[其他]遥控操纵装置

说明书

总的来说，本发明涉及到这样一种装置，这个装置用来遥控操纵与导管〔导管中流有不可压缩的流体〕有关的设备，特别涉及用于操纵钻杆稳定器的设备。

在石油的勘探和开采中，所用钻井工具在工作中需要很大的功率。钻具安装在钻井的底部，而操纵钻具的控制设备及动力装置安装在地面，它们之间隔着相当长的距离。通常，向处于井底的钻具供给不可压缩的流体，如钻井泥浆;泥浆是通过非常长的导管装置供给的。导管的一端位于地面，另一端位于井底。通过导管，可以把钻井泥浆供给钻具。处于地面的导管末端与泵站连接，钻具工作时，泵站以给定的恒定流量把钻井泥浆注入导管。

有些与管路或钻杆有关的且处于远离地表的设备必须进行遥控和用遥测装置进行监测。例如，在担心井孔被打斜的地方，可用这些遥控遥测手段来给钻具定向及对钻具运行路线进行监测。

给方向可控钻探系统中使用的稳定器提供一个可靠而又精确的遥控装置，也是十分必要的。

在钻探过程中，为了保证钻孔的走向正确无误和理想地控制钻孔方向，我们都知道要使用稳定装置〔稳定器〕。稳定器与钻杆连接在一起，通常安装在邻近钻具的地方。这样的稳定器由一个连接在钻杆上的壳体，一个或多个支承板组成，这些支承板可沿相对于钻杆轴的径向方向移动。一个控制装置可以使这些支承板朝稳定器壳体的外部伸出，以改变钻杆轴心和被钻孔边缘的支承距离。借助这些支承板，根据情况〔垂直钻、定向斜钻或变方向钻探〕，就可以在钻孔过程中，根据要求改变作用在钻杆上的径向力，从而改变作用在钻具上的力。

然而就目前来说，众所周知的可以用来操纵稳定器的控制设备，其结构复杂，使用困难，而且不能准确和理想地控制支承板的运动。

总之，目前还没有这样一种结构简单，工作完全可靠，可以用来遥控操纵与导管〔在导管中有压力流体流动〕有关的设备的装置，而且能够与布置在这个设备附近的有关的遥测装置保持兼容。

本发明的目的就是要提供这样一种装置，它的作用是用来遥控操纵与导管有关的设备，不可压缩流体以给定的工作流量〔由泵装置供给〕经由导管第一端输入导管;导管的第二端远离第一端。在第二端，输入导管内的不可压缩流体被利用，例如，做为工作流体。此操纵装置结构简单，工作可靠，除了由不可压缩流体提供的能量外，不需其它能源，而且在导管之外无操纵元件，它的操作是可控的。

要达到上述目的，根据本发明，这个操纵装置在导管中远离第一端的地方包括有：

-第一级曲面节流元件;这个元件的作用是限制流体的断面通路并产生压力损失，这个压力损失是可变的，是流体流量的函数。

-差动活塞，它安装在导管中并且可沿管路轴向移动。差动活塞的一端受第一级曲面节流元件上游流体压力的控制，另一端受由第一级曲面节流元件降低后的压力控制。

-差动活塞的曲面和第二级曲面节流元件，它与导管连成一体上的曲面;这两个面相互作用来限制流体通道，当活塞向第一运动方向〔图1中的液流方向〕运动时，可大幅度增加活塞两边的压力损失。

-差动活塞复位装置，这个装置的作用是使差动活塞向第二运动方向〔与第一运动方向相反〕运动。

-通过测定导管第一端压力，确定操纵阶段的装置，以及受控设备上的接受装置。接受装置受活塞操纵，或者说受活塞两端的压差操纵。当操纵流量高于导管中的工作流量时，复位装置的力和第一级节流元件产生的力使活塞开始朝第一运动方向运动。

当导管就是方向可控钻探装置的一组空心钻杆时〔钻具固定在它的一端〕，由差动活塞操纵的设备是一个稳定装置。这个稳定装置包括一个连接在钻杆上的壳体，及至少一个支承板，支承板在稳定装置壳体内可径向移动。操纵装置的活塞安装在稳定装置壳体中间的孔内，它不仅可以做直线运动，而且还可以相对于钻杆轴心旋转。在操纵装置的外表面上，有一些沿轴向带坡度的槽，这些槽沿钻杆轴线向径向倾斜，并沿活塞的外周一个接一个的排列。这些槽通过导向部分相互沟通形成连续的操纵表面，以达到差动活塞的步进旋转运动以及使它返回初始位置的运动。至少一个操纵销安装在壳体内，可做径向运动。操纵销一方面和连续的操纵表面相互作用，另一方面和支承板相互作用，在活塞朝第一运动方向运动时，使支承板沿径向伸出，这个过程伴随着活塞操纵运动结束时钻孔内液流压力损失的大幅度增加。

为使本发明易于理解，现在就本发明用于油井钻探和石油开采的几个具体操纵装置做为例子来叙述，并且带有附图以供参考。

在这些图中：

图1是一台钻井设备示意图，其中配备有可由本发明所述装置操纵的设备。