鉆井用可控變徑穩(wěn)定器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種鉆井用可控變徑穩(wěn)定器。
【背景技術(shù)】
[0002]鉆井過(guò)程中為了控制井眼的軌跡和防止井斜，普遍使用穩(wěn)定器(又稱扶正器)。傳統(tǒng)的穩(wěn)定器經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)卡鉆、下鉆遇阻、起鉆遇卡和“拔活塞”現(xiàn)象，給鉆井作業(yè)造成極大困難，不僅浪費(fèi)大量時(shí)間，而且會(huì)發(fā)生井塌、井噴事故，使井眼報(bào)廢，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。為了解決上述問(wèn)題，人們研制出簡(jiǎn)易變徑穩(wěn)定器?，F(xiàn)有的簡(jiǎn)易變徑穩(wěn)定器主要有液壓式和鉆壓式兩種。液壓式變徑穩(wěn)定器開(kāi)泵直徑變大，停泵直徑變小。鉆壓式變徑穩(wěn)定器加鉆壓時(shí)直徑變大，提鉆時(shí)直徑變小。液壓式和鉆壓式變徑穩(wěn)定器都僅僅克服了傳統(tǒng)穩(wěn)定器的弊端，只適用于鉆直井。隨著大位移井的開(kāi)發(fā)，出現(xiàn)了高扭矩、高摩阻問(wèn)題，控制井斜角就成了大位移井軌跡控制的關(guān)鍵技術(shù)，現(xiàn)有的液壓式和鉆壓式變徑穩(wěn)定器均無(wú)法滿足要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種鉆井用可控變徑穩(wěn)定器，能對(duì)井斜角進(jìn)行精確的控制。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，鉆井用可控變徑穩(wěn)定器，包括內(nèi)設(shè)心軸的殼體，凸輪體和活塞體上下套設(shè)在心軸上，凸輪體通過(guò)回位彈簧與殼體上端連接，凸輪體上周向設(shè)有彎折的控制滑槽，控制滑槽與固定在殼體上的凸輪導(dǎo)向銷配合來(lái)控制凸輪體上下運(yùn)動(dòng)的同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)；活塞體通過(guò)復(fù)位彈簧與設(shè)置在殼體下端的信號(hào)機(jī)構(gòu)連接；活塞體外面設(shè)有與其配合的支撐塊，隨著活塞體的下降、上升，支撐塊向外伸展、向內(nèi)收縮。
[0005]本實(shí)用新型的特點(diǎn)還在于:
[0006]支撐塊為四個(gè)且周向均布在殼體上，支撐塊的內(nèi)表面為斜面且與活塞體上的斜面相對(duì)。
[0007]支撐塊的外表面為圓柱弧形且鑲嵌有碳化鎢合金塊，支撐塊的上、下端為半圓弧面且設(shè)有防脫壓板。
[0008]凸輪導(dǎo)向銷通過(guò)定位件固定在殼體上；凸輪體通過(guò)上下軸承與殼體連接，下軸承的下面設(shè)有鎖緊螺母。
[0009]凸輪體上設(shè)有平衡活塞，平衡活塞上設(shè)有平衡油腔。
[0010]凸輪體上設(shè)有換向體，換向體上設(shè)有徑向凹槽，換向體的上、下端面均軸向布設(shè)有過(guò)流孔，換向體通過(guò)銷釘固定在殼體上。
[0011]信號(hào)機(jī)構(gòu)包括相連的信號(hào)筒、蘑菇頭及下接頭處的喇叭口，蘑菇頭包括圓錐體和圓柱圓錐凸頭，凸頭以外軸向均布過(guò)流孔。
[0012]復(fù)位彈簧上端設(shè)有限位擋板。
[0013]心軸包括上心軸、中心軸和下心軸，凸輪體設(shè)置在中心軸上，控制滑槽設(shè)置在凸輪體的上部，平衡活塞設(shè)置在凸輪體的中部，換向體設(shè)置在凸輪體下部。
[0014]殼體上端設(shè)有節(jié)流口，回位彈簧的一端通過(guò)彈簧座設(shè)置在殼體上；上心軸、中心軸、下心軸和活塞體與殼體之間分別設(shè)有密封件，平衡活塞、換向體與凸輪體之間均設(shè)有密封件。
