本發(fā)明涉及深水鉆采作業(yè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種可變直徑滾輪式非旋扶正器。

背景技術(shù)：

油氣田的開發(fā)一般要經(jīng)過勘探、開發(fā)工程建設(shè)、生產(chǎn)及廢棄處置全過程，廢棄處置是其中的最終環(huán)節(jié)。根據(jù)國際慣例和《海洋石油棄井作業(yè)管理規(guī)則》，海上油氣田停止生產(chǎn)作業(yè)后，如果沒有其他用途或合理理由，必須準(zhǔn)備退役和進行廢棄處置。退役是指將石油裝置從運行狀態(tài)變?yōu)殛P(guān)閉的，無與碳氫化合物狀態(tài)有關(guān)的活動（不包括與移離和其他處置有關(guān)的活動）。廢棄處置是指將石油裝置移至最終地，并就地再利用、循環(huán)利用或存放的過程。

在未來發(fā)展中，大批的井口退役已成為既定事實，尤其是到2020年，2002年以前建設(shè)的所有井口幾乎都要退役，進行棄井作業(yè)。此外，在勘探過程中，有些探井或評價井經(jīng)過勘探及評價后，若無開采價值，或是鉆出無油氣的“干井”，均需進行廢棄處置。

海上油氣田廢棄處置是一項涉及諸多方面的系統(tǒng)工程，雖然是開發(fā)工程的逆過程，但其涉及到的方面與開發(fā)過程不完全相同，有其特殊之處。海上結(jié)構(gòu)物的拆除施工可歸結(jié)為分離（主要采用切割技術(shù)）、吊裝、運輸、上岸處理或海上顛倒四部分。其中，機械切割是分離過程中較常采用的技術(shù)，其與聚能爆破切割不同，聚能爆破切割受環(huán)境和技術(shù)等因素的影響，使用受限較大，機械切割則無此限制。

非旋扶正器是深水井口切割裝置的重要組成部分，如圖1所示，其包括：扶正器軸公端1、扶正套2及扶正器軸母端3，它位于割刀的上下二處位置，起到穩(wěn)定割刀的作用，但是在現(xiàn)有技術(shù)中，非旋扶正器都是非全尺寸（即無法支撐于套管壁）的，這是因為水下井口的結(jié)構(gòu)所決定的，如圖2所示：棄井切割部分在井口4下部的套管5內(nèi)，但由于井口4內(nèi)需要安裝套管掛，所以井口4下端設(shè)計有一個最小尺寸d，傳統(tǒng)的非旋扶正器外徑制作都小于井口4的最小尺寸d，這樣才能下入井口4下部的套管5內(nèi)。而套管5內(nèi)徑大于井口4的最小尺寸內(nèi)徑，這樣傳統(tǒng)的非旋扶正器外徑和套管內(nèi)徑之間就存在較大間隙，當(dāng)割刀進行套管切割時由于傳統(tǒng)的非旋扶正器不能直接支撐在套管內(nèi)壁上，所以就會產(chǎn)生晃動和震動，割刀片由于受到震動沖擊容易損壞，影響切割速度，由于晃動切割可能產(chǎn)生橢圓形，不在同一水平面上，切割量增大，同樣會影響切割效率。目前深水井口只有國外生產(chǎn)，為了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，各廠家的井口尺寸是一樣的，無法通過改動井口尺寸來解決該問題。而該問題的存在，對于鉆井平臺日費率平均300~500萬元來說，切割效率低下就會造成很大浪費和費用升高。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進和發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種可變直徑滾輪式非旋扶正器，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中扶正器不能直接支撐在套管內(nèi)壁上，導(dǎo)致切割刀切割時產(chǎn)生晃動，影響切割速度的問題。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

一種可變直徑滾輪式非旋扶正器，包括：依次設(shè)置的扶正器軸公端、扶正套及扶正器軸母端，其中，所述扶正套外緣間隔設(shè)置有多個滾輪座，每個所述滾輪座內(nèi)設(shè)置有一變徑組件，所述變徑組件連接有一凸出于滾輪座的滾輪，所述變徑組件用于帶動滾輪沿扶正套徑向移動，以改變扶正器外徑；所述扶正器的最小外徑足以使?jié)L輪通過井口的最窄處，最大外徑足以使?jié)L輪支撐于套管壁。

