CN108825133A - 一种液压辅助制动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明专利提供了一种液压辅助制动装置，主要由翼帽、弹簧、翼针、端盖和传动轴组成。液压辅助制动装置是机械变径稳定器附属装置，用来辅助机械变径稳定器翼板伸出，提高机械变径稳定器可靠性。在增斜初始井段，或者说，当井斜较小时，翼针在螺杆钻具启动瞬间借助高压钻井液伸出，适量增加机械变径稳定器与井壁间磨阻，辅助机械变径稳定器翼板伸出，阻止螺杆钻具反扭矩向上传递，确保工具面稳定；同时，翼针伸出量和冠部形状可避免机械变径稳定器与井壁间磨阻过大，确保活动钻具、摆工具面、滑动钻进及复合钻进操作正常。停泵、起下钻时，翼针利用弹簧复位，确保接单根、起下钻作业安全。
Description
技术领域
本发明专利属于石油钻井机械领域，具体涉及一种液压辅助制动装置，通过适量增加机械变径稳定器与井壁间磨阻，辅助机械变径稳定器翼板伸出，提高机械变径稳定器可靠性。
背景技术
根据设计井眼轨迹，钻井可划分成直井、定向井(或斜井)和水平井。在定向井(或斜井)和水平井钻井过程中，利用螺杆钻具滑动钻进是调整井眼轨迹或改变井眼空间钻进方向的重要手段。但是，由于井眼轨迹、钻具组合、钻头类型及泥浆性能等因素影响，不同井眼或同一个井眼不同井段均存在不同程度定向困难，或者说，工具面不稳，严重影响螺杆钻具滑动钻进作业效率和定向机械钻速。
利用机械变径稳定器可较好地解决定向井(或斜井)和水平井中螺杆钻具滑动钻进定向困难，但是，在增斜初始井段或当井斜较小时，机械变径稳定器与井壁间磨阻相对较小，翼板无法在螺杆钻具启动瞬间伸出或完全伸出，螺杆钻具实际反扭角远大于机械变径稳定器结构性反扭角，因此，为提高机械变径稳定器可靠性，本发明专利提出了一种液压辅助制动装置，利用高压钻井液适量增加机械变径稳定器和井壁间磨阻，辅助翼板瞬间伸出或完全伸出。
发明专利内容
本发明专利属于石油钻井机械领域，具体涉及一种液压辅助制动装置，通过适量增加机械变径稳定器与井壁间磨阻，辅助机械变径稳定器翼板伸出，提高机械变径稳定器可靠性。
本发明专利采用的具体技术方案是：
液压辅助制动装置主要由翼帽、弹簧、翼针、端盖和传动轴组成。
翼帽为中孔、金属圆柱体，中孔上部内径相对较小且与翼轴直径相同，中孔下部内径相对较大可安装弹簧，外部通过螺纹安装在端盖翼针孔上部。翼帽和翼针间可安装密封圈，可不安装密封圈，具体在设计加工时统筹考虑。除螺纹外，翼帽和端盖间还可通过卡簧或其他方式安装，安装方式不同，翼帽和端盖结构不同，具体在设计加工时统筹考虑。
翼针由翼冠、翼轴、翼柱和翼尾组成。翼针顶部是翼冠，呈和尚头状，即可适量增加机械变径稳定器与井壁间磨阻，又可避免机械变径稳定器与井壁间磨阻过大，具体形状在设计加工时统筹考虑；翼冠下面是翼轴，呈圆柱体，直径相对较小且与翼帽中孔上部内径相同，同时，翼轴可固定安装弹簧；翼轴下面是翼柱，呈圆柱体，直径相对较大且与端盖翼针孔下部内径相同，附图中翼柱有两道密封槽，可安装密封圈，具体应用中可设计加工多道密封槽，确保翼针和端盖间有效密封；翼柱下面或翼针底部是翼尾，直径相对更小，是翼针与传动轴间支柱，同时，增加高压钻井液对翼针初始推力。附图中翼冠、翼轴、翼柱和翼尾为整体结构，具体应用中，翼轴、翼柱和翼尾为整体结构，翼冠与翼轴、翼柱和翼尾间可为整体结构，可为分体结构组合而成，具体在设计加工时统筹考虑