[0015]本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0016]1、本實(shí)用新型的凸輪體和活塞體上下套設(shè)在心軸上，活塞體外面設(shè)有與其配合的支撐塊，隨著活塞體的下降、上升，支撐塊向外伸展、向內(nèi)收縮，可精確調(diào)整穩(wěn)定器的外徑，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)井斜角的精確的控制。本實(shí)用新型不僅可精確控制井眼的軌跡和防止井斜，而且克服了傳統(tǒng)穩(wěn)定器存在的卡鉆、下鉆遇阻、起鉆遇卡和“拔活塞”問(wèn)題，可適用于大位移井；
[0017]2、本實(shí)用新型殼體為整體式結(jié)構(gòu)，采用凸輪體控制換向機(jī)構(gòu)，只需在地面操作增大泵排量或恢復(fù)原排量，不用停泵就能可控井下穩(wěn)定器改變直徑大小，不僅裝拆方便，密封性好，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，工作可靠，安全性高；
[0018]3、本實(shí)用新型采用蘑菇頭信號(hào)機(jī)構(gòu)，控制機(jī)構(gòu)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相互獨(dú)立，只需與地面壓力儀表配合，就能監(jiān)視井下穩(wěn)定器的伸縮工作狀態(tài)，大大節(jié)省了鉆井施工成本。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型鉆井用可控變徑穩(wěn)定器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為圖1的B-B剖視圖；
[0021]圖3為本實(shí)用新型鉆井用可控變徑穩(wěn)定器的凸輪體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為圖4的D-D剖視圖；
[0023]圖5為本實(shí)用新型鉆井用可控變徑穩(wěn)定器的凸輪體立體示意圖；
[0024]圖6為本實(shí)用新型鉆井用可控變徑穩(wěn)定器的凸輪體展開(kāi)示意圖；
[0025]圖中，1.殼體，2.節(jié)流嘴，3.心軸，3-1.上心軸，3_2.中心軸，3_3，下心軸，4.回位彈簧，5.彈簧座，6.凸輪體，7.凸輪導(dǎo)向銷，8.控制滑槽，9.平衡油腔，10.鎖緊螺母，11.平衡活塞，12.換向體，13.銷釘，14.活塞體，15.支撐塊，16.防脫壓板，17.限位擋板，18.復(fù)位彈簧，19.信號(hào)筒體，20.蘑菇頭，21.過(guò)流孔，22.下接頭。
【具體實(shí)施方式】
[0026]實(shí)施例1，鉆井用可控變徑穩(wěn)定器，參見(jiàn)圖1，包括內(nèi)設(shè)心軸3的殼體1，凸輪體6和活塞體14上下套設(shè)在心軸3上，凸輪體6通過(guò)回位彈簧4與殼體I上端連接，凸輪體6上周向設(shè)有彎折的控制滑槽8，控制滑槽8與固定在殼體I上的凸輪導(dǎo)向銷7配合，控制凸輪體6上下運(yùn)動(dòng)的同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)；活塞體14通過(guò)復(fù)位彈簧18與設(shè)置在殼體I下端的信號(hào)機(jī)構(gòu)連接；參見(jiàn)圖2，活塞體14外面設(shè)有與其配合的支撐塊15，隨著活塞體14的下降、上升，支撐塊15向外擴(kuò)張、向內(nèi)收縮。凸輪體6上的控制滑槽8的結(jié)構(gòu)形狀參見(jiàn)圖3、圖4、圖5和圖6。
