[發明專利]一種機械變徑穩定器

在審

• 申請號: 201810004180.9
• 申請日: 2018-01-05
• 公開（公告）號: CN108179980A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 江小三
• 申請（專利權）人: 江小三
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B12/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.機械變徑穩定器主要由上接頭(1)、銷釘(2)、傳動軸(3)、軸狀翼板(4)、下接頭(5)、端蓋(6)、雙向凸輪(7)、導向輪(8)、單向凸輪(9)和外筒(10)組成；

上接頭(1)是中孔、厚壁金屬圓柱體；從外部來看，上接頭(1)是圓柱體；從內部來看，上接頭(1)上端是石油鉆具螺紋，用于連接上部鉆具，石油鉆具螺紋下面是鉆井液流道，鉆井液流道下面或上接頭(1)下端是特殊螺紋，用于連接傳動軸(3)；

傳動軸(3)是中孔、厚壁金屬軸；從外部來看，傳動軸(3)中部是扭矩傳動段，扭矩傳動段可設計成花鍵軸，或多棱等邊柱體，或橢圓柱體，或其他形狀柱體，用于安裝雙向凸輪(7)、導向輪(8)和單向凸輪(9)，單向凸輪(9)在中間，導向輪(8)和雙向凸輪(7)在兩側且對稱安裝，傳動軸(3)兩端是特殊螺紋，用于連接上接頭(1)和下接頭(5)，傳動軸(3)中部扭矩傳動段和兩端特殊螺紋中間是圓軸段，用于安裝端蓋(6)，兩端圓軸段直徑可相等或不相等，但至少一端圓軸段直徑小于扭矩傳動段直徑，因此，兩個端蓋(6)中孔直徑可相等或不相等，且均與對應圓軸段直徑相等；從內部來看，傳動軸(3)內部是鉆井液流道；

下接頭(5)是中孔、厚壁金屬圓柱體；從外部來看，下接頭(5)上端是咬合段，咬合段下面或下接頭(5)下端是石油鉆具螺紋，用于連接下部鉆具；從內部來看，下接頭(5)上端是特殊螺紋，用于連接傳動軸(3)，特殊螺紋下面或下接頭(5)下端是鉆井液流道；

端蓋(6)是中孔、三棱狀金屬板，呈梅花狀，厚度略小于傳動軸(3)圓軸段長度，邊沿凸起部位稱為棱，相鄰棱間低凹部位稱為泄流槽；三個棱120°周向均布設計，棱頂部和泄流槽底部均為圓弧面，棱兩側面為兩個平行平面，且棱頂部圓弧面和泄流槽底部圓弧面均與中孔圓柱面同軸；端蓋(6)與上接頭(1)或下接頭(5)相鄰一側，且直徑大于上接頭(1)或下接頭(5)直徑部分加工成圓錐面；端蓋(6)與外筒(10)相鄰一側加工成臺肩，棱頂部臺肩相對較高，棱兩側臺肩和泄流槽底部臺肩相對較低，或者，棱頂部臺肩、棱兩側臺肩和泄流槽底部臺肩高度均相等，且均與外筒(10)對應部位壁厚相同，用于安裝外筒(10)，具體在設計加工時統籌考慮；端蓋(6)棱頂部臺肩或泄流槽底部臺肩加工銷釘孔，或者，棱頂部臺肩和泄流槽底部臺肩均加工銷釘孔，用于安裝銷釘(2)，固定外筒(10)，具體在設計加工時統籌考慮；端蓋(6)中孔內可加工密封槽，或不加工密封槽，具體在設計加工時統籌考慮；端蓋(6)中孔內可設計安裝軸承，或不設計安裝軸承，具體在設計加工時統籌考慮；

外筒(10)是三棱狀金屬管，呈梅花狀，邊沿凸起部位稱為棱，相鄰棱間低凹部位稱為泄流槽；三個棱120°周向均布設計，棱頂部外壁、棱頂部內壁、泄流槽底部外壁和泄流槽底部內壁均為圓弧面，且四個圓弧面同軸，棱兩側面外壁和內壁為四個平行平面，棱頂部壁厚相對較大，棱兩側壁厚和泄流槽底部壁厚相對較薄，或者，棱頂部壁厚、棱兩側壁厚和泄流槽底部壁厚均相等，且均與端蓋(6)對應部位臺肩高度相同，用于安裝端蓋(6)，具體在設計加工時統籌考慮；外筒(10)棱頂部中央位置加工有軸狀翼板孔，用于安裝軸狀翼板(4)；外筒(10)棱頂部兩端或泄流槽底部兩端對稱加工銷釘孔，或者，棱頂部兩端和泄流槽底部兩端均對稱加工銷釘孔，用于安裝銷釘(2)，固定端蓋(6)，具體在設計加工時統籌考慮；

