机液式可变径稳定器制造技术

本发明专利技术公开了一种石油钻探井下工具的机液式可变径稳定器，包括本体、心轴和节流机构，一体式心轴由上到下分别套装有上活塞、第一复位弹簧、弹簧座、过盈套、多个楔块、凸轮行程控制机构、平衡活塞、定位套、第二复位弹簧、闷头和节流机构的节流嘴，本体上的定位销的内端插装在弹簧座上，本体上沿周向开有活塞孔，每个活塞孔内均装有一个活塞头，活塞头的尾部具有燕尾轨道，燕尾轨道与楔块上所开的燕尾槽滑动配合，本体上的凸轮销的内端插入凸轮行程控制机构的凸轮体外周的滑槽内，所述第二复位弹簧抵在定位套与闷头之间，定位套与闷头之间的本体上开有多个滤孔，滤孔中装有滤板。本发明专利技术结构紧凑、组装方便、使用安全可靠。

【技术实现步骤摘要】
机液式可变径稳定器
本专利技术涉及一种石油钻井的井下设备，尤其是有关石油钻井中定向井、水平井和大位移井钻井作业中使用的井下工具。
技术介绍
在定向井、水平井和大位移井钻井过程中，为确保实钻井眼轨迹满足设计井眼轨迹的要求，常使用常规稳定器，当需要调整实际井眼轨迹时，则需要通过频繁的起下钻来变更井下钻具组合。起钻改变钻具组合造成成本增加，钻井周期长，并容易造成遇阻和卡钻。为了克服这些缺点，而研制和使用的变径稳定器，主要有三种:机电液一体式、钻压式和机液式。其中，机电液一体式制造成本高，价格昂贵。钻压式在下钻遇阻，需要加压划眼时，极为不便。中国专利文献CN2854043Y公开了一种“钻井遥控变径稳定器”，该稳定器本体过长、结构不够紧凑、拆装困难、可靠性不够高，未见推广应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结构更紧凑、便于装拆、使用安全可靠的机液式可变径稳定器。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是:一种机液式可变径稳定器，包括本体、心轴和节流机构，所述心轴和节流机构均位于本体内，所述心轴为一体式心轴；所述心轴由上到下分别套装有上活塞、第一复位弹簧、弹簧座、过盈套、多个楔块、凸轮行程控制机构、平衡活塞、定位套、第二复位弹簧、闷头和节流机构的节流嘴；所述弹簧座松配合地套装在心轴上，相对于弹簧座位置的本体上装有定位销，定位销的内端插接在弹簧座上；所述第一复位弹簧抵在上活塞与弹簧座之间；所述多个楔块均轴向固定在心轴上，相对于每个楔块位置的本体上沿周向均开有三个活塞孔，每个活塞孔内均装有一个活塞头，活塞头的尾部具有燕尾轨道，燕尾轨道与楔块上所开的燕尾槽滑动配合；所述凸轮行程控制机构包括凸轮体，凸轮体转动支撑在心轴上，相对于凸轮体位置的本体上安装有凸轮销，凸轮销的内端插入凸轮体外周的滑槽内；所述平衡活塞松配合地套装在心轴上；所述定位套轴向固定在心轴上，且位于平衡活塞下方；所述闷头松配合地套装在心轴上，相对于闷头位置的本体上安装有闷头销，闷头销的内端插接在闷头上；所述第二复位弹簧抵在定位套与闷头之间；相对于所述定位套与闷头之间位置的本体上开有多个滤孔，滤孔中装有滤板；所述平衡活塞之上、上活塞之下的本体与心轴围成的环形空腔为油腔，平衡活塞与闷头之间的环形空腔为低压钻井液腔，本体的顶部内腔、底部内腔和心轴的内腔均为高压钻井液腔。所述凸轮行程控制机构还包括上轴承座、两个推力轴承和下轴承座，所述两个推力轴承分别由上轴承座、下轴承座保持在凸轮体的两端，凸轮体为圆筒体形状，套在心轴外周，凸轮体外周的滑槽呈折线形延伸，滑槽的深度按凸轮规则变化；所述滑槽的深度变化规则为:第一高点一第一低点一第二高点一第二低点依次加深1.5±0.2mm，第三高点一第三低点一第四高点一第四低点依次加深1.5±0.2mm，第四低点一第三高点从最深渐变到最浅，第一高点和第三高点同深。所述节流机构还包括卡簧、定位套筒、锁定环和节流头，其中卡簧、定位套筒和锁定环装在本体上，并且将节流头轴向固定在本体上，装在心轴底部的节流嘴的出口能套在节流头上。所述楔块为筒体，楔块的外圆沿周向120°均布三个斜面，三个斜面上各开有一道用于安装活塞头的燕尾轨道的燕尾槽，其中燕尾槽起始端的开口比燕尾轨道宽。所述心轴的上端还装有挡圈。