[0027]圖1所示為鉆井泥漿泵停止工作或在設(shè)定排量(正常排量)下的狀態(tài)。此時(shí)心軸3的上、下壓力平衡，在回位彈簧4的作用下，心軸3向上移動(dòng)至最高位置。凸輪體6被帶動(dòng)到上限位置。如此同時(shí)，凸輪導(dǎo)向銷7位于圖3中控制滑槽8最低部位J處，支撐塊15向內(nèi)收縮到極限位置，其外端面與殼體I的外表面平齊。在泥漿泵加大排量時(shí)，殼體I的上部?jī)?nèi)腔泥漿壓力上升，心軸3克服回位彈簧4的彈力向下移動(dòng)，帶動(dòng)凸輪體6向下移動(dòng)，凸輪導(dǎo)向銷7不動(dòng)，凸輪體6上的控制滑槽8沿凸輪導(dǎo)向銷7運(yùn)動(dòng)，凸輪體6向下移動(dòng)并轉(zhuǎn)動(dòng)，使凸輪導(dǎo)向銷7順著控制滑槽8由圖3中的J處滑動(dòng)到Q處停止，凸輪體6不再向下移動(dòng)，泥漿進(jìn)入活塞體14上腔，驅(qū)動(dòng)活塞體14向下運(yùn)動(dòng)壓縮復(fù)位彈簧18，頂出支撐塊15由收縮位置向外伸展到最大位置。支撐塊15隨著心軸3的上升、下降而收縮、伸展，精確調(diào)整穩(wěn)定器的外徑，從而對(duì)井斜角進(jìn)行精確的控制。
[0028]實(shí)施例2，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例中，支撐塊15為四個(gè)且周向均布在殼體I上，支撐塊15的內(nèi)表面為斜面且與活塞體的斜面相對(duì)。保證了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性。
[0029]為了提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性，支撐塊15的外表面為圓柱弧形且鑲嵌有碳化鎢合金塊，支撐塊15的上、下端為半圓弧面且設(shè)有防脫壓板16。
[0030]為了進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性，凸輪導(dǎo)向銷7通過(guò)定位件固定在殼體I上；凸輪體6通過(guò)上下軸承與殼體I連接，下軸承的下面設(shè)有鎖緊螺母10。
[0031 ] 實(shí)施例3，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例中，凸輪體6上設(shè)有平衡活塞11，平衡活塞11上段設(shè)有平衡油腔9。平衡活塞11具有平衡心軸3并隔絕原油和泥漿的作用。
[0032]凸輪體6上設(shè)有換向體12，換向體12上設(shè)有徑向凹槽，換向體12的上、下端面均軸向布設(shè)過(guò)流孔21，換向體12通過(guò)銷釘13固定在殼體上。換向體12具有變換泥漿通路的作用。
[0033]參見(jiàn)圖1，鉆井泥漿泵停止工作或在設(shè)定排量(正常排量)下的狀態(tài)時(shí)，心軸3的上、下壓力平衡，在回位彈簧4的作用下，心軸3向上移動(dòng)至圖1所示的最高位置。凸輪體6和平衡活塞11也一同被帶動(dòng)到上限位置。同時(shí)，凸輪導(dǎo)向銷7位于圖3中凸輪體6的控制滑槽8最低部位J處，使支撐塊15向內(nèi)收縮到極限位置，其外端面與殼體I的外表面平齊。
[0034]在泥漿泵加大一定排量時(shí)，圖1中殼體I的上內(nèi)腔泥漿壓力上升，使心軸3克服回位彈簧4的彈力帶動(dòng)凸輪體6、平衡活塞11 一同向下移動(dòng)(凸輪導(dǎo)向銷7不動(dòng))，凸輪體6向下移動(dòng)并轉(zhuǎn)動(dòng)，使凸輪導(dǎo)向銷7順著控制滑槽8由圖3中的J處滑動(dòng)到Q處停止，凸輪體6不再向下移動(dòng)。此時(shí)換向體12上的過(guò)流孔21打開(kāi)，泥漿進(jìn)入活塞體14上腔，驅(qū)動(dòng)活塞體14向下運(yùn)動(dòng)壓縮復(fù)位彈簧18，頂出支撐塊15