CN210598854U - 一种钻井用可变径稳定器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种钻井用可变径稳定器，包括上接头部、稳定器本体和下接头部；稳定器本体包括环状顶壁、外壁、内壁和环状底壁，从而环状顶壁与环状底壁之间形成容纳腔；环状顶壁设有贯穿其顶面和底面的过液孔；上接头部包括上接头本体，上接头本体的侧壁围合形成管腔；管腔通过过液孔与容纳腔连通；容纳腔内设置有伸缩机构，环状底壁上设有通孔，伸缩机构通过通孔伸出或缩进容纳腔；伸缩机构和下接头部之间设置有支撑机构，伸缩机构带动支撑机构向外支撑或向内复位。本实用新型能够为井下动力钻具提供反扭矩支撑，减少或消除反扭矩对连续管的疲劳破坏，保护连续管，提高其使用寿命；而且能够提高钻采效率、降低开采成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及油田钻井工具技术领域，尤其涉及一种钻井用可变径稳定器。
背景技术
随着油田开发的深入开展，以高扭矩为特点的超深井、水平井越来越多。传统的钻井方式是利用下钻杆来向地下钻进，每向下钻进一段距离就必须停下，续接钻杆，尤其是遇到超深井或者水平井时，花费在接钻杆上的时间更多，此种方式势必会极大地降低钻进效率。
在钻井过程中，为了控制井眼的轨迹和防止井斜，普遍使用稳定器，当传统的钻井工具受到地层条件、钻井施工工艺的影响，难以按照预定的钻井轨迹进行时，常用的方法为改变井下稳定器的直径来进行增斜、稳斜、降斜。
然而，现有的稳定器的直径大多是固定不变的，这就需要频繁的起钻、下钻，极大地增加了钻井成本、降低了钻井效率。因而，开发一种稳定器，能够通过改变井下稳定器的直径来改变井下钻具组合的力学特性，更好的控制井斜，满足石油钻井中增斜、降斜等工艺要求，减少钻井中钻具的起下钻次数、提高钻井效率、降低钻井成本，成为石油行业亟待解决的重要问题。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于：提供一种钻井用可变径稳定器，其能够为井下动力钻具提供反扭矩支撑，并且能够减少甚至消除反扭矩对连续管的疲劳破坏，保护连续管，提高其使用寿命；而且在钻井的过程中可以实现轴向滚动，减少钻具前进的阻力，提高钻采效率、降低开采成本。
本实用新型的目的采用如下技术方案实现：
一种钻井用可变径稳定器，其特征在于，包括连接连接管的上接头部、稳定器本体和连接动力钻具的下接头部，所述上接头部通过所述稳定器本体与所述下接头部连接；
所述稳定器本体包括环状顶壁，所述环状顶壁的外圆周边缘向下竖直延伸设有外壁，所述环状顶壁的内圆周边缘向下竖直延伸设有内壁；所述稳定器本体还包括环状底壁，所述环状底壁套设在所述内壁上，并与所述外壁的底部固定连接，从而所述环状顶壁与所述环状底壁之间形成容纳腔；
所述环状顶壁设有贯穿其顶面和底面的过液孔；所述上接头部包括两端敞口设置的上接头本体，所述上接头本体的侧壁围合形成管腔；所述管腔通过所述过液孔与所述容纳腔连通；
所述容纳腔内设置有伸缩机构，所述伸缩机构套设在所述内壁上；所述环状底壁上设有通孔，所述伸缩机构通过所述通孔伸出或缩进所述容纳腔；
所述伸缩机构和所述下接头部之间设置有支撑机构，所述伸缩机构通过伸出或缩进带动所述支撑机构向外支撑或向内复位。
进一步地，所述伸缩机构包括套设于所述内壁上的活塞，所述活塞通过所述通孔伸出或缩进；还包括设置于所述活塞上方的注液腔，所述注液腔能够沿轴向变大或缩小，从而推动所述活塞轴向运动；还包括推动所述活塞复位的复位弹簧，所述复位弹簧的两端分别与所述环状底壁、所述活塞抵触。
