CN207092978U - 一种可变径稳定器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种可变径稳定器，包括壳体、活塞、滑动套、设于活塞下部的锥面套和设于壳体上的扶正柱，锥面套和扶正柱配合实现变径。这种可变径稳定器，可由地面操控进行变径的目的，该稳定器通过井口多次投球，使对应的稳定器处于涨开状态下，实现不起钻达成不同钻具组合通井目的，当需要实现双扶或三扶通井时，只需将钻柱起钻到套管脚，通过投球，控制二扶（或三扶）通井变径稳定器扶正柱伸出，即可实现单扶、双扶、三扶通井。使用该稳定器，可节约起下钻时间，减少井壁浸泡时间，降低井下坍塌风险，提高通井效率。

Description

一种可变径稳定器

技术领域

本实用新型属于钻井作业设备技术领域，具体涉及一种可变径稳定器。

背景技术

水平井作业中，为保证下套管时井眼通畅，下套管前需先进行通井作业。一般分别使用单扶、双扶和三扶钻具进行三次通井。传统通井作业使用固定外径的稳定器，需要至少三次起下钻以安装/更换稳定器，形成不同钻具组合，作业周期长，并容易造成遇阻和卡钻。同时因井壁长时间浸泡，坍塌风险增高。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的上述问题，提供一种可变径稳定器，节约起下钻时间，减少井壁浸泡时间，降低井下坍塌风险，提高通井效率。

为此，本实用新型提供的技术方案如下：

一种可变径稳定器，包括圆柱形壳体，所述壳体内壁从上至下依次至少设有第一壳体锁肖环槽、第二壳体锁肖环槽两个壳体锁肖环槽，所述壳体内设有活塞，所述活塞为中空结构，所述活塞上端设有压帽，所述活塞上部内设有可沿活塞轴向运动的滑动套，所述活塞外表面从上至下依次设有卡肖、第一锁肖、第二锁肖，所述第一锁肖、第二锁肖均为多个且周向均匀分布，所述活塞下部外表面从上至下套设有多个锥面套，所述锥面套下端依次为均套装在活塞上的隔环和复位弹簧，所述复位弹簧下端套设有限位套，所述壳体上设有与锥面套的锥面配合连接的扶正柱；

所述滑动套下端设有滑动套复位弹簧，该滑动套外表面从上至下依次设有卡肖槽、第一滑动套锁肖环槽、第二滑动套锁肖环槽，所述卡肖槽与卡肖配合锁定滑动套，所述第一壳体锁肖环槽和第一滑动套锁肖环槽均与第一锁肖配合，第二壳体锁肖环槽和第二滑动套锁肖环槽均与第二锁肖配合，所述第一滑动套锁肖环槽、第一锁肖、第一壳体锁肖环槽、第二滑动套锁肖环槽、第二锁肖、第二壳体锁肖环槽与壳体顶端的距离依次增大。

所述壳体内壁从上至下依次设有第一壳体锁肖环槽、第三壳体锁肖环槽、第二壳体锁肖环槽，所述第一壳体锁肖环槽、第三壳体锁肖环槽和第一滑动套锁肖环槽均与第一锁肖配合，所述第二壳体锁肖环槽和第二滑动套锁肖环槽均与第二锁肖配合；

所述第一滑动套锁肖环槽、第一锁肖、第一壳体锁肖环槽、第三壳体锁肖环槽、第二滑动套锁肖环槽、第二锁肖、第二壳体锁肖环槽与壳体顶端的距离依次增大。

所述活塞为内径上大下小的中空结构，套设有多个锥面套的所述活塞下部内径较小。

所述滑动套的一端设有卡肖槽，另一端从上至下依次设有泄流孔、投球阻拦台肩。

所述扶正柱为柱状，一端面为圆柱面，另一端为与锥面套锥面配合的锥平面，该锥平面上设有燕尾槽，所述锥面套上设有与燕尾槽配合的燕尾形凸台。

所述第一锁肖、第二锁肖均为柱状，两端均为圆锥形。

所述压帽为中空螺母，所述卡肖为圆柱形肖子，所述卡肖过盈安装在活塞上。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的这种可变径稳定器，可由地面操控进行变径的目的，该稳定器通过井口多次投球，使对应的稳定器处于涨开状态下，实现不起钻达成不同钻具组合通井目的，当需要实现双扶或三扶通井时，只需将钻柱起钻到套管脚，通过投球，控制二扶（或三扶）通井变径稳定器扶正柱伸出，即可实现单扶、双扶、三扶通井。使用该稳定器，可节约起下钻时间，减少井壁浸泡时间，降低井下坍塌风险，提高通井效率。

