液力變徑螺旋穩定器的製作方法

2023-11-03 15:38:52 1

專利名稱：液力變徑螺旋穩定器的製作方法
技術領域：
本實用新型是用於石油開採與勘探中鑽斜井與水平井的井下工具。
在現有技術中，國內外都在研製遙控變徑穩定器，其特點是通過改變鑽壓使扶正器上的扶正塊縮至最小尺寸或伸至最大尺寸，然後由通過泵壓鎖緊。美國ANDERGAUGE公司已在九十年代初研究出第一代遙控變徑穩定器樣機，並在南德克薩斯的珀薩油田的水平井中應用，效果顯著。隨後美國ANADRILL公司和挪威TARGET DRILL公司，又進行了改型樣機的製造，並在北海油田進行了100多口井的鑽井作業，亦取得了良好效果，國內石油天然氣總公司石油勘探科學研究院機械所也進行了研究，其原理與上述公司大同小異，並進行了現場試驗。上述遙控變徑穩定器共同的特點是1.利用改變鑽壓進行扶正塊收縮，通過泵壓進行液力鎖定；2.結構複雜，在鑽具上有軸向伸縮部件和扭矩傳遞花鍵軸等影響鑽具剛度的運動件存在，成本高昴，一套裝置的成本是普通螺旋扶正器的10倍左右。3.扶正塊的收回依靠井壁的反作用力，可靠性較差。
本實用新型的目的是通過鑽井過程中鑽具內鑽井液壓力與環空壓力差使扶正塊伸縮到預定尺寸工作；停泵後，扶正塊在彈簧作用下自動收回本實用新型的設計要點是在本體上的三條螺旋線上有均布的15個扶正塊，並在同一平面內相互成120度；各扶正塊是用兩個埋頭螺銓固定在本體上，為一可獨立更換的部件；支承耐磨頭可以是頂部鑲嵌的碳化鎢塊或完全由碳化鎢材料製成。
本實用新型與現有普通螺旋穩定器相比具有以下優點1.普通螺旋穩定器的扶正塊是固定的尺寸，液力變經螺旋穩定器的扶正塊是變徑的，工作時才伸出到預定最大尺寸，因此可避免起下鑽具的遇阻、遇卡現象的發生。提高了時效，降低了成本。2.扶正塊是可更換的，通過更換扶正塊使穩定器得到修復。而普通螺螺穩定器尺寸磨小後，修復困難。本實用新型與遙控變徑穩定器相比，具有以下優點1.從操作控制方式比較遙控需要通過改變鑽壓使扶正塊伸出或收回，然後用液壓鎖定；而液力變徑螺旋穩定器的扶正塊完全依靠正常鑽井的內外空間的壓差進行工作的，控制方便，安全可靠。2.從整體結構比較遙控變徑穩定器整體結構複雜，特別是驅動軸上的花軸傳動可靠性差，使井下組合鑽具剛度減小；液力鎖定裝置的壓力顯示僅1.4MPa，地面很難判定工作狀態；總長達到2m。液力變徑螺旋穩定器結構簡單，沒有鎖定，沒有驅動軸花鍵，可靠性大大增加，總長不超過1m。3.從支承耐磨頭的復位方式比較本實用新型依靠彈簧儲能復位；而遙控變徑穩定器的扶正塊是靠井壁的作用，是被動式的、可靠性差。4.從工具本身成本比較缽實用新型成本費用大約是普通螺旋穩定器單位的1.2～1.5倍。而遙控變徑扶正器單價約為普通螺旋扶正器的10倍左右。
以下結合附圖對本實用新型做進一步描述


圖1為本實用新型正面結構示意圖。
圖2是
圖1A-A向剖面圖。
圖3是
圖1B-B向剖面圖。
由圖所示本實用新型是由本體1、底座2、密封圈3、復位彈簧4、外套5、支承耐磨頭6、埋頭螺栓7、螺旋過液槽8、扶正塊9組成。在本體1上有三個在同一平面內相互成120°的底座2，在三個底座2上分別有三排螺旋過液槽8，在過液槽8上均布有15個扶正塊9，每個扶正塊9是用兩個埋頭螺栓7固定在本體1上，為一可獨立更換的部件，扶正塊9是由本體1、底座2、密封圈3、復位彈簧4、外套5、支承耐磨頭6、埋頭螺栓7組成，底座2置於本體1上，密封圈3分別放在外套5及復位彈簧4上，復位彈簧4置於外套5內，支撐耐磨頭6與復位彈簧5下部聯接。
在鑽井過程中，鑽井液通過鑽杆柱經鑽頭噴咀，清洗井底、冷卻鑽頭，然後由鑽杆與井眼環空循環至地面。鑽頭噴咀的壓降一般情況下至少有2MPa，在實施高壓噴射鑽井新技術時，噴咀壓降經常達到10～20MPa。穩定器一般安裝在鑽頭附近，因此穩定器的內外壓差大約在2MPa～20MPa之間。支承耐磨頭6上的密封圈3起密封使用，在壓差的作用下，支承耐磨頭6首先壓縮復位彈簧4並向外伸出，由外套5上的定位臺階進行定位，使外伸尺寸控制在預定尺寸。停止鑽井，需在起鑽換鑽頭或進行其他作業，則必須停泵。停泵後穩定器內外壓差消失，在復位彈簧4的使用下，支承耐磨頭6自動恢復到最小外徑。
權利要求1.一種液力變徑螺旋穩定器，由本體(1)、底座(2)、密封圈(3)、復位彈簧(4)、外套(5)、支承耐磨頭(6)、埋頭螺栓(7)、螺旋過液槽(8)、扶正塊(9)組成，其特徵在於在本體(1)上有三個在同一平面內相互成120°的底座(2)，在三個底座(2)上分別有三排螺旋過液槽(8)，在過液槽(8)上均布有15個扶正塊(9)，每個扶正塊(9)是用兩個埋頭螺栓(7)固定在本體(1)上在本體上的。
2.根據權利要求1所述的液力變徑螺旋穩定器，其特徵在於扶正塊(9)上的底座(2)置於本體(1)上，密封圈(3)分別放在外套(5)及復位彈簧(4)上，復位彈簧(4)置於外套(5)內，支撐耐磨頭(6)與復位彈簧(5)下部聯接。
3.根據權利要求1所述的液力變徑螺旋穩定器，其特徵在於支承耐磨頭(6)可以是頂部鑲嵌碳化鎢塊或完合由碳化鎢材料製成。
專利摘要本實用新型是一種能使螺旋穩定器改變外徑的裝置，特別適用於鑽斜井和水平井中應用。該裝置由本體和可獨立更換的扶正塊部件組成，在本體1上有三個在同一平面內相互成120°的底座2，在三個底座2上分別有三排螺旋過液槽8，在過液槽8上均布有15個扶正塊9，每個扶正塊9是用兩個埋頭螺栓7固定在本體1上，該裝置的優點是，控制操作方便，正常鑽井時扶正塊中的支承耐磨頭伸到固定的外徑，起穩定器的作用；停止鑽井液循環後，支承耐磨頭收縮到最小尺寸，從而避免了起下鑽遇阻，遇卡事故的發生，降低了成本，保證了井下安全。
文檔編號E21B12/00GK2228969SQ9521293
公開日1996年6月12日 申請日期1995年6月13日 優先權日1995年6月13日
發明者龔偉安, 盧熙坦, 陳練軍 申請人:長慶石油勘探局鑽採工藝研究院