軸，兩端外螺紋分別 連接上鎖緊接頭11和下鎖緊端蓋13,起連接支撐作用。
[0018] 彈性扶正機構2包括滑環(huán)限位筒21、調節(jié)彈簧22、滑環(huán)23、上支撐滑套24、支撐臂 25、萬向球23、扶正臂27、下支撐套28 ;滑環(huán)限位筒21為薄壁圓筒，通過螺紋與上鎖緊接頭 11旋合，起保護調節(jié)彈簧22和限定滑環(huán)23軸向滑動的作用；調節(jié)彈簧22采用矩形彈簧，兩 端分別與上鎖緊接頭11、滑環(huán)23連接，是該扶正器實現(xiàn)可變徑的關鍵元件；滑環(huán)23上部有 凹槽，用以安裝調節(jié)彈簧22,內孔與上鎖緊接頭11配合，是傳遞調節(jié)彈簧22軸向推力的主 要元件；上支撐滑套24為圓環(huán)筒，上部與滑環(huán)23、滑環(huán)限位筒21配合，內孔與上滾針軸承 31的外圈配合，下部夾角為120°的三個方向分別通過活動銷與支撐臂（25)連接，上支撐 滑套24可以沿軸向滑動，也可以在上滾針軸承31的作用下繞扶正器軸線旋轉；支撐臂25 兩端通過活動銷分別與上支撐滑套24、扶正臂27連接，扶正臂兩端同樣通過活動銷分別與 扶正臂27、下支撐套28連接，扶正臂27的上部裝有萬向球26,萬向球26在井下直接與井 壁接觸，并沿井壁滾動，是該扶正器實現(xiàn)自適應的主要元件；下支撐套28與上支撐滑套24 相似，為圓環(huán)筒，上部夾角為120°的三個方向分別通過活動銷與扶正臂27連接，下部與下 鎖緊端蓋13配合，內孔與下滾針軸承32的外圈配合，下支撐套28可以沿軸向滑動，也可以 在下滾針軸承31的作用下繞扶正器軸線旋轉。
[0019] 滾針軸承單元3包括上滾針軸承31和下滾針軸承32 ;上滾針軸承31外圈與上支 撐滑套24的內孔配合，軸向由連接中軸12的軸肩和上鎖緊接頭11壓緊定位；下滾針軸承 32外圈與下支撐套28的內孔配合，軸向由連接中軸12的軸肩和下鎖緊端蓋13壓緊定位； 滾針軸承單元2是本實用新型可旋轉自適應的關鍵部分。
[0020] 本實用新型的井下自適應彈性扶正器的工作過程如下：
[0021] 該扶正器在下入井內時，使調節(jié)彈簧22有一定的預壓縮量，以獲得扶正器彈性變 徑的彈簧伸縮，適應井下復雜情況或井徑的變化；當井下井眼直徑有擴大時，調節(jié)彈簧22 推動滑環(huán)23和上支撐滑套軸向移動，使支撐臂25撐開扶正臂27,是萬向球26與井壁接觸； 當井下井眼直徑縮小時，扶正臂27受到壓縮致使支撐臂25軸向回移，進而壓縮調節(jié)彈簧22 實現(xiàn)彈性變徑；在井下牽引裝置或測井儀器下入過程中，由于井眼不規(guī)則等情況對扶正器 產生扭轉時，通過安萬向球26和滾針軸承單元3的共同作用，扶正臂27可以沿軸線相對旋 轉，克服或減小扶正器受扭轉變形，避免牽引裝置或測井儀器出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象。
【權利要求】
1. 一種井下自適應彈性扶正器，其特征在于：包括扶正器鏈接機構（1)、彈性扶正機構 (2)、滾針軸承單元（3)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的井下自適應彈性扶正器，其特征在于：所述的扶正器鏈接機 構（1)包括上鎖緊接頭（11)、連接中軸（12)、下鎖緊端蓋（13);上鎖緊接頭（11)上部外 螺紋與牽引裝置或測井儀器連接，內孔螺紋與連接中軸（12)連接，同時用以壓緊調節(jié)彈簧 (22)和上滾針軸承（31);連接中軸（12)為兩端有定位軸肩的細長圓軸，兩端外螺紋分別連 接上鎖緊接頭（11)和下鎖緊端蓋（13)，起連接支撐作用。
3. 根據(jù)權利要求1所述的井下自適應彈性扶正器，其特征在于：所述的彈性扶正機構 (2) 包括滑環(huán)限位筒（21)、調節(jié)彈簧（22)、滑環(huán)（23)、上支撐滑套（24)、支撐臂（25)、萬向 球（23)、扶正臂（27)、下支撐套（28);滑環(huán)限位筒（21)為薄壁圓筒，通過螺紋與上鎖緊接 頭（11)旋合，起保護調節(jié)彈簧（22)和限定滑環(huán)（23)軸向滑動的作用；調節(jié)彈簧（22)采 用矩形彈簧，兩端分別與上鎖緊接頭（11)、滑環(huán)（23)連接，是該扶正器實現(xiàn)可變徑的關鍵 元件；滑環(huán)（23)上部有凹槽，用以安裝調節(jié)彈簧（22)，內孔與上鎖緊接頭（11)配合，是傳 遞調節(jié)彈簧（22)軸向推力的主要元件；上支撐滑套（24)為圓環(huán)筒，上部與滑環(huán)（23)、滑環(huán) 限位筒（21)配合，內孔與上滾針軸承（31)的外圈配合，下部夾角為120°的三個方向分別 通過活動銷與支撐臂（25)連接，上支撐滑套（24)可以沿軸向滑動，也可以在上滾針軸承 (31)的作用下繞扶正器軸線旋轉；支撐臂（25)兩端通過活動銷分別與上支撐滑套（24)、扶 正臂（27)連接，扶正臂兩端同樣通過活動銷分別與扶正臂（27)、下支撐套（28)連接，扶正 臂（27)的上部裝有萬向球（26)，萬向球（26)在井下直接與井壁接觸，并沿井壁滾動，是該 扶正器實現(xiàn)自適應的主要元件；下支撐套（28)與上支撐滑套（24)相似，為圓環(huán)筒，上部夾 角為120°的三個方向分別通過活動銷與扶正臂（27)連接，下部與下鎖緊端蓋（13)配合， 內孔與下滾針軸承（32)的外圈配合，下支撐套（28)可以沿軸向滑動，也可以在下滾針軸承 (31)的作用下繞扶正器軸線旋轉。
4. 根據(jù)權利要求1所述的井下自適應彈性扶正器，其特征在于：所述的滾針軸承單元 (3) 包括上滾針軸承（31)和下滾針軸承（32);上滾針軸承（31)外圈與上支撐滑套（24)的 內孔配合，軸向由連接中軸（12)的軸肩和上鎖緊接頭（11)壓緊定位；下滾針軸承（32)外 圈與下支撐套（28)的內孔配合，軸向由連接中軸（12)的軸肩和下鎖緊端蓋（13)壓緊定 位；滾針軸承單元（2)是本實用新型可旋轉自適應的關鍵部分。
【文檔編號】E21B17/10GK203905848SQ201420340650
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權日:2014年6月25日
【發(fā)明者】張勇, 高德利 申請人:中國石油大學(北京)