该变径稳定器通过锁肖、卡肖和锁肖环槽、卡肖槽配合实现自锁机构，使变径稳定器保持在两种不同的状态下（涨开和缩回），外径保持稳定，可靠性更高。该装置结构简单，操作方便，提高了钻井时效。

下面将结合附图做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是壳体结构示意图；

图3为活塞结构示意图；

图4为滑动套结构示意图；

图5为锥面套结构示意图；

图6为扶正柱结构示意图；

图7为销肖结构示意图；

图8是初始位置壳体与活塞解锁示意图；

图9是中间位置活塞与滑动套锁定示意图；

图10是活塞与滑动套解锁示意图；

图11是活塞最大位置锁定示意图；

图12是滑动套上卡肖槽结构示意图；

图13是滑动套局部结构示意图。

图中：1、壳体；2、活塞；3、锥面套；4、扶正柱；5、限位套；6、第一锁肖；7、活塞复位弹簧；8、隔环；9、第一滑动套锁肖环槽；10、密封件；11、第一壳体锁肖环槽；12、第三壳体锁肖环槽；13、第二滑动套锁肖环槽；14、压帽；15、第二锁肖；16、滑动套；17、卡肖；18、滑动套复位弹簧；19、第二壳体锁肖环槽；20、燕尾槽；21、燕尾形凸台；22、扶正柱孔；23、锁肖孔；24、卡肖孔； 25、卡肖槽；26、投球阻拦台肩；27、泄流孔。

具体实施方式

实施例1：

本实施例提供了一种可变径稳定器，包括圆柱形壳体1，所述壳体1内壁从上至下依次至少设有第一壳体锁肖环槽11、第二壳体锁肖环槽19两个壳体锁肖环槽，所述壳体1内设有活塞2，所述活塞2为中空结构，所述活塞2上端设有压帽14，所述活塞2上部内设有可沿活塞2轴向运动的滑动套16，所述活塞2外表面从上至下依次设有卡肖17、第一锁肖6、第二锁肖15，所述第一锁肖6、第二锁肖15均为多个且周向均匀分布，所述活塞2下部外表面从上至下套设有多个锥面套3，所述锥面套3下端依次为均套装在活塞2上的隔环8和复位弹簧，所述复位弹簧下端套设有限位套5，所述壳体1上设有与锥面套3的锥面配合连接的扶正柱4；

所述滑动套16下端设有滑动套复位弹簧18，该滑动套16外表面从上至下依次设有卡肖槽25、第一滑动套锁肖环槽9、第二滑动套锁肖环槽13，所述卡肖槽25与卡肖17配合锁定滑动套16，所述第一壳体锁肖环槽11和第一滑动套锁肖环槽9均与第一锁肖6配合，第二壳体锁肖环槽19和第二滑动套锁肖环槽13均与第二锁肖15配合，所述第一滑动套锁肖环槽9、第一锁肖6、第一壳体锁肖环槽11、第二滑动套锁肖环槽13、第二锁肖15、第二壳体锁肖环槽19与壳体1顶端的距离依次增大。

其中，第一滑动套锁肖环槽9、第一锁肖6、第一壳体锁肖环槽11、第二滑动套锁肖环槽13、第二锁肖15、第二壳体锁肖环槽19与壳体1顶端的距离依次增大为稳定器初始位置，外径最小。

初始位置时，稳定器外径最小，壳体1和活塞2通过第一壳体锁肖环槽11和第一锁肖6锁紧，滑动套16在滑动套复位弹簧18和卡肖17的作用下，处于初始位置，当滑动套16克服滑动套复位弹簧18安装弹力后可沿轴向向下移动，向上移动被卡肖17在卡肖槽25中限位。如果滑动套16不能克服滑动套16回位弹簧弹力向下移动，稳定器将保持在最小外径状态。

当需要变径时，从壳体1顶端投球，滑动套16在液压作用下克服滑动套复位弹簧18的弹力后向下运动，当第一滑动套锁肖环槽9与活塞2第一锁肖6对齐后，第一锁肖6在第一壳体锁肖环槽11的斜边作用下，沿径向被推入第一滑动套锁肖环槽9内，解除活塞2与壳体1的锁定，同时，第二锁肖15被第二滑动套锁肖环槽13左斜边卡住，滑动套16与活塞2被锁定，滑动套16在液力作用下推动活塞2，活塞2带动锥面套3向下移动，锥面套3推动扶正柱4沿径向移动，实现变径。