采用上述结构后，本专利技术与现有技术相较具有如下优点:本专利技术组装时，可以在本体外、一体式的心轴上套装好内置零件，再作为一个整体塞进本体内，这大大减少了组装工作量，增加了组装成功率，便于装拆。由于第二复位弹簧安装在定位套和闷头之间，它合理利用了本体内部的安装空间，使本专利技术的机液式可变径稳定器总体长度大大缩短，结构紧凑、尺寸较小、提高了底部钻具组合(BHA)的整体力学性能；同时，由于采用了第一复位弹簧和第二复位弹簧两段弹簧结构，因此，在过载情况下，第二复位弹簧先行失效起到保护整个底部钻具组合(BHA)的作用，使用安全可靠。【附图说明】以下结合附图给出的实施例对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术的机液式可变径稳定器的结构示意图； 图2是本专利技术在将本体透明化后的立体结构示意图； 图3是图2的B部局部放大图； 图4是图3的C部局部放大图； 图5是图1沿A—A线的剖视图； 图6是本专利技术中的凸轮行程控制机构局部放大图； 图7是本专利技术中的凸轮体的滑槽展开示意图。【具体实施方式】如图1、2、3、4、5、6、7所示，本专利技术的一种机液式可变径稳定器，包括本体1、心轴23和节流机构，所述心轴23和节流机构均位于本体I内，所述心轴23为一体式心轴；所述心轴23由上到下分别套装有上活塞26、第一复位弹簧3、弹簧座25、过盈套5、多个楔块6、凸轮行程控制机构27、平衡活塞10、定位套20、第二复位弹簧11、闷头13和节流机构的节流嘴18 ;所述弹簧座25松配合地套装在心轴23上，相对于弹簧座25位置的本体I上装有定位销4，定位销4的内端插接在弹簧座25上；所述第一复位弹簧3抵在上活塞26与弹簧座25之间；所述多个楔块6均轴向固定在心轴23上，相对于每个楔块6位置的本体I上沿周向均开有三个活塞孔1-1，每个活塞孔1-1内均装有一个活塞头24，活塞头24的尾部具有燕尾轨道24-1，燕尾轨道24-1与楔块6上所开的燕尾槽6-1滑动配合；所述凸轮行程控制机构27包括凸轮体8，凸轮体8转动支撑在心轴23上，相对于凸轮体8位置的本体I上安装有凸轮销22，凸轮销22的内端插入凸轮体8外周的滑槽8-1内；所述平衡活塞10松配合地套装在心轴23上；所述定位套20轴向固定在心轴23上，且位于平衡活塞10下方；所述闷头13松配合地套装在心轴23上，相对于闷头13位置的本体I上安装有闷头销19，闷头销19的内端插接在闷头13上；所述第二复位弹簧11抵在定位套20与闷头13之间；相对于所述定位套20与闷头13之间位置的本体I上开有多个滤孔1-2，滤孔1-2中装有滤板12 ;所述平衡活塞10之上、上活塞26之下的本体I与心轴23围成的环形空腔为油腔E，平衡活塞10与闷头13之间的环形空腔为低压钻井液腔F，本体I的顶部内腔、底部内腔和心轴23的内腔均为高压钻井液腔G。所述楔块6 —般为3?10个，最好为5个；本体I上的滤孔1_2 —般为3飞个，最好为3个。如图1、2、6、7所示，所述凸轮行程控制机构27还包括上轴承座7、两个推力轴承9和下轴承座21，所述两个推力轴承9分别由上轴承座7、下轴承座21保持在凸轮体8的两端，凸轮体8为圆筒体形状，套在心轴23外周，凸轮体8外周的滑槽8-1呈折线形延伸，滑槽8-1的深度按凸轮规则变化；所述滑槽8-1的深度变化规则为:第一高点A—第一低点B—第二高点C一第二低点D依次加深1.5±0.2mm，第三高点Al—第三低点BI—第四高点Cl一第四低点Dl依次加深1.5±0.2mm，第四低点(D) —第三高点Al从最深渐变到最浅，第一高点A和第三高点Al同深。如图1所示，所述节流机构还包括卡簧14、定位套筒15、锁定环16和节流头17，其中卡簧14、定位套筒15和锁定环16装在本体I上，并且将节流头17轴向固定在本体I上，装在心轴23底部的节流嘴18的出口能套在节流头17上。