进一步地，所述注液腔由套设于所述内壁上并位于所述活塞上方的平衡块、所述内壁、所述外壁和所述环状顶壁围合而成；所述过液孔与所述注液腔连通，所述注液腔随着所述平衡块的轴向移动而变大或缩小。
进一步地，所述活塞包括套设于所述内壁上的环状的顶部，所述顶部位于所述平衡块的上方；所述顶部的底壁沿轴向延伸设置有用于推动所述支撑机构的活塞杆，所述活塞杆的末端穿过所述通孔；所述复位弹簧的一端抵触于所述顶部的底壁并且包绕在所述活塞杆的外周。
进一步地，所述平衡块的底部与所述活塞的顶部之间还填充有密封油。
进一步地，所述支撑机构包括上连杆和下连杆，所述上连杆通过销轴与所述活塞杆连接，所述下连杆通过销轴与所述下接头部连接；还包括用于支撑的滚轮，所述滚轮设置于所述上连杆与所述下连杆之间，所述上连杆通过所述滚轮与所述下连杆活动连接。
进一步地，所述滚轮在轴心的方向上设有贯穿其顶壁和底壁的连接孔，所述上连杆的下端设有第一穿孔，所述下连杆的上端设有第二穿孔，所述第一穿孔、所述连接孔和所述第二穿孔一一对应，销轴穿插其中。
进一步地，所述内壁的末端水平向外延伸设有限位片，所述下接头部的顶部卡接在所述限位片上；所述下接头部与所述内壁通过花键连接；所述下接头部的内侧下端设有锥螺纹。
进一步地，所述上接头本体的外侧壁上设置有压紧套，所述压紧套的上部设置有压紧套钢圈，所述压紧套的下部设置有压紧套钢圈连接块。
进一步地，所述内壁与所述活塞通过花键连接；所述上接头本体与所述稳定器本体之间设置有橡胶垫圈。
相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
1、本实用新型通过设置伸缩机构和支撑机构，伸缩机构带动支撑机构向外支撑或向内复位，从而调节钻井用可变径稳定器的直径，从而为井下动力钻具提供反扭矩支撑，并且能够减少甚至消除反扭矩对连续管的疲劳破坏，保护连续管，提高其使用寿命。
2、本实用新型设置的伸缩机构包括活塞、能够沿轴向变大或缩小的注液腔和推动活塞复位的复位弹簧，在钻井的过程中，可以实现轴向滚动，减少井下动力钻具前进的阻力，提高钻采效率、降低开采成本。
本实用新型的钻井用可变径稳定器的工作原理：
在上接头本体的管腔内注入高压钻井液，高压钻井液通过环状顶壁上的过液孔，进入注液腔，随着高压钻井液的增多，注液腔底部的平衡块被推动，向下移动，使得注液腔变大；注液腔通过推动平衡块和活塞之间的密封油来推动活塞，活塞的活塞杆从环状底壁上的通孔中的伸出，弹簧被压缩，活塞带动上连杆、滚轮和下连杆运动，直到滚轮与井壁接触，形成支撑。停止输入高压钻井液，弹簧在复位的作用下推动活塞回缩，从而带动上连杆、下连杆与滚轮缩回，支撑消失；通过上述方式来调节稳定器的直径。
附图说明
图1为本实用新型实施例1所提供的钻井用可变径稳定器的结构示意图；
图2为本实用新型实施例1所提供的钻井用可变径稳定器的稳定器本体的结构示意图；
图3为本实用新型实施例1所提供的钻井用可变径稳定器的活塞的结构示意图；
图中：10、上接头本体；11、压紧套；12、压紧套钢圈；13、压紧套钢圈连接块；20、环状顶壁；21、外壁；22、内壁；23、环状底壁；24、容纳腔；25、活塞；26、注液腔；27、复位弹簧；28、平衡块；30、上连杆；31、下连杆；32、滚轮；40、下接头部；221、限位片；251、顶部；252、活塞杆。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施例方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。除特殊说明的之外，本实施例中所采用到的材料及设备均可从市场购得。
实施例1：
参见图1-3，一种钻井用可变径稳定器，包括连接连接管的上接头部、稳定器本体和连接动力钻具的下接头部40，上接头部通过稳定器本体与下接头部40连接；
