[实用新型]自适应稳压装置

说明书

本实用新型公开了一种自适应稳压装置，主要由外壳体、中心轴、弹簧装置a、调节阀、弹簧装置b、花键副组成。弹簧装置a与弹簧装置b安装在外壳体与中心轴之间，调节阀安装在中心轴上，且安装在弹簧装置a与弹簧装置b之间，外壳体与中心轴上加工花键副。自适应稳压装置安装在钻头上部，钻井液经过中心轴的中心孔后达到钻头，扭矩通过外壳体与中心轴上的花键副传递至钻头。自适应稳压装置安装在钻头上部，由自动调节阀和不同弹性的模块组成，能够更广泛的适应钻头的随机振动，克服了常规只含有一种弹性模块的减振稳压装置使用效果不显著、适应性差的不足既有利于提高破岩效率，又能有效保护钻头，是一种结构简单、操作方便、安全可靠的新型工具。

技术领域

本实用新型涉及石油钻井、煤层气钻井、地质勘探、矿山钻探领域的一种井下工具，尤其是一种自适应稳压装置。

背景技术

在石油天然气钻井、地质勘探、矿山钻探中，由于井底岩石坚硬及不均质性等因素的影响，钻头在旋转破岩过程中，会产生剧烈的、无规律性的振动，导致钻头破岩压力的稳定状态被打破，不仅降低钻井破岩效率，而且极易损坏钻头切削齿，大幅减少钻头使用寿命，延长了钻井周期，增加了钻井成本。

中国专利CN108179980A公开了《一种机械变径稳定器》，作为螺杆钻具配套工具用来消除螺杆钻具反扭角，解决定向井、水平井螺杆钻具滑动钻进定向困难，提高定向钻井速度，降低定向钻井成本。具体技术方案是：主要由上接头、销钉、传动轴、轴状翼板、下接头、端盖、双向凸轮、导向轮、单向凸轮和外筒组成。该实用新型在定向井、水平井钻井过程中，机械变径稳定器通常连接到螺杆钻具上部或上移一段距离钻具中，机械变径稳定器距离螺杆钻具越近，稳定工具面效果越好。摆工具面或复合钻进时，转盘(或顶驱)扭矩高于螺杆钻具反扭矩，井下钻具和螺杆钻具复合驱动钻头顺时针旋转，传动轴由上部钻具驱动顺时针旋转，双向凸轮轨道外侧璧推动轴状翼板向内运动，轴状翼板收回，机械变径稳定器相当于钻柱稳定器。滑动钻进时，转盘(或顶驱)不驱动井下钻具旋转，螺杆钻具驱动钻头顺时针旋转，传动轴由下部钻具驱动逆时针旋转，双向凸轮轨道内侧璧和单向凸轮共同推动轴状翼板向外运动，轴状翼板伸出且嵌进井壁，阻止螺杆钻具反扭矩向上传递，消除螺杆钻具反扭角，彻底解决螺杆钻具滑动钻进定向困难。

理论研究与现场实践表明，钻头旋转破岩过程中，钻头上的压力越稳定，破岩效率越高，钻头寿命越长，钻井成本越低。面对井底岩石多样性，现有技术中的钻井工艺和设备很难保持钻头破岩过程的平稳性和保持很高的破岩效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服以上缺陷，进一步提高钻头破岩效率，更加适应井底岩石的多样性，且防止钻头切削齿过早崩损，延长钻头使用寿命，提高井下安全性，在最大限度不频繁起下钻更换钻头、不增加钻井成本的前提下，利用井下稳压装置保持钻头破岩过程的平稳性，提供了一种自适应稳压装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

自适应稳压装置，包括外壳体、中心轴、弹簧和调节阀，其中：

所述外壳体上部带有接头，下部内壁设有内凸花键副，中段内壁设有环形凹槽；所述中心轴底部带有接头，中段下部设有与外壳体内凸花键副配合的花键副，花键副上部为周向外凸台，外凸台上方与外壳体环形凹槽构成弹簧腔，中心轴与外壳体上下结合部构成轴向滑动密封配合；所述弹簧包括两组弹性参数不同的弹簧装置a和弹簧装置b，所述弹簧装置a和弹簧装置b沿轴向设置在环形弹簧腔内；所述调节阀安装在中心轴上，且位于弹簧装置a和弹簧装置b之间。

上述方案进一步包括：

所述弹簧装置a比弹簧装置b的弹性参数大。

所述弹簧装置a在弹簧装置b的上方。

所述调节阀沿轴向设置有上下贯通弹簧腔的流道。

所述弹簧腔内充满润滑油。

所述花键副所处空间充满润滑油。