端盖为中孔，三棱金属板，形似梅花，边沿凸起部位称为棱，相邻棱间低凹部位称为槽，中孔内部设计加工钻井液腔室和密封槽，钻井液腔室连通端盖翼针孔和传动轴钻井液孔，密封槽分布在钻井液腔室两侧且通过密封圈密封端盖和传动轴，确保钻井液腔室内高压钻井液不泄漏，棱中央部位均发计加工翼针孔，上部内径相对较大用于固定安装翼帽，下部内径相对较小用于固定安装翼针。端盖既是机械变径稳定器部件，又是液压辅助制动装置载体，因此，附图中绘制出端盖部分截面，具体应用中，端盖周向均布设计加工三个扶正棱，中孔安装传动轴，内侧面加工台肩用于固定安装机械变径稳定器外筒，外侧面加工圆锥面有利起下钻作业安全。
传动轴为中孔、厚壁金属轴，中孔是钻井液通道，用于高压钻井液通过，钻井液孔自钻井液通道径向向外连通钻井液腔室，传动轴钻井液孔所在横截面偏离端盖翼针孔所在横截面，确保翼针无法杜塞钻井液孔，附图中传动轴为一个钻井液孔，具体孔数、直径和位置在设计加工时统筹考虑。传动轴既是机械变径稳定器部件，又是液压辅助制动装置载体，因此，附图中绘制出传动轴部分截面，具体应用中，传动轴可固定安装端盖、双向凸轮、导向轮和单向凸轮等部件，且承受或传递钻压、拉力和扭矩。
组装时，首先组装好机械变径稳定器，或者说，把密封圈安装进端盖密封槽，通过中孔把端盖安装到传动轴上，其次，把密封圈安装进翼针密封槽，把翼针安装进端盖翼针孔，再次，把弹簧安装到翼针上，或安装进端盖翼针孔，最后，安装翼帽到端盖翼针孔上部。组装环境和条件不同，组装顺序和方式可能不同，具体在组装时统筹筹考虑。
本发明专利的有益效果是：液压辅助制动装置是机械变径稳定器附属装置，用来辅助机械变径稳定器翼板伸出，提高机械变径稳定器可靠性。在增斜初始井段，或者说，当并斜较小时，翼针在螺杆钻具启动瞬间借助高压钻井液伸出，适量增加机械变径稳定器与井壁间磨阻，辅助机械变径稳定器翼板伸出，阻止螺杆钻具反扭矩向上传递，确保工具面稳定；同时，翼针伸出量和冠部形状可避免机械变径稳定器与井壁间磨阻过大，确保活动钻具、摆工具面、滑动钻进及复合钻进操作正常。停泵、起下钻时，翼针利用弹簧复位，确保接单根、起下钻作业安全。
附图说明
附图1是本发明专利液压辅助制动装置的截面图。
附图标记说明：1-翼帽、2-弹簧、3-翼针、4-端盖、5-传动轴。
具体实施方式
液压辅助制动装置主要由翼帽(1)、弹簧(2)、翼针(3)、端盖(4)和传动轴(5)组成。
下面结合附图和实施例对本发明专利作进一步说明。
翼帽(1)为中孔、金属圆柱体，中孔上部内径相对较小且与翼轴直径相同，中孔下部内径相对较大可安装弹簧(2)，外部通过螺纹安装在端盖(4)翼针孔上部。翼帽(1)和翼针(3)间可安装密封圈，可不安装密封圈，具体在设计加工时统筹考虑。除螺纹外，翼帽(1)和端盖(4)间还可通过卡簧或其他方式安装，安装方式不同，翼帽(1)和端盖(4)结构不同，具体在设计加工时统筹考虑。
翼针(3)由翼冠、翼轴、翼柱和翼尾组成。翼针(3)顶部是翼冠，呈和尚头状，即可适量增加机械变径稳定器与井壁间磨阻，又可避免机械变径稳定器与井壁间磨阻过大，具体形状在设计加工时统筹考虑；翼冠下面是翼轴，呈圆柱体，直径相对较小且与翼帽(1)中孔上部内径相同，同时，翼轴可固定安装弹簧(2)；翼轴下面是翼柱，呈圆柱体，直径相对较大且与端盖(4)翼针孔下部内径相同，附图中翼柱有两道密封槽，可安装密封圈，具体应用中可设计加工多道密封槽，确保翼针(3)和端盖(4)间有效密封；翼柱下面或翼针(3)底部是翼尾，直径相对更小，是翼针(3)与传动轴(5)间支柱，同时，增加高压钻井液对翼针(3)初始推力。附图中翼冠、翼轴、翼柱和翼尾为整体结构，具体应用中，翼轴、翼柱和翼尾为整体结构，翼冠与翼轴、翼柱和翼尾间可为整体结构，可为分体结构组合而成，具体在设计加工时统筹考虑。