锁定环16保证在节流时巨大的向下流体冲击力不致节流头17朝下移位，节流嘴18与节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机液式可变径稳定器，包括本体（1）、心轴（23）和节流机构，所述心轴（23）和节流机构均位于本体（1）内，其特征在于：a、所述心轴（23）为一体式心轴；b、所述心轴（23）由上到下分别套装有上活塞（26）、第一复位弹簧（3）、弹簧座（25）、过盈套（5）、多个楔块（6）、凸轮行程控制机构（27）、平衡活塞（10）、定位套（20）、第二复位弹簧（11）、闷头（13）和节流机构的节流嘴（18）；c、所述弹簧座（25）松配合地套装在心轴（23）上，相对于弹簧座（25）位置的本体（1）上装有定位销（4），定位销（4）的内端插接在弹簧座（25）上；?d、所述第一复位弹簧（3）抵在上活塞（26）与弹簧座（25）之间；e、所述多个楔块（6）均轴向固定在心轴（23）上，相对于每个楔块（6）位置的本体（1）上沿周向均开有三个活塞孔（1?1），每个活塞孔（1?1）内均装有一个活塞头（24），活塞头（24）的尾部具有燕尾轨道（24?1），燕尾轨道（24?1）与楔块（6）上所开的燕尾槽（6?1）滑动配合；f、所述凸轮行程控制机构（27）包括凸轮体（8），凸轮体（8）转动支撑在心轴（23）上，相对于凸轮体（8）位置的本体（1）上安装有凸轮销（22），凸轮销（22）的内端插入凸轮体（8）外周的滑槽（8?1）内；g、所述平衡活塞（10）松配合地套装在心轴（23）上；h、所述定位套（20）轴向固定在心轴（23）上，且位于平衡活塞（10）下方；i、所述闷头（13）松配合地套装在心轴（23）上，相对于闷头（13）位置的本体（1）上安装有闷头销（19），闷头销（19）的内端插接在闷头（13）上；j、所述第二复位弹簧（11）抵在定位套（20）与闷头（13）之间；k、相对于所述定位套（20）与闷头（13）之间位置的本体（1）上开有多个滤孔（1?2），滤孔（1?2）中装有滤板（12）；l、所述平衡活塞（10）之上、上活塞（26）之下的本体（1）与心轴（23）围成的环形空腔为油腔（E），平衡活塞（10）与闷头（13）之间的环形空腔为低压钻井液腔（F），本体（1）的顶部内腔、底部内腔和心轴（23）的内腔均为高压钻井液腔（G）。...

【技术特征摘要】
1.一种机液式可变径稳定器，包括本体(1)、心轴(23)和节流机构，所述心轴(23)和节流机构均位于本体(1)内，其特征在于: a、所述心轴(23)为一体式心轴； b、所述心轴(23)由上到下分别套装有上活塞(26)、第一复位弹簧(3)、弹簧座(25)、过盈套(5)、多个楔块(6)、凸轮行程控制机构(27)、平衡活塞(10)、定位套(20)、第二复位弹簧(11)、闷头(13 )和节流机构的节流嘴(18 ); C、所述弹簧座(25)松配合地套装在心轴(23)上，相对于弹簧座(25)位置的本体(1)上装有定位销(4)，定位销(4)的内端插接在弹簧座(25)上； d、所述第一复位弹簧(3)抵在上活塞(26 )与弹簧座(25 )之间； e、所述多个楔块(6)均轴向固定在心轴(23 )上，相对于每个楔块(6 )位置的本体(1)上沿周向均开有三个活塞孔(1-1 )，每个活塞孔(1-1)内均装有一个活塞头(24)，活塞头(24)的尾部具有燕尾轨道(24-1)，燕尾轨道(24-1)与楔块(6)上所开的燕尾槽(6-1)滑动配合； f、所述凸轮行程控制机构(27)包括凸轮体(8)，凸轮体(8)转动支撑在心轴(23)上，相对于凸轮体(8)位置的本体(1)上安装有凸轮销(22)，凸轮销(22)的内端插入凸轮体(8)外周的滑槽(8-1)内； g、所述平衡活塞(10)松配合地套装在心轴(23)上； h、所述定位套(20)轴向固定在心轴(23 )上，且位于平衡活塞(10 )下方； 1、所述闷头(13)松配合地 套装在心轴(23)上，相对于闷头(13)位置的本体(1)上安装有闷头销(19)，闷头销(19)的内端插接在闷头(13)上； j、所述第二复位弹簧(11)抵在定位套(20 )与闷头(13 )之间； k、相对于所述定位套(20)与闷头(13)之间位置的本体(1)上开有多个滤孔(1-2)，滤孔(1-2)中装有滤板(12)； ...

【专利技术属性】
技术研发人员：凡海峰，於君，滕青龙，卢其辉，徐康琪，高雷，杨宝才，
申请(专利权)人：南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：