優(yōu)選方案中，所述的可變直徑滾輪式非旋扶正器，其中，所述變徑組件包括：輪軸及彈簧，所述輪軸與所述滾輪同軸設(shè)置，所述彈簧設(shè)置于所述輪軸面向扶正套一側(cè)；所述滾輪座適配所述輪軸設(shè)置有兩個導(dǎo)向槽，所述輪軸用于沿所述導(dǎo)向槽移動，并在朝向扶正套移動時壓縮彈簧，而在彈簧的推動下背離扶正套移動。

優(yōu)選方案中，所述的可變直徑滾輪式非旋扶正器，其中，所述變徑組件還包括：兩個定位導(dǎo)向滑動軸座，兩個所述定位導(dǎo)向滑動軸座分別設(shè)置在所述滾輪兩側(cè)；所述輪軸中部固定于滾輪，兩端則分別固定于兩個定位導(dǎo)向滑動軸座，所述定位導(dǎo)向滑動軸座中部適配輪軸設(shè)置有一軸孔；所述彈簧設(shè)置有兩個，兩個彈簧分別對應(yīng)一個定位導(dǎo)向滑動軸座。

優(yōu)選方案中，所述的可變直徑滾輪式非旋扶正器，其中，所述變徑組件還包括：兩個定位螺釘，所述定位導(dǎo)向滑動軸座背離扶正套一側(cè)設(shè)置有一螺釘孔，所述螺釘孔與所述軸孔相通，所述定位螺釘固定于螺釘孔，并與輪軸相接觸。

優(yōu)選方案中，所述的可變直徑滾輪式非旋扶正器，其中，所述定位導(dǎo)向滑動軸座向下延伸設(shè)置有限位凸起，所述限位凸起與所述彈簧同軸設(shè)置，且插入彈簧內(nèi)。

優(yōu)選方案中，所述的可變直徑滾輪式非旋扶正器，其中，所述變徑組件還包括：兩個彈簧座，所述彈簧座適配所述彈簧設(shè)置，位于所述彈簧面向扶正套一端。

優(yōu)選方案中，所述的可變直徑滾輪式非旋扶正器，其中，所述滾輪座上設(shè)置有一收容槽，所述彈簧、彈簧座及定位導(dǎo)向滑動軸座收容于所述收容槽。

優(yōu)選方案中，所述的可變直徑滾輪式非旋扶正器，其中，所述可變直徑滾輪式非旋扶正器還包括：滑動軸承，所述滑動軸承設(shè)置于所述輪軸與所述滾輪之間。

優(yōu)選方案中，所述的可變直徑滾輪式非旋扶正器，其中，所述可變直徑滾輪式非旋扶正器還包括：兩個減阻墊圈，兩個減阻墊圈分別設(shè)置在兩個定位導(dǎo)向滑動軸座與滾輪之間。

優(yōu)選方案中，所述的可變直徑滾輪式非旋扶正器，其中，所述扶正套外緣間隔設(shè)置有四條滾輪座，每條所述滾輪座安裝有三個滾輪。

本發(fā)明所提供的可變直徑滾輪式非旋扶正器，由于采用了滾輪座、設(shè)置于滾輪座內(nèi)的變徑組件，使得可變直徑滾輪式非旋扶正器可通過變徑組件改變外徑尺寸，從而在進入套管前縮小尺寸，順利通過井口最窄處，進入套管后增大尺寸，支撐于套管內(nèi)壁，以解決扶正器不能直接支撐在套管內(nèi)壁上，導(dǎo)致切割刀切割時產(chǎn)生晃動，影響切割速度的問題。同時，由于采用了凸出于滾輪座的滾輪，使得可變直徑滾輪式非旋扶正器在由井口下降至套管時，滾輪處于扶正器最外側(cè)，即始終由滾輪與井口內(nèi)壁及套管內(nèi)壁相接觸，降低了扶正器下降時受到的阻力。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中扶正器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中井口與套管連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明可變直徑滾輪式非旋扶正器較佳實施例第一視角的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明可變直徑滾輪式非旋扶正器較佳實施例第二視角的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是圖4中局部a的放大圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發(fā)明進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