其中，锥面套3套装在活塞2上，可随活塞2作轴向运动。当锥面套3轴向运动时，扶正柱4在锥面套3和活塞复位弹簧7作用下被动做径向涨开或回缩运动。活塞复位弹簧7于对活塞2施加初始轴向力以及解锁后活塞2、锥面套3的复位。壳体上有扶正柱孔22，扶正柱在扶正柱孔22中，第一锁肖6、第二锁肖15设于活塞2的锁肖孔23中。17卡肖设于卡肖孔24中。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种如图1所示的可变径稳定器，所述壳体1内壁从上至下依次设有第一壳体锁肖环槽11、第三壳体锁肖环槽12、第二壳体锁肖环槽19，所述第一壳体锁肖环槽11、第三壳体锁肖环槽12和第一滑动套锁肖环槽9均与第一锁肖6配合，所述第二壳体锁肖环槽19和第二滑动套锁肖环槽13均与第二锁肖15配合；

所述第一滑动套锁肖环槽9、第一锁肖6、第一壳体锁肖环槽11、第三壳体锁肖环槽12、第二滑动套锁肖环槽13、第二锁肖15、第二壳体锁肖环槽19与壳体1顶端的距离依次增大。本实施例中锥面套3有两个。

本实施例动作过程为：如图1所示本实用新型处于小外径的初始状态，壳体1和活塞2为锁定状态，滑动套16在滑动套复位弹簧18和卡肖17的作用下，处于初始位置；如图8所示，当需要变径时，投入钢球，滑动套16（在液力作用下开始运动，在此过程中，壳体1和活塞2解锁，与此同时，滑动套16和活塞2锁定，如图9所示，滑动套16的第一滑动套锁肖环槽9、第二滑动套锁肖环槽13分别和活塞2的第一锁肖6、第二锁肖15配合锁定，之后，滑动套16在液力作用下推动活塞2，活塞2带动锥面套3向下移动，锥面套3推动扶正柱4沿径向移动，实现外径逐渐增大，当活塞2推动锥面套3向下运动到与限位套5接触，如图10所示，活塞2到达下部极限位置，变径达到最大外径，此时第一锁肖6与第三壳体锁肖环槽12对齐，第二锁肖15与第二壳体锁肖环槽19对齐，活塞2与滑动套16的锁定解除。

随着滑动套16在液力作用下继续向下运动，如图11所示，第一锁肖6卡入第三壳体锁肖环槽12，第二锁肖15卡入第二壳体锁肖环槽19，将活塞2与外壳锁死，稳定器将保持在最大外径尺寸。壳体1结构如图2所示。

如图12，在滑动套16继续向右移动过程中，卡肖槽25斜面首先与卡肖17接触，滑动套16继续右移，将在卡肖17与卡肖槽25斜面的作用下被动地扭转一个角度。当滑动套16右端面顶在活塞2台阶面上时，卡肖17位置处于锁定位置。此时滑动套16液流通道打开，滑动套16所受轴向推力减少，在滑动套复位弹簧18作用下向上移动，卡肖槽25自锁面被固定在活塞2上的卡肖17挡住，滑动套16位置锁定，活塞2与壳体1保持锁定状态。滑动套16结构如图4所示，锥面套3结构如图5所示。

通井完成后，稳定器起出并从钻柱上拆下来后，扶正柱4的缩回操作在地面通过手动操作完成。如图13，将一专用工具插入滑动套16中，沿逆时针旋转一个角度，卡肖17经卡肖槽25斜面后处于卡肖槽25直段。此时，在活塞复位弹簧7和滑动套复位弹簧18的作用下，滑动套16、活塞2、锥面套3一块向上移动，扶正柱4在锥面套3带动下缩回。

实施例3：

在实施例2的基础上，本实施例提供了一种可变径稳定器，所述活塞2为内径上大下小的中空结构，套设有多个锥面套3的所述活塞2下部内径较小。大径部分两端设有密封件10，活塞2结构如图3所示。