雙向凸輪(7)是中孔、不規則金屬板，呈梅花狀，邊沿凸起部位稱為耳板，相鄰耳板間低凹部位稱為凹槽；三個耳板120°周向均布設計，耳板頂部和凹槽底部均為圓弧面，且與中孔所在軸同軸，耳板兩側面是非平行平面，且耳板寬略大于外筒(10)棱兩側面內壁寬一半；三個耳板上均加工有凸輪軌道，軌道技術參數完全相同，且在耳板上構成腰型通孔或腰型滑槽，凸輪軌道兩端均為圓弧面，直徑與軸狀翼板(4)中銷軸直徑相等，凸輪軌道內側壁和外側壁為兩個相互平行平面或曲面且與兩端圓弧面相切連接，或者說，腰型通孔或腰型滑槽寬與軸狀翼板(4)中銷軸直徑相等，當雙向凸輪(7)順時針旋轉到止點時，凸輪軌道左端圓弧面所在軸正好位于外筒(10)棱中心平面上，當雙向凸輪(7)逆時針旋轉到止點時，凸輪軌道右端圓弧面所在軸正好位于外筒(10)棱中心平面上，同時，凸輪軌道左端圓弧面所在軸到中孔所在軸距離小于凸輪軌道右端圓弧面所在軸到中孔所在軸距離；雙向凸輪(7)通過中孔安裝在傳動軸(3)上，中孔形狀與傳動軸(3)扭矩傳動段形狀相同，且技術參數相匹配；

導向輪(8)是中孔、三棱狀金屬板，呈梅花狀，邊沿凸起部位稱為棱，相鄰棱間低凹部位稱為凹槽；三個棱120°周向均布設計，棱頂部和凹槽底部均為圓弧面，且均與中孔圓柱面同軸，棱兩側面為兩個平行平面，棱寬與外筒(10)棱兩側面內壁寬相等，導向輪(8)嵌進安裝在外筒(10)內部，且與外筒(10)相對穩固；三個棱上均加工有軸狀翼板軌道，且與外筒(10)棱頂部軸狀翼板孔位置一致，用于安裝軸狀翼板(4)；導向輪(8)通過中孔安裝在傳動軸(3)上，中孔是圓柱孔，直徑略大于傳動軸(3)扭矩傳動段直徑；

單向凸輪(9)是中孔、不規則金屬柱狀體，呈梅花狀，凸輪軌道左側低凹部位稱為基軸，凸輪軌道右側凸起部位稱為耳板；三個凸輪軌道120°周向均布設計，軌道技術參數完全相同，且與雙向凸輪(7)腰型通孔或腰型滑槽內側壁軌道技術參數相同；基軸和耳板頂部圓弧面直徑分別與凸輪軌道最低部位和最高部位直徑相等，且基軸圓弧面和耳板頂部圓弧面與中孔所在軸同軸；當單向凸輪(9)和雙向凸輪(7)軌道完全重合時，單向凸輪(9)耳板右側面與雙向凸輪(7)耳板右側面重合；單向凸輪(9)通過中孔安裝在傳動軸(3)上，中孔形狀與傳動軸(3)扭矩傳動段形狀相同，且技術參數相匹配；