圖3是本發(fā)明可變直徑滾輪式非旋扶正器較佳實施例第一視角的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明可變直徑滾輪式非旋扶正器較佳實施例第二視角的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖4中局部a的放大圖。

如圖3至圖5所示，本發(fā)明所提供的可變直徑滾輪式非旋扶正器（以下簡稱扶正器）包括：扶正套100，分別位于扶正套100左右兩側(cè)的扶正器軸公端（未圖示）及扶正器軸母端（未圖示），扶正器軸母端和扶正器軸公端通過絲扣連接，這是與現(xiàn)有技術(shù)相同的部分。本發(fā)明的改進之處重點在于，設(shè)置在扶正套100上的變徑組件及滾輪208，變徑組件使扶正器的外徑可在一定范圍內(nèi)變動（扶正器外徑以滾輪208最外側(cè)的頂點到扶正套100軸線的垂直距離界定），滾輪208使扶正器的下降所受阻力更小。變徑組件的變徑范圍要求其可使所述扶正器的最小外徑足以使?jié)L輪208通過井口的最窄處，最大外徑足以使?jié)L輪208支撐于套管壁。

在本發(fā)明的較佳實施例中，所述扶正套100外緣間隔設(shè)置有四條滾輪座200，當(dāng)然，是否為四條并不影響本發(fā)明技術(shù)方案的實現(xiàn)，僅是一個優(yōu)選實施例，四條滾輪座200的設(shè)

置是為了間隔90度設(shè)置滾輪208，提高扶正器的平衡性。之所以稱之為條，是因為將滾輪座200設(shè)置呈長條狀，而后在每條滾輪座200上設(shè)置多個滾輪208對于下降過程中扶正器的平衡最為有利，同時不至于增大原有扶正套100的尺寸；即通過最小的改動，實現(xiàn)最佳的效果。

所述滾輪座200設(shè)置有滾輪槽209，所述滾輪槽209用于收容滾輪208，此處的收容并非是將滾輪208全部容納于滾輪槽209，而是將滾輪208的一部分置于滾輪槽209內(nèi)。當(dāng)然，滾輪槽209的設(shè)置也非必須的，比如，可以不設(shè)置滾輪槽209，而是通過伸縮桿支撐滾輪，那么，此時的滾輪208與滾輪座200之間是存在一定間距的，這個間距將大于等于滾輪208的活動范圍，即可保證滾輪208能通過井口最窄處（也就是指背景技術(shù)中所述的井口的最小尺寸），也能保證滾輪208能直接接觸套管內(nèi)壁。那么，通過對比可知，伸縮桿支撐滾輪208的結(jié)構(gòu)，相對于滾輪208收容于滾輪槽209的結(jié)構(gòu)而言，一則穩(wěn)定性不夠，二則成本較高，三則容易損壞。

在具體實施時，優(yōu)選將變徑組件收容于滾輪槽209，而變徑組件包括：輪軸202、兩個彈簧203、兩個定位導(dǎo)向滑動軸座207、兩個定位螺釘206、兩個彈簧座204。

其中，所述輪軸202穿過滾輪208中部的通孔并與滾輪208同軸設(shè)置，其與滾輪208之間可設(shè)置一滑動軸承201，此處需要注意的是，滾輪208需要完成的動作有兩個，一為轉(zhuǎn)動，二為移動；而輪軸202與滾輪208同時完成的動作是移動，輪軸202并不旋轉(zhuǎn)，滑動軸承201的設(shè)置可以滿足這點，而且還可降低滾輪208轉(zhuǎn)動所遭受的內(nèi)側(cè)阻力，進而進一步降低扶正器下降所遭受的阻力。

