井斜控制器的製作方法

2023-05-28 19:36:21 2

專利名稱：井斜控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於石油鑽井中自動降斜、增斜和扭方位的井下工具，可用於鑽直井和定向井，特別適用於鑽直井，能自動降斜，保持井斜較小。
目前用於直井降斜，主要採用以下三種工藝方法1)採用降斜鑽具結構；2)減小鑽壓；3)採用定向技術反向扭，前兩種方法降斜率都較低，且機械鑽速慢。而第三種方法是定向反扭，不僅操作繁瑣，且深井作業反扭不易成功，所以該方法成本高，施工技術難度大，周期長。
為克服上述存在問題，本實用新型提供一種新型降斜工具，不僅能自動降斜，改變內部液壓通道，而且可以自動增斜和扭方位。
本實用新型是這樣實現的該裝置由內筒組件和外殼體組件構成，由軸承將圓柱形內筒組件與外殼體組件連接。內筒組件轉動時，外殼體組件不轉動；外殼體為多稜形，每個稜上裝有一條可伸縮的扶條，多個稜分別由多個活塞組成的活塞排控制，活塞腔的油壓升高，活塞推動扶條伸出；壓力消失時，扶條受外力作用便縮回，安裝在外殼體上的自動控制開關，控制活塞腔的油壓。用於降斜時，使低邊活塞腔保持低壓，而高邊的活塞腔與高壓油腔接通；用於增斜時，高邊活塞腔保持低壓，而低邊的活塞腔與高壓油腔接通，保持高壓，達到增斜目的。用於扭方位時，將傳壓油道錯開一定角度，接通控制油道，根據錯開角度不同，可達到扭方位的目的。
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述