軸狀翼板(4)由銷軸、翼板和板牙組成；翼板是頂部凸起、近似金屬長方體，長度相對較大，寬度和高度相對較小，翼板頂部朝外，為沿長度方向凸圓弧面，翼板底部朝內，為長方形平面，翼板前側朝前，翼板背側朝后，為兩個相互平行長方形平面，翼板頂側朝上，翼板底側朝下，為兩個相互平行近似四邊形平面，頂邊為凸圓弧邊，其余三邊為直邊；銷軸是金屬圓柱體，直徑小于翼板寬度，長度大于翼板長度，兩端超出翼板部分對稱均布且安裝在雙向凸輪(7)腰型通孔或腰型滑槽內；板牙是刀刃狀、近似金屬四棱錐體，長度與翼板相同，寬度和高度相對更小，板牙頂部朝外，為窄長方形平面，板牙底部朝內，為凹圓弧面，板牙前側朝前，板牙背側朝后，為兩個梯形平面，且均與板牙頂部和板牙底部斜交，板牙頂側朝上，板牙底側朝下，為兩個近似梯形平面，底邊為凹圓弧邊，其余三邊為直邊，且均與板牙頂部和板牙底部斜交；當銷軸、翼板和板牙為整體結構時，板牙在翼板頂部，銷軸在翼板底部，且銷軸與翼板重疊部位或銷軸多半圓柱面裸露在翼板外部，或銷軸多半圓柱面包含在翼板內部但翼板底部與單向凸輪(9)軌道接觸部位被加工成多半圓柱面；當銷軸、翼板為整體結構時，銷軸與翼板重疊部位或銷軸多半圓柱面裸露在翼板外部，或銷軸多半圓柱面包含在翼板內部但翼板底部與單向凸輪(9)軌道接觸部位被加工成多半圓柱面，翼板頂部設計加工成燕尾槽，或T型槽，或其他形狀槽，板牙底部對應設計加工成燕尾狀，或T型狀，或其他形狀且與翼板相匹配，二者通過燕尾槽，或T型槽，或其他形狀槽組合成一體；當翼板和板牙為整體結構時，翼板底部可設計加工成軸孔，且翼板底部與單向凸輪(9)軌道接觸部位加工成凹陷結構，凹陷深度大于銷軸半徑，銷軸和翼板通過軸孔組合成一體；當銷軸、翼板和板牙為分體結構，且翼板被設計加工成上翼板和下翼板時，上翼板與板牙或為整體結構，或為分體結構，若上翼板和板牙為分體結構，二者通過燕尾槽，或T型槽，或其他形狀槽組合成一體，下翼板和銷軸或為整體結構，或為分體結構，若下翼板和銷軸為分體結構，二者通過軸孔組合成一體，上翼板和下翼板再通過螺釘組合成一體；此外，銷軸、翼板和板牙還可通過其他方式組合成一體，組合方式不同，銷軸、翼板和板牙結構和形狀可能會有所調整和改變，具體在設計加工時統籌考慮；

銷釘(2)是底端大、頂端小金屬柱狀體；頂端和底端形狀均可設計成圓柱體，或多棱等邊柱體，或橢圓柱體，或其他形狀柱體，二者形狀即可以相同，也可以不同，具體在設計加工時統籌考慮；當端蓋(6)銷釘孔與銷釘(2)底端，外筒(10)銷釘孔與銷釘(2)頂端，相互匹配或不匹配致使銷釘(2)在端蓋(6)和外筒(10)銷釘孔內均可旋轉時，銷釘(2)內部設計成空腔，用于安裝彈簧，進一步說，組裝時先將銷釘(2)和彈簧同時放置在端蓋(6)銷釘孔內，當端蓋(6)銷釘孔和外筒(10)銷釘孔重合時，銷釘(2)利用彈簧伸出，銷釘(2)頂端進入外筒(10)銷釘孔，銷釘(2)底端留在端蓋(6)銷釘孔，固定端蓋(6)和外筒(10)；當端蓋(6)銷釘孔與銷釘(2)底端，外筒(10)銷釘孔與銷釘(2)頂端，相互匹配或不匹配致使銷釘(2)在端蓋(6)和外筒(10)銷釘孔內不可旋轉時，銷釘(2)內部設計成螺孔，用于安裝螺釘，進一步說，組裝時先將銷釘(2)放置在端蓋(6)銷釘孔內，當端蓋(6)銷釘孔和外筒(10)銷釘孔重合時，銷釘(2)利用螺釘頂起，銷釘(2)頂端進入外筒(10)銷釘孔，銷釘(2)底端留在端蓋(6)銷釘孔，固定端蓋(6)和外筒(10)；除彈簧和螺釘外，還可利用其它方式將銷釘(2)伸出或頂起，具體在設計加工時統籌考慮；

組裝時，首先要確認好外筒(10)、軸狀翼板(4)、雙向凸輪(7)和單向凸輪(9)安裝方向，其次，把外筒(10)、軸狀翼板(4)、單向凸輪(9)和傳動軸(3)由外向內組裝在一起，旋轉傳動軸(3)，使單向凸輪(9)和軸狀翼板(4)處在收回位置，再次，單向凸輪(9)兩側對稱安裝導向輪(8)和雙向凸輪(7)，確保雙向凸輪(7)和單向凸輪(9)軌道方向一致，接著，端蓋(6)銷釘孔內放置好銷釘(2)，通過中孔安裝到傳動軸(3)兩端圓軸段，固定外筒(10)和端蓋(6)，最后，連接上接頭(1)和下接頭(5)；組裝環境或條件不同，組裝順序或方法可能會有所調整和改變，具體在組裝時統籌考慮。