[發(fā)明專利]一種機(jī)械變徑穩(wěn)定器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810004180.9
• 申請日: 2018-01-05
• 公開（公告）號: CN108179980A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 江小三
• 申請（專利權(quán)）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

本發(fā)明提供了一種機(jī)械變徑穩(wěn)定器，主要由上接頭、銷釘、傳動軸、軸狀翼板、下接頭、端蓋、雙向凸輪、導(dǎo)向輪、單向凸輪和外筒組成。擺工具面或復(fù)合鉆進(jìn)時，傳動軸由上部鉆具驅(qū)動順時針旋轉(zhuǎn)，軸狀翼板收回，機(jī)械變徑穩(wěn)定器相當(dāng)于鉆柱穩(wěn)定器。滑動鉆進(jìn)時，傳動軸由下部鉆具驅(qū)動逆時針旋轉(zhuǎn)，軸狀翼板伸出且嵌進(jìn)井壁，阻止螺桿鉆具反扭矩向上傳遞，消除螺桿鉆具反扭角，徹底解決定向井、水平井鉆井過程中螺桿鉆具滑動鉆進(jìn)定向困難。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利屬于石油鉆井機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及一種機(jī)械變徑穩(wěn)定器，作為螺桿鉆具配套工具用來消除螺桿鉆具反扭角，解決定向井、水平井螺桿鉆具滑動鉆進(jìn)定向困難，提高定向鉆井速度，降低定向鉆井成本。

背景技術(shù)

在定向井、水平井鉆井過程中，通常使用螺桿鉆具和MWD/LWD儀器滑動鉆進(jìn)來調(diào)整井眼軌跡，或者說改變井眼空間鉆進(jìn)方向，因此，定向鉆進(jìn)也稱為滑動鉆進(jìn)。滑動鉆進(jìn)時，螺桿鉆具彎角所在平面上傾方向稱為工具面，彎曲井眼彎角所在平面上傾方向稱為井眼高邊，二者之間夾角稱為裝置角，因此，工具面等于井眼高邊與裝置角二者之和。

滑動鉆進(jìn)時，由于井眼軌跡、鉆具組合、鉆頭類型及泥漿性能等因素影響，不同井眼或同一個井眼不同井段均存在不同程度定向困難，或者說，工具面不穩(wěn)，嚴(yán)重影響滑動鉆進(jìn)作業(yè)效率和鉆井速度。

工具面不穩(wěn)主要與螺桿鉆具結(jié)構(gòu)有關(guān)。當(dāng)螺桿鉆具傳動軸驅(qū)動鉆頭破巖鉆進(jìn)時，螺桿鉆具外殼反扭矩驅(qū)動螺桿鉆具及上部鉆具逆時針旋轉(zhuǎn)直至反扭矩被井壁磨阻抵消為止，我們把螺桿鉆具逆時針旋轉(zhuǎn)角度稱為螺桿鉆具反扭角。因此，定向擺工具面時必須考慮螺桿鉆具反扭角，或者說，工具面等于井眼高邊、裝置角與反扭角三者之和。對于某種規(guī)格型號螺桿鉆具來說，當(dāng)鉆井液排量一定時，螺桿鉆具輸出功率是一個定值。滑動鉆進(jìn)時，如果均勻送鉆，螺桿鉆具輸出扭矩相對穩(wěn)定，反扭角也相對穩(wěn)定，因此，工具面相對穩(wěn)定；如果增加(或減少)鉆壓，螺桿鉆具輸出扭矩增加(或減少)，反扭角也增大(或減小)，因此，工具面不穩(wěn)。實(shí)際上，工具面不穩(wěn)是由螺桿鉆具反扭角變化所造成的。

根據(jù)多年鉆井現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，本發(fā)明專利提出了一種機(jī)械變徑穩(wěn)定器。機(jī)械變徑穩(wěn)定器通常連接在螺桿鉆具上部，滑動鉆進(jìn)時阻止螺桿鉆具外殼反扭矩向上傳遞。由于螺桿鉆具外殼長度較短，剛性較大，因此，螺桿鉆具反扭角可以忽略不計。沒有螺桿鉆具反扭角，工具面就不會因螺桿鉆具反扭角變化而不穩(wěn)，因此，徹底解決螺桿鉆具滑動鉆進(jìn)定向困難。

發(fā)明專利內(nèi)容

本發(fā)明專利的目的是提供一種機(jī)械變徑穩(wěn)定器，作為螺桿鉆具配套工具用來消除螺桿鉆具反扭角，解決定向井、水平井螺桿鉆具滑動鉆進(jìn)定向困難，提高定向鉆井速度，降低定向鉆井成本。

本發(fā)明專利采用的具體技術(shù)方案是：

機(jī)械變徑穩(wěn)定器主要由上接頭、銷釘、傳動軸、軸狀翼板、下接頭、端蓋、雙向凸輪、導(dǎo)向輪、單向凸輪和外筒組成。

上接頭是中孔、厚壁金屬圓柱體。從外部來看，上接頭是圓柱體，可稱為咬合段，用于現(xiàn)場鉗頭咬合上、卸扣操作。從內(nèi)部來看，上接頭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下端是特殊螺紋，用于連接傳動軸。

傳動軸是中孔、厚壁金屬軸。從外部來看，傳動軸中部是扭矩傳動段，扭矩傳動段可設(shè)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、導(dǎo)向輪和單向凸輪，單向凸輪在中間，導(dǎo)向輪和雙向凸輪在兩側(cè)且對稱安裝，同時，傳動軸通過扭矩傳動段將扭矩傳遞給雙向凸輪和單向凸輪，驅(qū)動雙向凸輪和單向凸輪同步旋轉(zhuǎn)；傳動軸兩端是特殊螺紋，用于連接上接頭和下接頭；傳動軸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，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，兩個端蓋中孔直徑可相等或不相等，且均與對應(yīng)圓軸段直徑相等。從內(nèi)部來看，傳動軸內(nèi)部是鉆井液流道。