端盖(4)为中孔，三棱金属板，形似梅花，边沿凸起部位称为棱，相邻棱间低凹部位称为槽，中孔内部设计加工钻井液腔室和密封槽，钻井液腔室连通端盖(4)翼针孔和传动轴(5)钻井液孔，密封槽分布在钻井液腔室两侧且通过密封圈密封端盖(4)和传动轴(5)，确保钻井液腔室内高压钻井液不泄漏，棱中央部位均设计加工翼针孔，上部内径相对较大用于固定安装翼帽(1)，下部内径相对较小用于固定安装翼针(3)。端盖(4)既是机械变径稳定器部件，又是液压辅助制动装置载体，因此，附图中绘制出端盖(4)部分截面，具体应用中，端盖(4)周向均布设计加工三个扶正棱，中孔安装传动轴(5)，内侧面加工台肩用于固定安装机械变径稳定器外筒，外侧面加工圆锥面有利起下钻作业安全。
传动轴(5)为中孔、厚壁金属轴，中孔是钻井液通道，用于高压钻井液通过，钻井液孔自钻井液通道径向向外连通钻井液腔室，传动轴(5)钻井液孔所在横截面偏离端盖(4)翼针孔所在横截面，确保翼针(3)无法杜塞钻井液孔，附图中传动轴(5)为一个钻井液孔，具体孔数、直径和位置在设计加工时统筹考虑。传动轴(5)既是机械变径稳定器部件，又是液压辅助制动装置载体，因此，附图中绘制出传动轴(5)部分截面，具体应用中，传动轴(5)可固定安装端盖(4)、双向凸轮、导向轮和单向凸轮等部件，且承受或传递钻压、拉力和扭矩。
组装时，首先组装好机械变径稳定器，或者说，把密封圈安装进端盖(4)密封槽，通过中孔把端盖(4)安装到传动轴(5)上，其次，把密封圈安装进翼针(3)密封槽，把翼针(3)安装进端盖(4)翼针孔，再次，把弹簧(2)安装到翼针(3)上，或安装进端盖(4)翼针孔，最后，安装翼帽(1)到端盖(4)翼针孔上部。组装环境和条件不同，组装顺序和方式可能不同，具体在组装时统筹筹考虑。
实施例
液压辅助制动装置是机械变径稳定器附属装置，用来辅助机械变径稳定器翼板伸出，提高机械变径稳定器可靠性。
在增斜初始井段，或者说，当井斜较小时，翼针(3)在螺杆钻具启动瞬间借助高压钻井液伸出，适量增加机械变径稳定器与井壁间磨阻，辅助机械变径稳定器翼板伸出，阻止螺杆钻具反扭矩向上传递，确保工具面稳定；同时，翼针(3)伸出量和冠部形状可避免机械变径稳定器与井壁间磨阻过大，确保活动钻具、摆工具面、滑动钻进及复合钻进时操作正常。停泵、起下钻时，翼针(3)利用弹簧(2)复位，确保接单根、起下钻作业安全。
以上对本发明专利的说明仅是优选范例，并不能被理解为对本发明专利技术方案内容的限制。以上内容在具体应用中，技术人员有可能需要根据具体情况作个别调整和改变，所述调整和改变均应落入本发明专利所附权利要求的保护范围之中。
Claims (2)
1.一种液压辅助制动装置主要由翼帽(1)、弹簧(2)、翼针(3)、端盖(4)和传动轴(5)组成；
翼帽(1)为中孔、金属圆柱体，中孔上部内径相对较小且与翼轴直径相同，中孔下部内径相对较大可安装弹簧(2)，外部通过螺纹安装在端盖(4)翼针孔上部；翼帽(1)和翼针(3)间可安装密封圈，可不安装密封圈，具体在设计加工时统筹考虑；除螺纹外，翼帽(1)和端盖(4)间还可通过卡簧或其他方式安装，安装方式不同，翼帽(1)和端盖(4)结构不同，具体在设计加工时统筹考虑；
翼针(3)由翼冠、翼轴、翼柱和翼尾组成；翼针(3)顶部是翼冠，呈和尚头状，具体形状在设计加工时统筹考虑；翼冠下面是翼轴，呈圆柱体，直径相对较小且与翼帽(1)中孔上部内径相同；翼轴下面是翼柱，呈圆柱体，直径相对较大且与端盖(4)翼针孔下部内径相同，附图中翼柱有两道密封槽，可安装密封圈，具体应用中可设计加工多道密封槽；翼柱下面或翼针(3)底部是翼尾，直径相对更小；附图中翼冠、翼轴、翼柱和翼尾为整体结构，具体应用中，翼轴、翼柱和翼尾为整体结构，翼冠与翼轴、翼柱和翼尾间可为整体结构，可为分体结构组合而成，具体在设计加工时统筹考虑；