所述滑动套16的一端设有卡肖槽25，另一端从上至下依次设有泄流孔27、投球阻拦台肩26。滑动套16液流通道打开，液体通过泄流孔27流出。

如图6所示，所述扶正柱4为柱状，一端面为圆柱面，另一端为与锥面套3锥面配合的锥平面，该锥平面上设有燕尾槽20，所述锥面套3上设有与燕尾槽20配合的燕尾形凸台21。

如图7所示，所述第一锁肖6、第二锁肖15均为柱状，两端均为圆锥形。

所述压帽14为中空螺母，所述卡肖17为圆柱形肖子，所述卡肖17过盈安装在活塞2上。压帽14用于对活塞2限位并防止活塞2从壳体1中脱出。卡肖17用于在特定位置锁定滑动套16的位置。

以上各实施例没有详细叙述的结构属本行业的公知常识，这里不一一叙述。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种可变径稳定器，包括圆柱形壳体（1），其特征在于：所述壳体（1）内壁从上至下依次至少设有第一壳体锁肖环槽（11）、第二壳体锁肖环槽（19）两个壳体锁肖环槽，所述壳体（1）内设有活塞（2），所述活塞（2）为中空结构，所述活塞（2）上端设有压帽（14），所述活塞（2）上部内设有可沿活塞（2）轴向运动的滑动套（16），所述活塞（2）外表面从上至下依次设有卡肖（17、第一锁肖（6）、第二锁肖（15），所述第一锁肖（6）、第二锁肖（15）均为多个且周向均匀分布，所述活塞（2）下部外表面从上至下套设有多个锥面套（3），所述锥面套（3）下端依次为均套装在活塞（2）上的隔环（8）和复位弹簧，所述复位弹簧下端套设有限位套（5），所述壳体（1）上设有与锥面套（3）的锥面配合连接的扶正柱（4）；

所述滑动套（16）下端设有滑动套复位弹簧（18），该滑动套（16）外表面从上至下依次设有卡肖槽（25）、第一滑动套锁肖环槽（9）、第二滑动套锁肖环槽（13），所述卡肖槽（25）与卡肖（17）配合锁定滑动套（16），所述第一壳体锁肖环槽（11）和第一滑动套锁肖环槽（9）均与第一锁肖（6）配合，第二壳体锁肖环槽（19）和第二滑动套锁肖环槽（13）均与第二锁肖（15）配合，所述第一滑动套锁肖环槽（9）、第一锁肖（6）、第一壳体锁肖环槽（11）、第二滑动套锁肖环槽（13）、第二锁肖（15）、第二壳体锁肖环槽（19）与壳体（1）顶端的距离依次增大。

2.根据权利要求1所述的一种可变径稳定器，其特征在于：所述壳体（1内壁从上至下依次设有第一壳体锁肖环槽（11）、第三壳体锁肖环槽（12）、第二壳体锁肖环槽（19），所述第一壳体锁肖环槽（11）、第三壳体锁肖环槽（12）和第一滑动套锁肖环槽（9）均与第一锁肖（6）配合，所述第二壳体锁肖环槽（19）和第二滑动套锁肖环槽（13）均与第二锁肖（15）配合；

所述第一滑动套锁肖环槽（9）、第一锁肖（6）、第一壳体锁肖环槽（11）、第三壳体锁肖环槽（12）、第二滑动套锁肖环槽（13）、第二锁肖（15）、第二壳体锁肖环槽（19）与壳体（1）顶端的距离依次增大。

3.根据权利要求1所述的一种可变径稳定器，其特征在于：所述活塞（2）为内径上大下小的中空结构，套设有多个锥面套（3）的所述活塞（2）下部内径较小。

4.根据权利要求1所述的一种可变径稳定器，其特征在于：所述滑动套（16）的一端设有卡肖槽（25），另一端从上至下依次设有泄流孔（27）、投球阻拦台肩（26）。

5.根据权利要求1所述的一种可变径稳定器，其特征在于：所述扶正柱（4）为柱状，一端面为圆柱面，另一端为与锥面套（3）锥面配合的锥平面，该锥平面上设有燕尾槽（20），所述锥面套（3）上设有与燕尾槽（20）配合的燕尾形凸台（21）。

6.根据权利要求1所述的一种可变径稳定器，其特征在于：所述第一锁肖（6）、第二锁肖（15）均为柱状，两端均为圆锥形。

7.根据权利要求1所述的一种可变径稳定器，其特征在于：所述压帽（14）为中空螺母，所述卡肖（17）为圆柱形肖子，所述卡肖（17）过盈安装在活塞（2）上。