[发明专利]一种液压变径稳定器

摘要

本发明专利提供了一种液压变径稳定器，主要由稳定器壳体、控制管、上密封座、压板、柱塞、中间翼板、顶部翼板、弹簧和下密封座组成。复合钻进时，控制管下行，控制管上密封段和控制管下密封段分别进入上密封座和下密封座，钻井液经控制管中孔直接进入下部钻具，柱塞、中间翼板和顶部翼板未伸出，液压变径稳定器相当于钻柱稳定器。滑动钻进时，控制管上行，控制管上密封段和控制管下密封段分别离开上密封座和下密封座，钻井液压力经控制管和稳定器壳体中孔间环空传递给柱塞，推动柱塞、中间翼板和顶部翼板伸出，顶部翼板板牙嵌进井壁，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。

主权项

1.液压变径稳定器主要由稳定器壳体(1)、控制管(2)、上密封座(3)、压板(4)、柱塞(5)、中间翼板(6)、顶部翼板(7)、弹簧(8)和下密封座(9)组成；稳定器壳体(1)为中孔、直棱状、厚壁金属管；从内部来看，中孔中部直径相对较小，两端直径相对较大，用于安装上密封座(3)和下密封座(9)；从外部来看，两端是螺纹，中部是扶正棱，扶正棱直径略小于井眼直径，扶正棱顶部镶嵌硬质合金块，扶正堎两端加工成倒角，扶正棱自外向内依次加工有压板轨道、翼板仓和柱塞缸；从附图1来看，每个扶正棱均加工三个柱塞缸，用于安装柱塞(5)，具体应用中，根据不同井眼规范和翼板推力可设计加工一个柱塞缸，或两个柱塞缸，或四个柱塞缸，或多个柱塞缸，具体在设计加工时统筹考虑；从附图2来看，稳定器壳体(1)周向均布加工三个扶正棱，具体应用中，根据不同井眼规范可设计加工四个扶正棱，或五个扶正棱，或多个扶正棱，具体在设计加工时统筹考虑；控制管(2)为中孔、厚壁金属管；从内部来看，中孔直径相同；从外部来看，上部直径相对较大，下部直径相对较小，且分别与上密封座(3)和下密封座(9)中孔直径相同；从附图1来看，控制管(2)与上密封座(3)和下密封座(9)重叠段可称为控制管上密封段和控制管下密封段，且均未加工密封槽，无密封圈，具体应用中，控制管上密封段和上密封座(3)、控制管下密封段和下密封座(9)可按照偶件分别配套研磨密封，或者，控制管上密封段和控制管下密封段可设计加工多道、多种密封槽，安装多道密封圈或密封圈组合，具体在设计加工时统筹考虑；上密封座(3)为中孔、薄壁金属管；从内部来看，中孔直径与控制管(2)上部外径相同；从外部来看，上部直径相对较大且为外螺纹，下部直径相对较小；从附图1来看，上密封座(3)无密封槽，未安装密封圈，具体应用中，可在上密封座(3)下部加工密封槽，或者，可在稳定器壳体(1)中孔对应部位加工密封槽，具体在设计加工时统筹考虑；压板(4)为带燕尾状侧翼、顶部微凸、长方形金属薄板；顶部是沿长度方向凸圆弧面，圆弧面直径与扶正棱直径相同且略小于井眼直径，底部加工有弹簧槽，两侧加工成燕尾状侧翼，且技术规范与扶正棱压板轨道相同，前端是平面，后端是倒角，且技术规范与扶正棱倒角相同；从附图1来看，压板(4)通过螺钉固定安装在稳定器壳体(1)上，具体应用中，压板(4)首先通过燕尾状侧翼插进扶正棱压板轨道，再利用螺钉固定安装，螺钉孔可为圆柱状阶梯孔，可为圆柱状通孔，具体在设计加工时统筹考虑；柱塞(5)为实心、金属圆柱体，直径和高度均与柱塞缸相同；中间翼板(6)为圆弧角、长方形金属薄板；中部加工有螺钉孔，两端加工有圆筒状弹簧座，弹簧座深度与弹簧槽深度之和等于弹簧(8)压缩剩余高度；顶部翼板(7)由翼板体、螺钉孔和板牙组成；翼板体是螺钉孔和板牙载体，为顶部微凸、长方形金属薄板，长度相对较大，宽度和高度相对较小；螺钉孔为翼板体上阶梯状圆柱孔；板牙敷着在翼板体顶部且与翼板体为整体结构，板牙顶部为长方形平面，宽度极窄，形似刀刃；下密封座(9)为中孔、薄壁金属管；从内部来看，中孔直径与控制管(2)下部外径相同；从外部来看，上部直径相对较小，下部直径相对较大且为外螺纹；从附图1来看，下密封座(9)无密封槽，未安装密封圈，具体应用中，可在下密封座(9)上部加工密封槽，或者，可在稳定器壳体(1)中孔对应部位加工密封槽，具体在设计加工时统筹考虑；组装时，首先利用螺钉把顶部翼板(7)和中间翼板(6)联结成整体；然后，依次把柱塞(5)、中间翼板(6)和顶部翼板(7)、弹簧(8)安装进柱塞缸和翼板仓；再次，从扶正棱两端压板轨道插进压板(4)，利用螺钉固定住压板(4)，据此将全部柱塞(5)、中间翼板(6)、顶部翼板(7)、弹簧(8)和压板(4)安装到扶正棱中；最后，固定安装下密封座(9)和上密封座(3)，把控制管(2)安装到旋转滑动钻进工具中传动轴下端且插入稳定器壳体(1)中孔内，连接好旋转滑动钻进工具和液压变径稳定器；组装环境和条件不同，液压变径稳定器组装顺序和方法可能不同，具体在组装时统筹考虑。