稳定器本体包括环状顶壁20，环状顶壁20的外圆周边缘向下竖直延伸设有外壁21，环状顶壁20的内圆周边缘向下竖直延伸设有内壁22；稳定器本体还包括环状底壁23，环状底壁23套设在内壁22上，并与外壁21的底部固定连接，从而环状顶壁20与环状底壁23之间形成容纳腔24；
环状顶壁20设有贯穿其顶面和底面的过液孔；上接头部包括两端敞口设置的上接头本体10，上接头本体10的侧壁围合形成管腔；管腔通过过液孔与容纳腔24连通；
容纳腔24内设置有伸缩机构，伸缩机构套设在内壁22上；环状底壁23上设有4个通孔，伸缩机构通过通孔伸出或缩进容纳腔24；
伸缩机构和下接头部40之间设置有支撑机构，伸缩机构通过伸出或缩进带动支撑机构向外支撑或向内复位。
伸缩机构包括套设于内壁22上的活塞25，内壁22与活塞25通过花键连接，从而实现定位导向的作用；活塞25通过通孔伸出或缩进；还包括设置于活塞25上方的注液腔26，注液腔26能够沿轴向变大，从而推动活塞25轴向运动；还包括推动活塞25复位的复位弹簧27，复位弹簧27的数量为1个；复位弹簧27的两端分别与环状底壁23、活塞25抵触。复位弹簧27的作用为蓄能，提供复位动力。
注液腔26由套设于内壁22上并位于活塞25上方的平衡块28、内壁22、外壁21和环状顶壁20围合而成，环状顶壁20上的过液孔与注液腔26连通；注液腔26随着平衡块28的轴向移动而变大或缩小。
活塞25包括套设于内壁22上的环状的顶部251，顶部251位于平衡块28的上方；顶部251的底壁沿轴向延伸设置有用于推动支撑机构的活塞杆252，活塞杆252的末端穿过通孔；活塞杆252为在顶部251的底壁上均匀间隔设置的4条活塞杆252。复位弹簧27的一端抵触于顶部251的底壁并且包绕在活塞杆252的外周。平衡块28的底部与活塞25的顶部251之间还填充有密封油，密封油作用为密封和向前传递推力。
支撑机构包括上连杆30和下连杆31，上连杆30和下连杆31的数量各为1个；上连杆30通过销轴与活塞杆252连接，下连杆31通过销轴与下接头部40连接；还包括用于支撑的滚轮32，滚轮32设置于上连杆30与下连杆31之间，用于提供井下动力钻具的反扭矩支撑和轴线前进滚动。上连杆30通过滚轮32与下连杆31活动连接。滚轮32在轴心的方向上设有贯穿其顶壁和底壁的连接孔，上连杆30的下端设有第一穿孔，下连杆31的上端设有第二穿孔，第一穿孔、连接孔和第二穿孔一一对应，销轴穿插其中。
稳定器本体的内壁22围合成管状结构，下接头部40的顶部和底部连通并形成开口的管状结构，从而使得上接头部的管腔、稳定器本体的内壁22围合成的管状结构、下接头部40的管状结构能够连通；
内壁22的末端水平向外延伸设有限位片221，下接头部40的顶部卡接在限位片221的顶部上，从而固定下接头部40。下接头部40与内壁22通过花键连接，用于传递井下动力钻具的反扭矩；下接头部40的内侧下端设有锥螺纹。
上接头本体10的外侧壁上设置有压紧套11，压紧套11的上部设置有压紧套钢圈12，压紧套11的下部设置有压紧套钢圈连接块13，压紧套11、压紧套钢圈12、压紧套钢圈连接块13共同作用，利用橡胶圈的摩擦力与连续管连接、接通高压钻井液。上接头本体10与稳定器本体之间设置有橡胶垫圈；上接头本体10与稳定器本体通过六个螺栓连接。
实施例2：
环状底壁上设有6个通孔，活塞杆为在顶部的底壁上均匀间隔设置的6条活塞杆。其他同实施例1。
实施例3：
环状底壁上设有多个通孔，活塞杆为在顶部的底壁上均匀间隔设置的多条活塞杆，活塞杆与通孔的位置一一对应，并且数量一致。其他同实施例1。
实施例4：
上连杆和下连杆的数量均设置为多个；多个上连杆之间通过销轴连接；多个下连杆之间通过销轴连接。
