纵扭复合控制变径稳定器制造技术

本发明专利技术属于石油钻井技术领域，具体涉及一种纵扭复合控制变径稳定器。具体技术方案为：纵扭复合控制变径稳定器包括芯轴部分、变径部分、TC轴承部分以及碟簧部分。正常钻进时圆柱推块组一直处于伸出状态保证扶正效果，当发生卡钻时，限位弹簧压缩，上提芯轴销钉剪断，下芯轴推动斜坡制动器轴向移动，圆柱推块收缩，实现缩径，解除卡钻状态。下芯轴的限位块和限位接头的限位块的设计，避免了在正常钻进过程中由于钻柱跳动导致圆柱推块发生误收缩的情况。本发明专利技术通过限位接头与下芯轴的配合实现变径可控，在保证钻柱具有稳定居中度的同时，提高井壁质量和钻井效率。井壁质量和钻井效率。井壁质量和钻井效率。

【技术实现步骤摘要】
纵扭复合控制变径稳定器


[0001]本专利技术涉及一种用于石油钻井的井下工具，尤其涉及一种纵扭复合控制变径稳定器。

技术介绍

[0002]变径稳定器是一种井下控制工具，广泛应用于钻井作业中，对于井下作业、钻具组合受力状态、井眼轨迹控制具有重要的影响。在水平井、定向井、大位移井钻井作业中，由重力以及钻头与地层间的相互复杂的作用力，使得钻柱易产生偏斜甚至躺在井壁，很难居中，严重影响钻井质量，在钻铤的适当位置安装合适的稳定器，可以使钻井端的轨迹有防斜、降斜、增斜和控制方位的效果。但常规钻柱稳定器不能实现变径，扶正精度不高，对提高钻柱居中度作用有限，在疏松井段以及井壁扩大井段更起不到扶正作用，并且只能通过起下钻才能更换稳定器，频繁的起下钻作业增加了泥浆对井壁的浸泡时间，不仅浪费工时，并且使用传统的稳定器，时常造成卡钻事故、下钻遇阻、起钻遇卡等现象。此外，由于在钻进过程中的摩擦、振动等因素的影响，钻柱会生产生轴向的跳动，对于传统的可变径稳定器而言，难以保证扶正块一直处于固定的位置，因此导致了扶正精度的降低，钻井作业的实效性也会降低，甚至还会引起井壁失稳，致使井眼扩大、井塌、井喷等井下复杂事故发生。传统的稳定器在井下工作时被磨损现象也非常严重，导致稳定器的寿命大大降低，增加了钻井成本。
[0003]因此，在钻井过程中，准确有效地控制井眼轨迹，提高机械钻速，减小轴向摩擦阻力，降低钻井成本，具有重要的实际意义与经济价值。稳定器作为钻井过程的关键工具，需要满足复杂钻井条件的技术要求，降低经济成本。随着钻井数量越来越多，钻井难度越来越大，油气井需要一种能够扶正效果稳定、钻杆居中度高、磨损度低、方便下入和起出的井下实用工具，基于以上所述背景，为克服了现有技术缺陷，本专利技术提出了一种纵扭复合控制变径稳定器。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种纵扭复合控制变径稳定器，在正常钻进时处于最大直径状态，使钻柱始终保持稳定居中位置，在发生卡钻时限位弹簧压缩，通过上提钻头实现缩径，有效解除卡钻状态。该纵扭复合控制变径稳定器在正常钻进时，限位接头的限位块保持圆柱推块处于伸出状态，变径部分始终紧贴井壁，提高钻井的工作效率。
[0005]本专利技术的技术方案是：一种纵扭复合控制变径稳定器，包括芯轴部分、变径部分、TC轴承部分以及碟簧部分；其中芯轴部分包括：上接头、上芯轴、下芯轴、限位接头、下接头从上到下依次连接，外壳上端与上端盖通过螺纹连接固定于外壳与上芯轴之间，限位销钉安装于限位接头的安装孔中，限位弹簧安装于弹簧底座，卡钻时限位弹簧压缩，芯轴上提推动变径部分实现缩径，解除卡钻；其中变径部分由数个圆柱推块组组成，每个圆柱推块组包括斜坡制动器和圆柱推块，正常钻进时由于碟簧以及限位块的作用，变径部分处于伸出状态；其中碟簧部分包括：碟簧组和碟簧挡圈，正常工作时，碟簧处于压缩状态，一端推动变径
部分另一端推动TC轴承部分；其中TC轴承部分包括：TC轴承动摩擦块，TC轴承静摩擦块，TC轴承动圈，从外到内依次安装，通过上端盖的凹槽和TC轴承挡圈进行定位。
[0006]所述的上芯轴与下芯轴通过螺纹连接，下芯轴设有外限位块，限位接头内设有内限位块，限位接头内的内限位块分为上层和下层，下层靠近限位接头底部，上下两层均设有两个限位块，层与层之间错位90
°
分布，下层限位块的侧边安装有限位弹簧，若限位弹簧处于压缩状态，在芯轴上提时解除限位，下芯轴进行轴向移动。限位接头与下接头之间通过螺纹连接。
[0007]所述的变径部分的圆柱推块组包括斜坡制动器和圆柱推块，圆柱推块一端设有凸出部分，在芯轴上提时，斜坡制动器上移圆柱推块沿斜坡制动器斜面滑动实现变径。所述的变径部分由五个圆柱推快组依次排列组成，每个圆柱推块组之间有一定的旋转角度，该角度取决于外壳上设定的圆孔。
[0008]所述的限位接头一端设有螺纹与下接头通过螺纹连接，内部设有限位块通过与下芯轴的限位块之间的配合实现限为作用，限位接头的周向开有两个通孔用于安装限位销钉。
[0009]所述的下芯轴一端与上芯轴通过螺纹实现连接，另一端设有限位块与限位接头的限位块进行配合，在正常钻进时实现限位接头与下芯轴的限位以及分离运动。
[0010]本专利技术的有益效果是：（1）通过两层限位块的设计以及碟簧的配合使用保证了圆柱推块在工作时始终伸出，保持变径部分处于最大直径，变径部分始终处于紧贴井壁的状态，可以满足钻井井眼轨迹变化的要求。（2）限位弹簧、限位块和限位销定的设计，有效避免了在正常钻井过程中因为钻柱摩擦、振动等因素产生的钻柱轴向跳动而使得变径部分不能一直处于最大直径的问题。（3）在发生卡钻事故时，上提芯轴销钉剪断，变径部分收缩，解除卡钻状态，只需更换限位销钉便可重新下井。
附图说明
[0011]图1是本专利技术的结构示意图；图2是图1的A
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A剖面图；图3是图1的B
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B剖面图；图4是图1的C
