[发明专利]一种液力可变径扶正器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于油气井井下扩眼和深部地层矿物开采的液力可变径扶正器。

背景技术

在钻井过程中为了控制和调整井眼井斜，会大量使用扶正器，目前使用的扶正器主要分为刚性扶正器和弹性扶正器，刚性扶正器支撑力大，但形状固定，无法适用于井壁不规则井眼，弹性扶正器主要根据弹簧的原理设计，具有较高的复位力，但下入过程中会产生极大的轴向摩擦阻力，支撑力也不及刚性扶正器。现在也有部分可以井下启动的可变径扶正器，但在井斜较大的井段和水平井段常常因为启动力过大，无法支撑足够长度钻柱的重量，而在较短钻柱间距上频繁安装扶正器，增加钻井成本。

在钻井过程中，应该尽量准确有效地控制井眼轨迹，提高机械钻速，减小轴向摩擦阻力，降低钻井成本。扶正器作为钻井过程的关键工具，应尽量满足复杂钻井条件的技术要求，降低经济成本，目前使用的扶正器均有一定局限性。

发明内容

本发明的目的是：为了解决钻井过程中井下可变径扶正器启动力大，安装间距短的问题，特提供一种液力可变径扶正器。通过泵压控制变径范围，有级变径，启动力小，支撑力大。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种液力可变径稳定器，包括上筒体、螺钉a、压板、弹簧a、锁紧筒、销钉a、扶正臂a、滑套、弹簧b、水嘴、挡环、弹簧c、销钉b、隔环、推力轴承a、螺钉b、滑块、内中心管、转筒体、外中心管、推力轴承b、扶正臂b、销钉c、下筒体；其结构特征是：上筒体上端部设有标准丝扣与上部钻柱连接，下端部设有标准丝扣与下筒体连接，上筒体径向加工三个通孔，通孔内侧端部有一台阶，三个通孔在圆周方向均呈120°分布，上筒体轴向加工三个凹槽，三个凹槽在圆周方向均呈120°分布，三个凹槽分别穿过三个通孔外侧端部，凹槽宽度为通孔直径的一半；锁紧筒为一圆筒体，一端封闭，另一端端面斜度为20～30°，端面中间加工一个凹槽，凹槽宽度等于上筒体凹槽宽度，凹槽最大深度为两倍上筒体凹槽深度；三个锁紧筒放入上筒体三个通孔内，锁紧筒与上筒体通孔的接触面采用密封圈密封，三个弹簧a分别安装于三个锁紧筒内腔，安装时，弹簧a处于压缩状态；三个压板分别安装在上筒体三个凹槽内，压板用螺钉a与上筒体凹槽固定连接；下筒体下部设有一段等边三棱柱，推力轴承b安装在下筒体等边三棱柱上端面；转筒体内部加工有三个螺旋凹槽，三个螺旋凹槽在圆周方向均呈120°分布，转筒体外部上端有三个分瓣，三个分瓣在圆周方向均呈120°分布，类似棘轮结构；转筒体套入下筒体，下端面与推力轴承b接触；外中心管下端有三个凸起花键，三个花键在圆周方向均呈120°分布，凸起花键与转筒体螺旋凹槽螺旋角相同，外中心管套入下筒体，外中心管外部凸起花键嵌入转筒体内部螺旋凹槽；下筒体中部轴向设有三个通槽连通下筒体内外空间，三个通槽在圆周方向均呈120°分布，水嘴与内中心管用丝扣连接，内中心管外部加工有一圈环形凹槽，内中心管放置于下筒体内腔，三个滑块分别穿过下筒体三个通槽嵌入内中心管环形凹槽内，外中心管用螺钉b分别与三个滑块固定连接，推力轴承a套入外中心管，并与转筒体上端面接触，隔环套入外中心管，并与推力轴承a接触，弹簧c安装在隔环上，安装时，弹簧c处于压缩状态；挡环与外中心管上部丝扣连接；弹簧b安装于上筒体下端部台阶上，安装时，弹簧b处于压缩状态；滑套套入上筒体，滑套上端内侧有多级锯齿扣，滑套下端外部加工为等边三棱柱，扶正臂a用销钉a铰接于滑套下端部等边三棱柱一柱面上，下筒体下端部有标准丝扣与下部钻柱连接，下筒体下部有一段为等边三棱柱，扶正臂b用销钉c铰接于下筒体下部等边三棱柱一柱面上，扶正臂a与扶正臂b用销钉b铰接。

本发明的有益效果是：（1）本扶正器启动力小，转筒体内部螺旋凹槽螺旋角很小，可以将轴向液压力放大为极大的周向力，支撑扶正杆撑起；（2）在下入过程中，扶正臂收回，不会产生轴向摩擦阻力；（3）变径后可以锁定，支撑力很大；（4）扶正臂在撑开和收回的过程中均能有效避免被岩屑卡住的问题；（5）本扶正器液压力驱动方便，机械结构简单可靠，用于常规油气钻井及固体矿藏钻井作业中。

附图说明

图1是本发明一种液力可变径扶正器扶正臂撑开时的结构示意图；

图2是本发明一种液力可变径扶正器扶正臂收回时的结构示意图；

图3是图1A-A截面剖视图；

图4是图2B-B截面剖视图；