[發明專利]萬向滾輪式變徑扶正器

有效

• 申請號: 201710323863.6
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN106907116B
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 田家林;朱志;楊毅;張堂佳;李居瑞;林曉月;楊應林
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B17/10
• 分類號: E21B17/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.萬向滾輪式變徑扶正器，其特征在于：所述的萬向滾輪式變徑扶正器由變徑機構、萬向滾輪機構、上接頭(1)、本體(30)組成，所述的變徑機構包括活塞(2)、密封圈a(3)、復位彈簧(4)、活塞桿(5)、推筒(6)、軸承組(7)、導向銷釘(8)、導向塊(9)、密封圈b(10)、芯桿(14)、密封圈c(15)、柱塞(17)、壓簧(18)、柱塞蓋(19)、螺釘a(21)、芯桿彈簧(22)，活塞桿(5)后端通過螺紋與活塞(2)連接，復位彈簧(4)一端頂著活塞(2)，另一端頂著上接頭(1)內臺階，活塞(2)使用密封圈a(3)密封防止泥漿進入復位彈簧(4)的工作腔，活塞桿(5)前端通過螺紋與推筒(6)連接，導向塊(9)安裝在推筒(6)上，導向塊(9)外壁存在導向槽并與安裝在本體(30)上的導向銷釘(8)配合，在鉆井液液壓的作用下活塞(2)帶動活塞桿(5)推動推筒(6)向前運動，從而使導向塊(9)在導向銷釘(8)和導向塊(9)的導向槽作用下動作；鉆進過程中將鉆井液液壓控制在一定范圍內，在活塞(2)的作用下導向塊(9)按導向槽的軌跡運動，使導向塊(9)的凸臺與定位塊(11)凹槽接觸，此時推筒(6)限制芯桿(14)向后運動，推筒(6)和定位塊(11)通過密封圈b(10)密封，在導向槽的作用下導向塊(9)的凸臺與定位塊(11)接觸，保證扶正器在不同工作直徑下萬向滾輪與井壁接觸穩定；所述的芯桿(14)是推動柱塞(17)實現變徑的重要部件，為了將芯桿(14)安裝到本體(30)內部實現與柱塞(17)配合，需要在本體(30)內部加工能穿過芯桿(14)最大外徑的缺口，將芯桿(14)放入后旋轉一定角度，再安裝定位塊(11)卡住芯桿(14)使它只能前后運動不能產生旋轉，芯桿(14)后端與定位塊(11)配合使用密封圈c(10)密封，定位塊(11)通過四個螺釘b(13)固定在本體(30)上；所述的萬向滾輪機構包括輪軸(16)、中間輪(20)、萬向滾輪(23)，將兩個萬向滾輪(23)和中間輪(20)安放在輪軸(16)上，輪軸(16)兩端與柱塞(17)孔配合，芯桿(14)安裝在本體(30)內部并與柱塞(17)的斜面接觸，芯桿彈簧(22)安放在芯桿(14)和本體(30)的內臺階之間，所述的本體(30)大徑處均勻分布四個槽，這四個槽安裝輪軸(16)、柱塞(17)、壓簧(18)、柱塞蓋(19)、中間輪(20)和萬向滾輪(23)，在安放柱塞(17)的地方通過螺釘a(21)將柱塞蓋(19)安裝在本體(30)上，為了使柱塞(17)與芯桿(14)實時接觸，在柱塞蓋(19)的孔和柱塞(17)的孔中安放壓簧(18)；芯桿(14)前端通過焊接將盤頭(27)連接，鉆井液液壓作用于盤頭(27)帶動芯桿(14)向前運動，從而導致柱塞(17)在芯桿(14)錐形臺階作用下向外運動，并帶動萬向滾輪(23)向外運動改變扶正器的工作直徑，將鉆柱與井壁的摩擦方式變為滾動摩擦，減小了工作阻力；通過控制鉆井液壓力減小扶正器的工作外徑，減少扶正器與井壁的接觸面積，方便鉆柱下入和起出；鉆井的鉆進過程中，控制鉆井液壓實現萬向滾輪(23)實時與井壁貼合，減小鉆桿的振動。

2.根據權利要求1所述的萬向滾輪式變徑扶正器，其特征是：為了實現導向塊(9)能在導向槽的作用下旋轉和前后運動，在活塞桿(5)前端與導向塊(9)之間安放軸承組(7)，并在本體(30)上開壓力平衡孔a(12)。

3.根據權利要求1所述的萬向滾輪式變徑扶正器，其特征是：為了實現芯桿(14)能在液壓和芯桿彈簧(22)的作用下前后運動，在本體(30)上對稱開一對壓力平衡孔b(25)，芯桿(14)前端使用密封圈d(24)密封防止泥漿進入芯桿彈簧(22)的工作腔內。

4.根據權利要求1所述的萬向滾輪式變徑扶正器，其特征是：為了限制芯桿(14)向前運動的位移，保護柱塞蓋(19)不被壓壞，在本體(30)內部安裝限位機構，該限位機構由限位塊(26)、卡環(28)和拼環(29)組成，當盤頭(27)在液壓作用下抵住限位塊(26)時扶正器的工作外徑達到最大。