圖1為本實用新型結構示意圖；圖2為控制開關總成左旋90°的放大圖；圖3為A－A的剖視圖。
本實用新型由內筒組件和外殼體組件構成，內筒組件由上接頭1，中心管3及傳壓孔6組成，外殼體組件結構為外殼體9上端與承壓環4螺紋連接，承壓環4上設有密封圈5，承壓環4與上接頭1由軸承2相連，外殼體9與中心管之間為環形高壓油腔10，其上裝有環形活塞7和注油螺釘11，環形活塞7的內外設有密封圈8，高壓油腔10的下部為環形控制開關總成13，由定位螺釘12固定在外殼體9上；外殼體中部設有低壓油腔，其內設有低壓油囊28，低壓油腔通孔27與殼體9的外環空相通；低壓油囊連接管14與低壓油囊接頭38連接；外殼體下部為多稜形，(如圖3所示)每個稜上設有燕尾槽，扶條22裝在其內，兩端設有扶塊20，23，由螺釘18固定在外殼體9上，扶條22上鑲有硬質合金條19，燕尾槽底部設有一排活塞21，控制油道15連通活塞腔，控制油道連接管17與控制開關總成13上的傳壓油道34相通；外殼體9與中心管間設有扶正軸承16、24，密封圈25和軸承26。
控制開關總成13結構如圖2所示，控制開關總成13下是由滾道39構成的圓環形滾道腔36，其內有1－10個圓球37，滾道腔36上沿圓周均勻分布3－8個柱塞孔，各孔內設有柱塞31，滾道腔內裝有低壓油囊接頭38，通過低壓油囊連接管14與低壓油囊28連接，，低壓油囊為一彈性容器，可用橡膠製成，也可用金屬製成彈性容器；控制開關體33上還設有一個單流閥32，通過油道與一個柱塞孔相通，柱塞31下部為扇形擋板41，通過柱塞31中的環形空間及扇形擋板41和控制開關體33的間隙與滾道腔36連通；柱塞31上有密封圈40，彈簧擋帽29及彈簧30；控制開關體33內設有與柱塞孔個數相匹配的控制油道34，其一端通過控制油道連接管14與控制油道15相接，另一端與所對應的柱塞孔相連，控制開關體33外圓環面上有定位螺孔35。
開泵時，泥漿壓力(10MP左右)通過傳壓孔6推動活塞7下行，擠壓高壓油腔10中的油，控制開關總成13上的柱塞31受油壓作用下行，低邊的柱塞31下行時受到圓球37的阻止不能下行，低邊的傳壓油道34與高壓油腔10不能相通。此時，其他扇形擋板41下未有圓球37的柱塞31下行，直到傳壓道34與高壓油腔10相通；高壓油通過傳壓油道34、控制油道連接管17、控制油道15進入活塞腔，推動各活塞21徑向移動，扶條22伸出，扶條22上的硬質合金條19壓入井壁，推動整個工具靠向井眼低邊。此時，低邊扶條壓縮活塞21，使活塞腔中的油經控制油道15、傳壓油道34、滾道腔36流向低壓油囊28，保持低邊活塞腔處於低壓狀態。由於多個扶條22伸出，整個工具被偏心支撐在井眼內，外殼體組件不能轉動，但因扶條22上的硬質合金條19為長條形，所以整個工具可以在一定力作用下在井眼內上下運動，轉動轉盤，內筒組件轉動，帶動鑽頭偏向井眼低邊切削巖石，達到降斜目的。
停轉盤，然後停泵，高壓油腔10壓力消失，柱塞31在彈簧30的作用下回位，低壓油囊28放出油補充到滾道腔36中、由於低壓油囊28的彈性收縮；其他部分油量通過單流閥32回到高壓油腔10中，此時低壓油囊中幾乎沒有油，柱塞31均已回位，扇形板41到達最上點，圓球37又可在滾道36內自由滾到其他低邊，以此不斷循環。
用於全增斜時，傳壓油道36接對面(即錯開180°)控制油道15即可完成。
用於扭方位時，傳壓油道36錯開一定角度，(0°＜α＜180°和0°＜α＜－180°)接控制油道15，根據錯開角度不同，可以構成降斜降方位、增斜增方位、降斜增方位及增斜降方位。
本實用新型改變了以往鑽直井降斜的傳統工藝，克服了傳統降斜工藝中降斜率低，機械鑽速慢的缺點，本實用新型提供的新型降斜工具，不僅能自動降斜，增斜，而且可扭方位，該裝置結構簡單，操作方便，成本低，便於推廣。
權利要求1.一種井斜控制器，用於鑽井中自動降斜、增斜和扭方位的井下工具，由內筒組件和外殼體組件構成，主要包括接頭1，中心管3，密封圈5，8，25，活塞21，殼體9，高壓油腔10，控制油道15，低壓油囊連接管14，低壓油囊28，扶條22及控制開關總成13，其特徵在於，殼體9上設有環狀控制開關總成13，其外殼控制開關體33下是由滾道39構成的圓環形滾道腔36，腔內有1-10個圓球37，滾道腔36上沿圓周均勻分布3-8個柱塞孔，各孔內設有柱塞31，滾道腔內裝有低壓油囊接頭38，通過低壓油囊連接管14與低壓油囊28連接；控制開關體33上還設有一個單流閥32，通過油道與一個柱塞孔相通，柱塞31下部為扇形擋板41，通過柱塞31中的環形空間及扇形擋板41和控制開關體的間隙與滾道腔36連通；柱塞31上有密封圈40，彈簧擋帽29及彈簧30；控制開關體33內設有與柱塞孔個數相匹配的控制油道34，其一端通過控制油道連接管14與控制油道15相接，另一端與所對應的柱塞孔相連，控制開關體33外圓環面上有定位螺孔35。
2.根據權利要求1所述的井斜控制器，其特徵在於，低壓油囊28為一彈性容器。
專利摘要本實用新型涉及一種井斜控制器用於石油鑽井中自動降斜，增斜和扭方位的井下工具，可用於鑽直井和定向井。通過安裝在扶正器上可伸縮的扶條不對稱的伸縮，使鑽具偏向一邊，起降斜、增斜及扭方位的作用。每根扶條由一排活塞控制，多個活塞推動扶條伸出，由安裝在外殼上的自動控制開關控制活塞腔的油壓，用於降斜時，使低邊活塞腔保持低壓，而高邊活塞腔與高壓油腔接通。用於增斜時，高邊活塞腔保持低壓，而低邊的活塞腔與高壓油腔接通，保持高壓。
文檔編號E21B7/04GK2096627SQ9121993
公開日1992年2月19日 申請日期1991年8月15日 優先權日1991年8月15日
發明者劉春文, 劉子春, 唐俊林, 任俊 申請人:中原石油勘探局鑽井四公司