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C剖面图；图5是图1的D
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D剖面图；图6是图1的E
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E剖面图；图7是上端盖结构示意图；图8是下芯轴结构示意图；图9是限位接头结构示意图；图10是圆柱推块组结构示意图。
[0012]图中标记的对应名称：1
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上接头，2
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上芯轴，3
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上端盖，4
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外壳，5
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TC轴承动圈，6
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TC轴承静摩擦块，7
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TC轴承动摩擦块，8
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TC轴承挡圈，9
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碟簧，10
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碟簧挡圈，12
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圆柱推块，11
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斜坡制动器，13
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下芯轴，14
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限位销钉，15
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限位接头，151
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弹簧底座，152
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限位弹簧，16
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下接头。
具体实施方式
[0013]下面结合附图对本专利技术进一步说明：参见图1，纵扭复合控制变径稳定器包括上接头1、上芯轴2、上端盖3、TC轴承动圈5、TC轴承动摩擦块7、TC轴承静摩擦块6、TC轴承挡圈8、碟簧9、碟簧挡圈10、斜坡制动器12、圆柱推块11、下芯轴13、限位接头15、下接头16。上芯轴2的外伸连接上接头1，上芯轴2、下芯轴13、限位接头15、下接头16按照从上到下的次序依次组装到外壳4中，上芯轴2与下芯轴13通过螺纹连接，下芯轴13与限位接头15通过限位块配合限位，限位接头15与下接头16通过螺纹连接，外壳4的一端与下接头16通过螺纹连接，外壳4的另一端与上端盖3的外螺纹进行连接，上端盖3的内径与芯轴接触。所述TC轴承部分按照TC轴承静摩擦块6、TC轴承动摩擦块5、TC轴承动圈7的次序由外到内依次安装于上端盖3与上芯轴2之间，TC轴承挡圈8安装于上芯轴2的台阶面处，对TC轴承进行轴向定位。所述的碟簧部分包括数个碟簧9和碟簧挡圈10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.纵扭复合控制变径稳定器，包括芯轴部分、变径部分、碟簧部分和TC轴承部分；所述的芯轴部分包括：上接头（1）、上芯轴（2）、下芯轴（13）、限位接头（15）、下接头（16），上述部分从上到下依次连接，弹簧底座安装于下层限位块一侧，限位弹簧（152）安装于弹簧底座（151）对应的槽中，外壳（4）上端与上端盖（3）螺纹连接；所述的变径部分由数个圆柱推块组组成，每个圆柱推块组包括斜坡制动器（12）和圆柱推块（11），正常钻进时通过碟簧部分以及限位接头（15）的作用，使变径部分始终处于伸出状态；所述的碟簧部分包括：碟簧（9）和碟簧挡圈（10），正常工作时，碟簧（9）处于压缩状态，一端推动变径部分另一端推动TC轴承部分；所述的TC轴承部分包括：TC轴承动摩擦块（6），TC轴承静摩擦块（7），TC轴承动圈（5），从外到内依次安装，通过上端盖的凹槽和TC轴承挡圈（8）进行定位。2.根据权利要求1所述的纵扭复合控制变径稳定器，其特征在于：所述的上接头（1）、上芯轴（2）、下芯轴（13）、限位接头（15）、下接头（16），从上到下依次连接；上芯轴（2）与下芯轴（13）通过螺纹连接；下芯轴（13）设有外限位块，限位接头（15）内设有内限位块，两部分通限位块之间的位置关系对下芯轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：田家林，毛兰辉，罗国富，任堰牛，杨应林，李恒，杨琳，熊长青，宋豪林，李俊，查磊，
申请(专利权)人：四川谐铭科技有限公司，
类型：发明
国别省市：