所述滾輪208中部固定于滾輪208，兩端則分別固定于兩個定位導(dǎo)向滑動軸座207，為此，定位導(dǎo)向滑動軸座207設(shè)置了軸孔，用于適配輪軸202，那么容易理解的是，定位導(dǎo)向滑動軸座207是與輪軸202同步移動的。為了降低成本，兩個定位導(dǎo)向滑動軸座207結(jié)構(gòu)及尺寸設(shè)計為完全相同，軸孔的直徑與滾輪208通孔的直徑相同，輪軸202設(shè)計為圓柱型，兩端可以有倒角。另外需要注意的是，輪軸202的兩端端面并不與定位導(dǎo)向滑動軸座207的端面平齊，輪軸202需要貫穿定位導(dǎo)向滑動軸座207后收容于滾輪座200上的導(dǎo)向孔，在移動時，沿導(dǎo)向孔移動。

所述定位導(dǎo)向滑動軸座207若與滾輪208貼合的話，將導(dǎo)致在滾輪208轉(zhuǎn)動時，二者相互摩擦，所產(chǎn)生的摩擦力很大，不僅會降低滾輪208的轉(zhuǎn)速，而且會磨損滾輪208及定位導(dǎo)向滑動軸座207；本發(fā)明為了減小摩擦力，同時避免滾輪208及定位導(dǎo)向滑動軸座207被磨損，在二者之間設(shè)置了一減阻墊圈205，所述減阻墊圈205可以選擇使用摩擦力較小、成本低的材料制作。

所述定位導(dǎo)向滑動軸座207不僅設(shè)置有軸孔，還設(shè)置有與軸孔相通的螺釘孔，螺釘孔設(shè)置在定位導(dǎo)向滑動軸座207背離扶正套100一側(cè)，也就是外側(cè)。設(shè)置螺釘孔的目的是為了安裝定位螺釘206，設(shè)置定位螺釘206的目的是在輪軸202穿過軸孔到達指定位置后，固定輪軸202。當(dāng)然，輪軸202的固定也可以使用其他方式，如輪軸202與軸孔采用過盈配合的方式相結(jié)合，也可以起到固定輪軸202于定位導(dǎo)向滑動軸座207的目的，但這種方式不僅裝配麻煩，在需要維護維修時拆卸也麻煩。通過定位螺釘206壓緊固定輪軸202則不然，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。

所述定位導(dǎo)向滑動軸座207背離軸孔一側(cè)還設(shè)置有一限位凸起，所述限位凸起與彈簧203同軸設(shè)置，并位于彈簧203內(nèi)。

所述彈簧座204適配所述彈簧203設(shè)置，位于所述彈簧203面向扶正套100一端，用于固定彈簧203一端。

扶正器的裝配過程為：首先將彈簧座204裝入滾輪槽209內(nèi)，其次裝入彈簧203，然后依次將定位導(dǎo)向滑動軸座207、滾輪208和減阻墊圈205裝入滾輪槽209內(nèi)（在安裝滾輪208前先將滑動軸承201裝入滾輪208內(nèi)），然后將滾輪208軸裝好，用定位螺釘206將滾輪208軸和定位導(dǎo)向滑動軸座207固定在一起，依次循環(huán)直至所有滾輪208裝配完畢。

滾輪208外圓設(shè)計成弧形，弧度和井口最小尺寸接近，當(dāng)扶正器下入井口時，滾輪208在井口最小直徑處形成的徑向壓力下，因彈簧203受壓而縮回，即扶正器外徑自動縮小，從而可穿過井口最小處，因滾輪208與井口壁是滾動摩擦，并且每次通過井口最小直徑處的滾輪208只有全部滾輪208的三分之一，即處于同一水平面上的4個滾輪208，從而可以減小扶正器穿過井口小直徑處的摩擦阻力。當(dāng)非旋扶正器進入井口下套管內(nèi)大直徑處時，滾輪208在彈簧203力作用下外擴，使非旋扶正器外徑增大，貼合套管內(nèi)壁起到較好的扶正作用。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。