[发明专利]一种可地面操控变径稳定器

说明书

技术领域

本发明属于井下工具技术领域，涉及一种石油钻井定向井、水平井和大位移钻井作业中使用的可变的稳定器，尤其涉及一种可地面操控变径稳定器。

背景技术

在定向井、水平井和大位移井钻井施工中，为了控制和调整井眼井斜，通常通过不同尺寸长度的钻杆、加重钻杆、钻铤等配以不同位置上的满眼、不满眼稳定器组成造斜、稳斜或降斜钻具组合。

常规使用的钻具稳定器是整体式，并且直径固定不可变化，一般是小于钻头2mm，其主要存在四个缺点：

一，当起下钻不畅时，容易出现遇阻、遇卡等情况，诱发发生钻井事故；

二，当直径磨损减小到一定程度后就全部报废，增加了钻井费用；

三，在扩大了的井眼段起作用时，不能有效地稳定钻杆；

四，因为调整周期较长，会使井眼轨迹呈现出“波动”式，会产生附加的扭矩和阻力，常规钻井工具无法适应目前复杂的定向井或水平井等钻井工艺要求。

而且使用传统固定式稳定器，因其结构固定，更换稳定器都必须通过起下钻实现，这就增加了钻井作业的辅助时间。采用固定式稳定器在起下钻、定向等工况下，存在着遇阻划眼、易斜地层防斜、定向井井眼轨迹控制以及提高机械转速等技术难题，易引起刮擦井壁和“拔活塞”现象，增加了泥浆对井壁的浸泡时间，从且延长钻井施工周期，降低钻井时效，甚至造成井壁失稳，致使井塌、井喷等井下复杂事故。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有的整体固定式稳定器在使用的过程中出现的各种问题。

为此，本发明提供了一种可地面操控变径稳定器，包括管状的壳体，该壳体内部装有中心轴，所述壳体由上壳体、中壳体和下壳体依次连接组成，

所述中心轴上部设置有自锁槽，中心轴的中部固定有锥面套；

所述上壳体上部设有锁块方孔，锁块方孔内装有自锁装置，该自锁装置的内端对应于中心轴上的自锁槽；上壳体下部沿周向和和轴向分布有多个圆柱孔，所述圆柱孔内装有稳定柱，稳定柱的内端坐于锥面套外壁上。

所述的锁块方孔内的自锁装置由自锁块、自锁弹簧、弹簧压板和紧固螺钉组成，紧固螺钉将弹簧压板固定在锁块方孔内，自锁弹簧和自锁块位于弹簧压板内侧，自锁弹簧的两端分别固定在弹簧压板和自锁块上，自锁块的底部端面为弧形；

所述的上壳体内壁上还设置有矩形凸块，该矩形凸块位于锁块方孔上方位置。

所述的中心轴上的自锁槽包括周向的自锁环槽和轴向的导动槽，导动槽被自锁环槽分为上下两部分，导动槽下部分一侧壁设有解锁斜面，导动槽上部分顶部设置有宽槽，并以弧面过渡；所述矩形凸块置于导动槽中。

所述的稳定柱上端面为圆弧面，下端面为带有燕尾槽的锥平面，所述的锥面套外壁上设置有与燕尾槽相配合的燕尾形块轨道。

所述的多个圆柱孔在上壳体下部呈螺旋状沿轴向分布，所述的锥面套 由一组结构相同的锥面套组成，安装时燕尾形轨道块呈螺旋状沿轴向分布。所述的中心轴上套装有耐磨环和限位环，所述的耐磨环和限位环分别位于锥面套的上端部和下端部对锥面套进行限位。

所述的中心轴下端通过螺纹连接导动轴，导动轴为带有空心的阶梯轴状的外六方轴，导动轴上开有供钻井液流出的孔洞；

导动轴的下端通过六方孔轴连接的方式连接有活塞，活塞外套有控制套，活塞下端连接有活塞回位弹簧，活塞和下壳体之间装有调整环，调整环位于下壳体内部底端。

所述的活塞的外壁上设置有螺旋导向块，所述的控制套内壁设置有与螺旋导向块配合的螺旋导向槽，控制套的上端内径设置有内花键，所述的导动轴中部设置有外花键。

所述的中心轴和中壳体之间设置有密封件，中心轴末端设有锁环槽，锁环安装在锁环槽中，在上壳体的上端部与中心轴之间安装有密封圈座和密封圈，并用沉头螺钉固定。

本发明的有益效果：本发明提供的这种可地面操控变径稳定器，实现稳定器外径可由地面操控进行变径的目的，该稳定器通过改变开泵和加钻压旋转的先后顺序，使稳定器处于不同的工作状态（涨开和收缩）下，实现不同井段使用不同外径尺寸的稳定器的目的。同时，实现在起钻作业中，稳定器处于收缩（小外径）状态。

通过不同的地面操作实现外径转换，无需专门另配控制单元，克服了现有的非电控可变径稳定器需控制泵压或对开关泵次数进行记数的环节，简化了操作，相对于通过地面电控实现变径的稳定器，可靠性更高。该装置结构简单，操作方便，提高了钻井时效。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明结构示意图。