[发明专利]可变三个以上直径的液压变径稳定器及变径方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可变三个以上直径的液压变径稳定器及变径方法，属于石油钻井工具技术领域。

背景技术

目前石油钻井变径稳定器在井下工作状态中的变径方式主要有以下四种：一是通过控制钻井液排量实现变径，二是通过向钻杆内投放钢球实现变径，三是通过控制钻压实现变径，四是通过电控实现变径。现有的钻井液排量控制法存在以下不足：第一，井下变径只有收拢和张开两个工作状态位置；第二，变径机构中的销钉在滑槽内滑动容易磨损和卡死；第三、本体上钻销钉孔固定销钉减弱了本体的机械强度。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种可变三个以上直径的液压变径稳定器及变径方法，通过开关泥浆泵遥控切换井下工具的三种变径状态，以满足井眼不同直径段的要求，使井下工具始终保持稳定居中位置，从而克服现有技术的不足。

本发明的技术方案：

本发明的一种可变三个以上直径的液压变径稳定器为，包括本体，本体底部与下接头螺纹连接；本体上端的孔内设有上心轴，上心轴底端与下心轴螺纹连接，下心轴的下方设有节流头；下心轴的管口处设有平衡套，平衡套上方的下心轴上设有平衡活塞；上心轴外设有复位弹簧，复位弹簧顶部设有弹簧垫，复位弹簧底部设有销钉座，销钉座经销钉与本体连接；本体上设有一组螺旋翼，每条螺旋翼上均设有一组圆孔，每个圆孔内均设有扶正块，扶正块底部与套在上心轴上的一组斜面体滑动连接；下心轴上套有旋转套和滑套，旋转套顶端与下心轴的台阶之间设有轴承和调位垫片；旋转套滑套外套有外滑套，外滑套与滑套之间设有变位弹簧。

前述变径稳定器中，所述外滑套的内圆面间隔均布有浅键槽、深键槽和变深键槽三种形式的键槽：变深键槽沿槽长方向分为两段以上，槽深为等差阶梯状；外滑套的端部设有棘齿。

前述变径稳定器中，所述旋转套为圆筒状，筒壁上均布有一组滑键，旋转套与滑套连接一端的滑键端面为斜面。

前述变径稳定器中，所述滑套为圆筒状，滑套与旋转套的连接面为齿形面；滑套的外圆上设有一组凸台。

前述变径稳定器中，所述斜面体为圆柱体，沿圆柱体的外圆均布有一组斜切面，斜切面上设有燕尾槽，燕尾槽与扶正块底部的燕尾滑动连接。

本发明的一种用于上述变径稳定器的变径方法为，该方法是通过井上的泥浆泵启动次数遥控井下变径稳定器的变径状态；泥浆泵每启动一次变径稳定器上的扶正块被本体内轴向移动的斜面体从本体内向外推出一段距离，从而实现变径稳定器的变径过程；当扶正块伸出至最大直径状态后，再次启动泥浆泵后变径稳定器复位至最小直径状态，重复循环上述过程；记录启动次数便可知井下变径稳定器的直径状态。

前述方法中，所述斜面体与心轴同步轴向移动，心轴上设有齿面周向啮合控制换位机构，通过齿面周向啮合控制换位机构实现斜面体轴向移动量的切换，斜面体向上移动量越大扶正块向外推出的距离也越大，最终实现变径稳定器的直径变换。

前述方法中，所述齿面周向啮合控制换位机构包括旋转套、滑套、外滑套和变位弹簧，旋转套和滑套与心轴同步轴向移动，旋转套上的滑键与外滑套上的键槽滑动连接，键槽深度不同，通过切换不同深度的键槽限制斜面体轴向移动量以实现控制扶正块向外推出的距离，从而改变扶正块的旋转外径。

前述方法中，所述旋转套与心轴滑动连接，当心轴下行时，通过外滑套上的棘齿推动旋转套旋转一个齿距，实现不同深度键槽的切换。

与现有技术相比，本发明通过泥浆泵的开与关来实现稳定器扶正尺寸的变化，比现有变径稳定器增加一个扶正直径。在定向井的轨迹控制方面有很大优势和市场需求，可以满足钻井井眼轨迹变化的要求，提高井眼轨迹的控制精度，提高定向井、水平井工作效率，可以减少起下钻具次数，减少因井陉变化而产生的卡钻事故的发生。多项变位，有三种扶正外径尺寸，如果井队需要，通过改变键槽深度，可以加工更多种变化直径尺寸。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是外滑套的结构示意图；

图3是图2的左视图；

图4是旋转套的结构示意图；

图5是滑套的结构示意图；

图6是斜面体与扶正块组合件的结构示意图。