端盖(4)为中孔，三棱金属板，形似梅花，边沿凸起部位称为棱，相邻棱间低凹部位称为槽，中孔内部设计加工钻井液腔室和密封槽，钻井液腔室连通端盖(4)翼针孔和传动轴(5)钻井液孔，密封槽分布在钻井液腔室两侧且通过密封圈密封端盖(4)和传动轴(5)，棱中央部位均设计加工翼针孔，上部内径相对较大用于固定安装翼帽(1)，下部内径相对较小用于固定安装翼针(3)；
传动轴(5)为中孔、厚壁金属轴，中孔是钻井液通道，钻井液孔自钻井液通道径向向外连通钻井液腔室，传动轴(5)钻井液孔所在横截面偏离端盖(4)翼针孔所在横截面，附图中传动轴(5)为一个钻井液孔，具体孔数、直径和位置在设计加工时统筹考虑；
组装时，首先组装好机械变径稳定器，或者说，把密封圈安装进端盖(4)密封槽，通过中孔把端盖(4)安装到传动轴(5)上，其次，把密封圈安装进翼针(3)密封槽，把翼针(3)安装进端盖(4)翼针孔，再次，把弹簧(2)安装到翼针(3)上，或安装进端盖(4)翼针孔，最后，安装翼帽(1)到端盖(4)翼针孔上部；组装环境和条件不同，组装顺序和方式可能不同，具体在组装时统筹筹考虑。
2.根据权利要求1所述的一种液压辅助制动装置，其特征在于：液压辅助制动装置是机械变径稳定器附属装置，用来辅助机械变径稳定器翼板伸出，提高机械变径稳定器可靠性；
在增斜初始井段，或者说，当井斜较小时，翼针(3)在螺杆钻具启动瞬间借助高压钻井液伸出，适量增加机械变径稳定器与井壁间磨阻，辅助机械变径稳定器翼板伸出，阻止螺杆钻具反扭矩向上传递，确保工具面稳定；同时，翼针(3)伸出量和冠部形状可避免机械变径稳定器与井壁间磨阻过大，确保活动钻具、摆工具面、滑动钻进及复合钻进时操作正常；停泵、起下钻时，翼针(3)利用弹簧(2)复位，确保接单根、起下钻作业安全。
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| CN201810543480.4A CN108825133A (zh) | 2018-05-22 | 2018-05-22 | 一种液压辅助制动装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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ID=64145533
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110145273A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-08-20 | 国际 | 一种油田用封隔器 |
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2018
- 2018-05-22 CN CN201810543480.4A patent/CN108825133A/zh active Pending
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|---|---|---|---|---|
| CN110145273A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-08-20 | 国际 | 一种油田用封隔器 |
| CN110145273B (zh) * | 2019-04-29 | 2020-02-04 | 大庆丹诺石油科技开发有限公司 | 一种油田用封隔器 |
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Application publication date: 20181116 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |