CN105156032A - 一种卡瓦式工具面稳定器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钻井工程中造斜用的卡瓦式工具面稳定器。它解决钻井造斜过程中工具面容易跑偏的问题。其技术方案是：上筒体上端和上部钻柱丝扣连接，下筒体下端和螺杆钻具丝扣连接，上筒体和下筒体用丝扣连接；中心管安装在上筒体内腔，中心管上端凸起外缘压缩弹簧；中心管、上筒体和套筒形成的密闭腔室内充满液压油；套筒上端和端盖丝扣连接，套筒下端和卡瓦座丝扣连接；卡瓦上端“T”形挂钩分别安装在卡瓦座下端三个“T”形凹槽内，卡瓦下端两侧凸起外缘分别安装在下筒体三个斜坡两侧的凹槽内。本发明利用卡瓦卡住井壁，将施加于钻柱的扭矩传递给井壁，防止了钻柱的扭转变形，克服了工具面跑偏的问题；钻柱可正向旋转，不影响复合钻井。

Description

一种卡瓦式工具面稳定器

技术领域

本发明涉及一种钻井工程中造斜用的卡瓦式工具面稳定器。

背景技术

在石油天然气行业中，水平井和大位移井可以开发许多地质因素复杂的油气藏，增加油气产量，同时还具有节约钻井成本，减小环境破坏等好处。由于水平井和大位移井具有良好的经济性和社会效应，在钻井工程中的应用极其广泛。

钻水平井和大位移井的关键在于必须对井眼进行造斜，造斜过程中需要对钻具工具面进行稳定，而在实际钻井过程中因为井下动力钻具的反扭矩作用，经常导致工具面跑偏，需要地面操作人员不断地对工具面进行调整，使得造斜过程显得异常繁琐。目前钻井工程中利用MWD随钻测量技术，可以实时对工具面方向进行测量和修正，但是该技术使用价格昂贵，并且核心技术都被国外钻井公司垄断。

发明内容

本发明的目的是：为了解决钻井造斜过程中工具面容易跑偏的问题，特提供一种卡瓦式工具面稳定器。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种卡瓦式工具面稳定器，是由上筒体、端盖、弹簧、套筒、中心管、防掉帽、卡瓦座、卡瓦和下筒体构成；其结构特征是：上筒体上端和上部钻柱丝扣连接，下筒体下端和螺杆钻具丝扣连接，上筒体和下筒体用丝扣连接；上筒体内腔下部设置一圈凸起台阶，上筒体外圆中部设置一圈凸起台阶，内腔凸起台阶和外圆凸起台阶之间设置两个通孔连通上筒体内外空间；弹簧安装在上筒体内腔凸起台阶上，中心管安装在上筒体内腔，中心管上端凸起外缘压缩弹簧，中心管下端和防掉帽丝扣连接，中心管上端内孔设置为内六方，防掉帽内孔设置为内六方；中心管和上筒体的各个接触面设置有密封圈进行密封；套筒内腔设置有一圈凸起台阶，套筒套入上筒体外圆；套筒和上筒体的各个接触面设置有密封圈进行密封；中心管、上筒体和套筒形成的密闭腔室内充满液压油；套筒上端和端盖丝扣连接，套筒下端和卡瓦座丝扣连接；端盖轴向设置有通孔；卡瓦座下端周向均匀设置三个“T”形凹槽；下筒体外圆设置一台阶，台阶上周向均匀设置三个斜坡，斜坡两侧设置有凹槽；卡瓦上端设置为“T”形挂钩，卡瓦内侧下端设置有斜坡，卡瓦外侧纵向设置有锯齿槽，锯齿槽从上往下看偏向逆时针方向，保证卡瓦不能逆时针旋转，卡瓦下端两侧设置有凸起外缘；三个卡瓦上端“T”形挂钩分别安装在卡瓦座下端三个“T”形凹槽内，三个卡瓦下端两侧凸起外缘分别安装在下筒体三个斜坡两侧的凹槽内。

本发明的有益效果是：(1)本发明利用卡瓦卡住井壁，将施加于钻柱的扭矩传递给井壁，防止了钻柱的扭转变形，克服了工具面跑偏的问题；(2)利用钻井液流量驱动，操作简单可靠；(3)不影响钻柱轴向送进；(4)钻柱可正向旋转，不影响复合钻井；(5)机械结构简单可靠。

附图说明

图1是本发明一种卡瓦式工具面稳定器卡瓦张开状态的结构示意图；

图2是本发明一种卡瓦式工具面稳定器卡瓦收回状态的结构示意图；

图3是卡瓦座、卡瓦和下筒体的三维结构示意图；

图4是卡瓦的三维结构示意图；

图中：1.上筒体、2.端盖、3.弹簧、4.套筒、5.中心管、6.防掉帽、7.卡瓦座、8.卡瓦、9.下筒体。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明一种卡瓦式工具面稳定器，是由上筒体1、端盖2、弹簧3、套筒4、中心管5、防掉帽6、卡瓦座7、卡瓦8和下筒体9构成；其结构特征是：上筒体1上端和上部钻柱丝扣连接，下筒体9下端和螺杆钻具丝扣连接，上筒体1和下筒体9用丝扣连接；上筒体1内腔下部设置一圈凸起台阶，上筒体1外圆中部设置一圈凸起台阶，内腔凸起台阶和外圆凸起台阶之间设置两个通孔连通上筒体1内外空间；弹簧3安装在上筒体1内腔凸起台阶上，中心管5安装在上筒体1内腔，中心管5上端凸起外缘压缩弹簧3，中心管5下端和防掉帽6丝扣连接，中心管5上端内孔设置为内六方，防掉帽6内孔设置为内六方；中心管5和上筒体1的各个接触面设置有密封圈进行密封；套筒4内腔设置有一圈凸起台阶，套筒4套入上筒体1外圆；套筒4和上筒体1的各个接触面设置有密封圈进行密封；中心管5、上筒体1和套筒4形成的密闭腔室内充满液压油；套筒4上端和端盖2丝扣连接，套筒4下端和卡瓦座7丝扣连接；端盖2轴向设置有通孔。

如图3和图4所示，卡瓦座7下端周向均匀设置三个“T”形凹槽；下筒体9外圆设置一台阶，台阶上周向均匀设置三个斜坡，斜坡两侧设置有凹槽；卡瓦8上端设置为“T”形挂钩，卡瓦8内侧下端设置有斜坡，卡瓦8外侧纵向设置有锯齿槽，锯齿槽从上往下看偏向逆时针方向，保证卡瓦8不能逆时针旋转，卡瓦8下端两侧设置有凸起外缘；三个卡瓦8上端“T”形挂钩分别安装在卡瓦座7下端三个“T”形凹槽内，三个卡瓦8下端两侧凸起外缘分别安装在下筒体9三个斜坡两侧的凹槽内。

本发明一种卡瓦式工具面稳定器的工作原理是：下入本发明至造斜段，初始状态如图2所示，开泵循环钻井液，在钻井液压降作用下推动中心管5轴向下移，中心管5压缩中心管5和上筒体1密闭腔室的液压油，液压油通过上筒体1中部通孔进入上筒体1和套筒4密闭腔室，液压油推动套筒4轴向下移，从而使卡瓦8径向张开，达到如图2所示的状态，此时卡瓦8和井壁紧密贴合，将钻具承受的反扭矩传递给井壁，将工具面稳住；收回钻具时，关闭钻井泵，在弹簧3作用下中心管5轴向上移，卡瓦8收回。

Claims (3)

1.一种卡瓦式工具面稳定器，是由上筒体(1)、端盖(2)、弹簧(3)、套筒(4)、中心管(5)、防掉帽(6)、卡瓦座(7)、卡瓦(8)和下筒体(9)构成；其特征在于：上筒体(1)上端和上部钻柱丝扣连接，下筒体(9)下端和螺杆钻具丝扣连接，上筒体(1)和下筒体(9)用丝扣连接；上筒体(1)内腔下部设置一圈凸起台阶，上筒体(1)外圆中部设置一圈凸起台阶，内腔凸起台阶和外圆凸起台阶之间设置两个通孔连通上筒体(1)内外空间；弹簧(3)安装在上筒体(1)内腔凸起台阶上，中心管(5)安装在上筒体(1)内腔，中心管(5)上端凸起外缘压缩弹簧(3)，中心管(5)下端和防掉帽(6)丝扣连接；套筒(4)内腔设置有一圈凸起台阶，套筒(4)套入上筒体(1)外圆；套筒(4)上端和端盖(2)丝扣连接，套筒(4)下端和卡瓦座(7)丝扣连接；卡瓦座(7)下端周向均匀设置三个“T”形凹槽；下筒体(9)外圆设置一台阶，台阶上周向均匀设置三个斜坡，斜坡两侧设置有凹槽；卡瓦(8)上端设置为“T”形挂钩，卡瓦(8)内侧下端设置有斜坡，卡瓦(8)外侧纵向设置有锯齿槽，卡瓦(8)下端两侧设置有凸起外缘；三个卡瓦(8)上端“T”形挂钩分别安装在卡瓦座(7)下端三个“T”形凹槽内，三个卡瓦(8)下端两侧凸起外缘分别安装在下筒体(9)三个斜坡两侧的凹槽内。

2.根据权利要求1所述的卡瓦式工具面稳定器，其特征是：所述中心管(5)和上筒体(1)的各个接触面设置有密封圈进行密封；套筒(4)和上筒体(1)的各个接触面设置有密封圈进行密封；中心管(5)、上筒体(1)和套筒(4)形成的密闭腔室内充满液压油。

3.根据权利要求1所述的卡瓦式工具面稳定器，其特征是：所述中心管(5)上端内孔设置为内六方，防掉帽(6)内孔设置为内六方；端盖(2)轴向设置有通孔。