实施例5：
复位弹簧的数量为多个，复位弹簧与活塞杆平行设置，每个复位弹簧的两端均分别与环形底壁、活塞顶部的底壁相抵触。
上述实施方式仅为本实用新型的优选实施例方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种钻井用可变径稳定器，其特征在于，包括连接连接管的上接头部、稳定器本体和连接动力钻具的下接头部，所述上接头部通过所述稳定器本体与所述下接头部连接；
所述稳定器本体包括环状顶壁，所述环状顶壁的外圆周边缘向下竖直延伸设有外壁，所述环状顶壁的内圆周边缘向下竖直延伸设有内壁；所述稳定器本体还包括环状底壁，所述环状底壁套设在所述内壁上，并与所述外壁的底部固定连接，从而所述环状顶壁与所述环状底壁之间形成容纳腔；
所述环状顶壁设有贯穿其顶面和底面的过液孔；所述上接头部包括两端敞口设置的上接头本体，所述上接头本体的侧壁围合形成管腔；所述管腔通过所述过液孔与所述容纳腔连通；
所述容纳腔内设置有伸缩机构，所述伸缩机构套设在所述内壁上；所述环状底壁上设有通孔，所述伸缩机构通过所述通孔伸出或缩进所述容纳腔；
所述伸缩机构和所述下接头部之间设置有支撑机构，所述伸缩机构通过伸出或缩进带动所述支撑机构向外支撑或向内复位。
2.根据权利要求1所述的钻井用可变径稳定器，其特征在于，所述伸缩机构包括套设于所述内壁上的活塞，所述活塞通过所述通孔伸出或缩进；还包括设置于所述活塞上方的注液腔，所述注液腔能够沿轴向变大或缩小，从而推动所述活塞轴向运动；还包括推动所述活塞复位的复位弹簧，所述复位弹簧的两端分别与所述环状底壁、所述活塞抵触。
3.根据权利要求2所述的钻井用可变径稳定器，其特征在于，所述注液腔由套设于所述内壁上并位于所述活塞上方的平衡块、所述内壁、所述外壁和所述环状顶壁围合而成；所述过液孔与所述注液腔连通，所述注液腔随着所述平衡块的轴向移动而变大或缩小。
4.根据权利要求3所述的钻井用可变径稳定器，其特征在于，所述活塞包括套设于所述内壁上的环状的顶部，所述顶部位于所述平衡块的上方；所述顶部的底壁沿轴向延伸设置有用于推动所述支撑机构的活塞杆，所述活塞杆的末端穿过所述通孔；所述复位弹簧的一端抵触于所述顶部的底壁并且包绕在所述活塞杆的外周。
5.根据权利要求4所述的钻井用可变径稳定器，其特征在于，所述平衡块的底部与所述活塞的顶部之间还填充有密封油。
6.根据权利要求4所述的钻井用可变径稳定器，其特征在于，所述支撑机构包括上连杆和下连杆，所述上连杆通过销轴与所述活塞杆连接，所述下连杆通过销轴与所述下接头部连接；还包括用于支撑的滚轮，所述滚轮设置于所述上连杆与所述下连杆之间，所述上连杆通过所述滚轮与所述下连杆活动连接。
7.根据权利要求6所述的钻井用可变径稳定器，其特征在于，所述滚轮在轴心的方向上设有贯穿其顶壁和底壁的连接孔，所述上连杆的下端设有第一穿孔，所述下连杆的上端设有第二穿孔，所述第一穿孔、所述连接孔和所述第二穿孔一一对应，销轴穿插其中。
8.根据权利要求1所述的钻井用可变径稳定器，其特征在于，所述内壁的末端水平向外延伸设有限位片，所述下接头部的顶部卡接在所述限位片上；所述下接头部与所述内壁通过花键连接；所述下接头部的内侧下端设有锥螺纹。
9.根据权利要求1所述的钻井用可变径稳定器，其特征在于，所述上接头本体的外侧壁上设置有压紧套，所述压紧套的上部设置有压紧套钢圈，所述压紧套的下部设置有压紧套钢圈连接块。
10.根据权利要求2所述的钻井用可变径稳定器，其特征在于，所述内壁与所述活塞通过花键连接；所述上接头本体与所述稳定器本体之间设置有橡胶垫圈。
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