[發明專利]一種滾輪式鉆井工具面穩定器

在審

• 申請號: 201810005845.8
• 申請日: 2018-01-03
• 公開（公告）號: CN108222858A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 張梁;李镕成;周加偉;楊靜遠;梁政;趙勇
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B17/10
• 分類號: E21B17/10;E21B19/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種石油天然氣行業鉆井工程中用于防止鉆柱扭轉跑偏的滾輪式鉆井工具面穩定器。它解決鉆進過程中鉆柱發生扭轉變形，鉆井工具面難以穩定的問題。其技術方案是：滾輪安裝在活塞上部的凹槽內，輪軸穿過滾輪中心的通孔和活塞上部的通孔，活塞彈簧安裝在活塞下端的凸起臺階上；活塞和活塞彈簧置入外殼體扶正翼上臺階孔內，活塞彈簧呈壓縮狀態；襯管置入外殼體內腔，主彈簧安裝在襯管下端凸起內緣上；外殼體上端和上接頭下端絲扣連接，外殼體下端和下接頭上端絲扣連接；中心管、襯管、外殼體和活塞之間形成的密閉空間注滿液壓油。本發明可以有效穩定鉆井工具面，防止鉆柱扭轉變形而導致鉆井工具面跑偏，提高旋轉導向技術鉆井質量。

技術領域

本發明涉及一種石油天然氣行業鉆井工程中用于防止鉆柱扭轉跑偏的滾輪式鉆井工具面穩定器。

背景技術

在石油天然氣行業鉆井工程中，旋轉導向鉆井技術代表了當今世界鉆井技術發展的最高水平。旋轉導向鉆井技術已經成為了開發復雜超深定向井和大位移水平井的必備技術。旋轉導向鉆井與傳統的滑動鉆井技術相比較，旋轉導向鉆井技術指哪打哪的定向功能更加強大，具有邊滑動邊旋轉的特點，對井眼軌跡的控制能力更加精確，其鉆出的井眼更加圓滑，鉆井極限位移大，鉆井成本低等優點，廣泛應用于水平井、大位移井等高難度特殊工藝井。

在使用不旋轉外套式導向鉆井工具的工況下，必須保證不旋轉外套和井壁周向位置相對靜止，從而確定鉆井工具面的位置不偏移。在旋轉導向鉆井技術中，使用井下動力鉆具提供破巖扭矩，然而該破巖扭矩也會對鉆柱產生反扭作用，導致鉆進過程中鉆柱不斷發生扭轉變形，鉆井工具面的位置難以確定，嚴重影響了旋轉導向鉆井技術對井眼軌跡的控制能力。因此，克服鉆柱扭轉變形，穩定工具面是旋轉導向技術中非常重要的技術環節。基于上述技術背景，本發明特提供一種滾輪式鉆井工具面穩定器。

發明內容

本發明的目的是：為了解決鉆進過程中鉆柱發生扭轉變形，鉆井工具面難以穩定的問題，特提供一種滾輪式鉆井工具面穩定器。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：一種滾輪式鉆井工具面穩定器，是由上接頭、定位銷、襯管、主彈簧、中心管、滾輪、活塞、活塞彈簧、輪軸、外殼體和下接頭構成；其結構特征是：外殼體中部周向均勻設置四個扶正翼，每個扶正翼上設置兩個臺階孔連通內外空間，外殼體內腔上部設置一臺階面，臺階面上周向均勻設置兩個定位孔；活塞下端設置一圈凸起臺階，凸起臺階上設置一圈密封槽，活塞上端面設置為圓弧面，活塞上部設置一凹槽，活塞上部設置一通孔，活塞上部的凹槽和通孔呈正交關系；滾輪中心設置一通孔，滾輪外側設置為鋸齒狀；滾輪安裝在活塞上部的凹槽內，輪軸穿過滾輪中心的通孔和活塞上部的通孔，活塞彈簧安裝在活塞下端的凸起臺階上；活塞和活塞彈簧置入外殼體扶正翼上臺階孔內，活塞彈簧呈壓縮狀態；襯管外圓中部周向均勻設置四個軸向平面，襯管外圓中部周向均勻設置四組通孔連通內外空間，襯管上端設置一圈凸起外緣，凸起外緣下端面周向均勻設置兩個定位孔，襯管下端設置一圈凸起內緣；襯管置入外殼體內腔，定位銷安裝在襯管上端凸起外緣的定位孔和外殼體內腔上部臺階面上的定位孔內；主彈簧安裝在襯管下端凸起內緣上；中心管上端設置一圈凸起外緣，中心管置入襯管內腔；外殼體上端和上接頭下端絲扣連接，外殼體下端和下接頭上端絲扣連接；中心管、襯管、外殼體和活塞之間形成的密閉空間注滿液壓油。

本發明的有益效果是：(1)本發明可以有效穩定鉆井工具面，防止鉆柱扭轉變形而導致鉆井工具面跑偏；(2)本發明不阻礙鉆柱軸向送進；(3)本發明采用鉆井液進行驅動控制，操作簡單可靠；(4)機械結構簡單可靠。

附圖說明

圖1是本發明一種滾輪式鉆井工具面穩定器滾輪收回狀態的結構示意圖；

圖2是本發明一種滾輪式鉆井工具面穩定器滾輪伸出狀態的結構示意圖；

圖3是圖1A-A截面剖視圖；

圖4是圖2B-B截面剖視圖；

圖5是活塞、滾輪和輪軸的三維結構示意圖；