【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钻井，特别涉及一种变径稳定器及其使用方法。
技术介绍
1、随着油气田开发的难度日益增大和钻井技术的快速发展，许多的油气藏的开发都要通过钻定向井或水平井来完成。在常规钻井工具应用中，是通过不同尺寸长度的钻杆、加重钻杆、钻铤等配以不同位置上的满眼、不满眼稳定器来组成不同的造斜、稳斜和降斜的钻具组合。
2、定向井常用固定棱稳定器改变钻具性能，提供钻头偏离井眼轴线的侧向力，达到增斜、稳斜和降斜的工艺要求。但固定棱稳定器存在易卡钻、抽汲激动压力高、起下钻更换稳定器时间长等缺点，而且钻具组合的每次改变都必须通过起下钻作业来实现，这就大大地增加了钻井作业的辅助时间。而若将钻井稳定器的外径设计成直径遥控可变的，不需起下钻就可实现不同的钻具组合，从而就可以大大地减少定向井钻井作业中的起下钻次数，增大了钻井作业时间，节约了钻井成本。
3、直径遥控可变的地面遥控变径钻井稳定器，是指由地面作业者发出操作信息，从而使井下稳定器产生相应的动作，达到所需的外径，以此实现对井下钻具参数和状态的改变，使井下钻具组合具备相应的力学性能，实现常规井下动力钻具造斜、稳斜、降斜的目的。遥控变径钻井稳定器，是井下动力钻具控制井眼轨迹的关键性工具，也是实施各开次“一趟钻”，完成钻井提速目标的关键。现有地面遥控变径稳定器的遥控方式包括：钻井液排量控制法、投球控制法、钻压控制法和电控法。其中：
4、排量控制法是通过加大三缸钻井泵的排量来控制井下钻井工具的状态。完成控制之后,恢复到原来的正常排量，但是，这种排量控制法现场使用中容易
5、投球控制法是通过向钻杆内投球来遥控井下钻井工具的状态。这种方法控制准确率高，操作比较简单，是一种可靠的控制方法。但是，这种控制方式不仅受制于投球数量因素，影响变径次数，而且投球后，改变了钻具内水眼结构，给后续作业埋下隐患。
6、钻压控制法是通过提压钻柱来遥控稳定器的外径尺寸。这种方法操作简单，可靠性高，现场易接受。但是这种仅仅依靠提拉钻柱的控制方式容易受到四钻操作、地层硬度等因素造成了钻柱上下跳动影响，造成井下不收控制的反复变径，严重影响使用效果。
7、电控法是通过传感器及伺服机构等实现的一种自动控制方法。这种电控变径方法受到地层温度、信号传输、电池寿命等因素影响，不具备广泛的实用性。
8、综上，目前上没有一种稳定可靠实现稳定器变径控制的方案，不能有效的实现钻井工具的变径操作，无法满足钻井中需要钻井稳定器的外径以组成不同的造斜、稳斜和降斜的钻具组合的钻井需求。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种变径稳定器及其使用方法。
2、本专利技术实施例提供一种变径稳定器，包括：锁定机构和变径机构；
3、所述锁定机构包括上本体、液控锁轴和锁定块，所述变径机构包括下本体、芯轴和变径活塞；所述变径稳定器装配状态下：
4、所述液控锁轴和所述锁定块安装在所述上本体内，所述上本体内设有至少两个锁定槽，以限位所述锁定块；
5、所述芯轴安装在所述下本体内，所述下本体侧壁上设有多个活塞孔，所述芯轴上设有多个具有导向斜面的活塞安装槽，所述变径活塞外端安装在所述活塞孔中，变径活塞内端安装在活塞安装槽中；
6、所述上本体和下本体相连，所述液控锁轴、所述锁定块和所述芯轴依次装配，所述液控锁轴下端具有外锥面，所述锁定块具有与所述外锥面匹配的内锥面；若液控锁轴向上提拉，所述内锥面和外锥面脱离，所述锁定块向内收缩，所述芯轴向上或向下移动，带动所述锁定块移动并落入相邻的锁定槽中，以及所述变径活塞内端在活塞安装槽中滑动，使所述变径活塞外端在活塞孔中伸缩以改变稳定器的外径。
7、在一些可选的实施例中，所述芯轴上端设有多个锁定孔，所述锁定孔中安装有销轴；
8、所述锁定块包括多个活动块，所述活动块上设有限位孔，所述销轴穿过所述限位孔，且可在限位孔中沿液控锁轴的径向滑动，使所述锁定块可沿液控锁轴的径向伸缩运动。
9、在一些可选的实施例中，所述锁定机构还包括：复位弹簧；
10、所述液控锁轴具有第一台阶，所述上本体内具有第二台阶，通过所述第一台阶和第二台阶在所述液控锁轴和上本体之间的环空内形成弹簧容纳腔，以容纳所述复位弹簧。
11、在一些可选的实施例中，所述下本体侧壁上设有多个螺旋型凸起部，每个螺旋型凸起部上设有多个活塞孔。
12、在一些可选的实施例中，所述芯轴上设置的活塞安装槽为燕尾槽，所述变径活塞内端为燕尾块，所述燕尾槽和所述燕尾块配合，所述燕尾块在燕尾槽中可沿导向斜面滑动。
13、在一些可选的实施例中，所述下本体下端设有花键槽，所述芯轴下端设有花键，所述花键和所述花键槽配合以传递扭矩。
14、在一些可选的实施例中，上述变径稳定器，还包括：
15、设置在所述下本体上端的上注油丝堵和/或设置在所述下本体下端的下注油丝堵，以向所述下本体与所述芯轴之间的环空注油。
16、在一些可选的实施例中，上述变径稳定器，还包括下列至少一项：
17、设置在所述液控锁轴上端与所述上本体之间的液控锁轴上密封件；
18、设置在所述液控锁轴下端与所述上本体之间的液控锁轴下密封件；
19、设置在所述芯轴与所述上本体之间的芯轴上密封件；
20、设置在所述芯轴与所述下本体之间的芯轴下密封件；
21、设置在所述活塞孔中的活塞密封件。
22、在一些可选的实施例中，上述变径稳定器，还包括下列至少一项：
23、设置在所述液控锁轴上端的喷嘴；
24、安装在所述上本体内的信号杆和固定卡簧，所述固定卡簧安装在所述上本体的中间通孔内，所述信号杆安装在所述固定卡簧上；
25、设置在所述变径活塞外端的复合片。
26、本专利技术实施例提供一种上述的变径稳定器使用方法，包括：
27、在小径状态下，将变径稳定器下入井筒中；
28、需要变径时，加大液流排量，使液控锁轴向上提拉，松开锁定块；通过钻具下压上本体和下本体，使所述锁定块被挤压收缩，锁定块和芯轴相对向上移动，落入上边的锁定槽中，带动所述变径活塞内端在活塞安装槽中滑动，变径活塞外端从活塞孔中伸出，变径稳定器变为大径状态；减小液流排量使液控锁轴回落锁紧所述锁定块。
29、在一些可选的实施例中，上述方法，还包括：
30、在大径状态下需要变径时，加大液流排量，使液控锁轴向上提拉，松开锁定块；通过钻具上提上本体和下本体，使所述锁定块被挤压收缩，锁定块和芯轴相对向下移动，落入下边的锁定槽中，带动所述变径活塞内端在活塞安装槽中滑动，变径活塞外端从活塞孔中缩回，变径稳定器变为小径状态；减小液流排量使液控锁轴回落锁紧所述锁定块。
<本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种变径稳定器，其特征在于，包括：锁定机构和变径机构；
2.如权利要求1所述的变径稳定器，其特征在于，所述芯轴上端设有多个锁定孔，所述锁定孔中安装有销轴；
3.如权利要求1所述的变径稳定器，其特征在于，所述锁定机构还包括：复位弹簧；
4.如权利要求1所述的变径稳定器，其特征在于，所述下本体侧壁上设有多个螺旋型凸起部，每个螺旋型凸起部上设有多个活塞孔。
5.如权利要求1所述的变径稳定器，其特征在于，所述芯轴上设置的活塞安装槽为燕尾槽，所述变径活塞内端为燕尾块，所述燕尾槽和所述燕尾块配合，所述燕尾块在燕尾槽中可沿导向斜面滑动。
6.如权利要求1所述的变径稳定器，其特征在于，所述下本体下端设有花键槽，所述芯轴下端设有花键，所述花键和所述花键槽配合以传递扭矩。
7.如权利要求1-6任一所述的变径稳定器，其特征在于，还包括：
8.如权利要求1-6任一所述的变径稳定器，其特征在于，还包括下列至少一项：
9.如权利要求1-6任一所述的变径稳定器，其特征在于，还包括下列至少一项：
10
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：
12.一种如权利要求1-9任一所述的变径稳定器在钻井过程中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种变径稳定器，其特征在于，包括：锁定机构和变径机构；
2.如权利要求1所述的变径稳定器，其特征在于，所述芯轴上端设有多个锁定孔，所述锁定孔中安装有销轴；
3.如权利要求1所述的变径稳定器，其特征在于，所述锁定机构还包括：复位弹簧；
4.如权利要求1所述的变径稳定器，其特征在于，所述下本体侧壁上设有多个螺旋型凸起部，每个螺旋型凸起部上设有多个活塞孔。
5.如权利要求1所述的变径稳定器，其特征在于，所述芯轴上设置的活塞安装槽为燕尾槽，所述变径活塞内端为燕尾块，所述燕尾槽和所述燕尾块配合，所述燕尾块在燕尾槽中可沿导向斜面滑动。
6.如权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：周俊然，张龙吉，郭磊，刘泳敬，秦国宏，孟振期，于怀彬，王帅，郭科佑，李宁，崔刚，贺越腾，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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