專利名稱：液壓彈簧滾輪穩(wěn)定器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種彈簧滾輪穩(wěn)定器，特別是關(guān)于ー種用于不旋轉(zhuǎn)外套式導(dǎo)向鉆井工具的液壓彈簧滾輪穩(wěn)定器。
背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)是20世紀(jì)80年代出現(xiàn)，90年代發(fā)展起來的ー項(xiàng)石油鉆井新技術(shù)，與傳統(tǒng)的滑動導(dǎo)向鉆井相比，具有井眼軌跡控制精度高，鉆出的井眼圓滑，摩阻、扭矩小，鉆井極限位移大，井下事故少，鉆井速度快，鉆井成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此可以滿足水平井、大位移井、三位多目標(biāo)井等高難度特殊エ藝井導(dǎo)向鉆井需求。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具主要可分為調(diào)制式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具和不旋轉(zhuǎn)外套式旋轉(zhuǎn)導(dǎo) 向鉆井工具。不旋轉(zhuǎn)外套式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的工具面是以不旋轉(zhuǎn)外套為基準(zhǔn)進(jìn)行控制的，因此在導(dǎo)向鉆井工程中，不旋轉(zhuǎn)外套需要相對于井壁保持靜止，以便保持旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具的工具面穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)井眼軌跡的控制。目前，有一種旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具不旋轉(zhuǎn)外套穩(wěn)定裝置，它由均勻布置在不旋轉(zhuǎn)外套外壁上的3 4套穩(wěn)定器輪組總成，每套穩(wěn)定器輪組總成均設(shè)置有一個輪組支架，輪組支架上設(shè)置有3 4組由滾輪組成的輪組，滾輪高于輪組支架，滾輪的滾向與不旋轉(zhuǎn)外套移動方向一致。這種裝置在原理上防止了不旋轉(zhuǎn)外套的旋轉(zhuǎn)，穩(wěn)定了旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的工具面。但是經(jīng)過多次反復(fù)下井試驗(yàn)得出該不旋轉(zhuǎn)外套穩(wěn)定裝置穩(wěn)定工具面效果并不理想，通過現(xiàn)場試驗(yàn)得出該發(fā)明專利存在以下兩個不足I、由于輪組在彈簧作用下一直處于徑向高位狀態(tài)，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具在上提下放過程中容易造成井徑擴(kuò)大。2、為了防止在上提下放過程中阻カ過大，設(shè)置彈簧的弾性系數(shù)有限，造成穩(wěn)定器上的輪組貼井壁カ較小，對穩(wěn)定工具面作用不是很明顯。
發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供ー種安裝簡單方便、能有效避免擴(kuò)大井徑的液壓彈簧滾輪穩(wěn)定器。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案一種液壓彈簧滾輪穩(wěn)定器，其特征在于它包括旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的不旋轉(zhuǎn)外套和不旋轉(zhuǎn)外套外壁，所述不旋轉(zhuǎn)外套外壁周向均勻設(shè)置有三套穩(wěn)定器輪組總成；每套所述穩(wěn)定器輪組總成均包括一個輪組支架和兩個活塞，所述輪組支架設(shè)置在所述不旋轉(zhuǎn)外套上的凹槽中，每個所述活塞均設(shè)置在所述輪組支架底部與所述不旋轉(zhuǎn)外套的凹槽之間；所述輪組支架兩端通過固定在所述不旋轉(zhuǎn)外套上的彈簧徑向支撐在所述不旋轉(zhuǎn)外套外壁上，所述不旋轉(zhuǎn)外套外壁兩端上分別設(shè)置ー用于限制所述彈簧徑向位移量的限位塊；所述輪組支架上還間隔設(shè)置有三組輪組。每組所述輪組均包括ー滾軸和穿設(shè)在所述滾軸上的四個滾輪，所述四個滾輪對稱布置在所述輪組支架兩側(cè)，安裝在所述輪組支架內(nèi)；所述滾軸兩端穿出所述輪組支架的兩側(cè)壁，井分別插入到設(shè)置在所述不旋轉(zhuǎn)外套上凹槽內(nèi)的導(dǎo)向塊中。各所述輪組的外緣等效外徑略大于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具外徑。[0008]每個所述活塞的外端面嵌入所述輪組支架的內(nèi)盲孔，每個所述活塞的側(cè)面通過密封圈與所述不旋轉(zhuǎn)外套密封連接，每個所述活塞的內(nèi)腔與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具主軸內(nèi)的中心孔之間經(jīng)通孔連通。本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型由于采用三套穩(wěn)定器輪組總成，每套穩(wěn)定器輪組總成沿不旋轉(zhuǎn)外套外壁周向均勻設(shè)置，只需要在不旋轉(zhuǎn)外套上預(yù)先開設(shè)幾個凹槽即可分組安裝，簡單方便。2、本實(shí)用新型在每個輪組支架上都間隔設(shè)置有三組輪組，輪組支架兩端通過固定在不旋轉(zhuǎn)外套上的彈簧徑向支撐在不旋轉(zhuǎn)外套外壁上，各輪組既可在內(nèi)部液壓力作用和彈簧支撐下沿不旋轉(zhuǎn)外套的徑向運(yùn)動，又可以隨不旋轉(zhuǎn)外套一起在井眼軸線方向上移動。3、本實(shí)用新型輪組支架的兩端端部被彈簧徑向支撐在不旋轉(zhuǎn)外套外壁上，而彈簧外端被兩限位塊限制，使其既能在不旋轉(zhuǎn)外套徑向上移動，又不會滑脫出不旋轉(zhuǎn)外套。4、本實(shí)用新型由于每組輪組均由滾軸和穿設(shè)在滾軸上的四個滾輪組成，輪組的滾輪方向與不旋轉(zhuǎn)外套移動方向一致，滾軸穿出輪組支架側(cè)壁后，兩端分別插入到設(shè)置在不旋轉(zhuǎn)外套外壁凹槽內(nèi)的導(dǎo)向塊中，被導(dǎo)向塊導(dǎo)向，這樣輪組、滾軸、導(dǎo)向塊均可隨輪組支架一起徑向運(yùn)動，也可一起沿井眼軸線方向移動。5、本實(shí)用新型由于各輪組的外緣等效外徑較小，僅略大于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具外徑，因此，不會阻礙旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具正常起下鉆作業(yè)，也不會造成井眼擴(kuò)大的現(xiàn)象。6、本實(shí)用新型采用輪組在工作時能與井壁緊密接觸，使得穩(wěn)定器輪組總成不能隨旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具主軸轉(zhuǎn)動，從而防止不旋轉(zhuǎn)外套的旋轉(zhuǎn)，穩(wěn)定了旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的工具面。本實(shí)用新型可以廣泛在旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井中應(yīng)用。

圖I是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I的俯視圖；圖3是圖I的A-A剖視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖I 圖3所示，本實(shí)用新型包括旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的不旋轉(zhuǎn)外套I和不旋轉(zhuǎn)外套外壁2，在不旋轉(zhuǎn)外套外壁2周向均勻設(shè)置有三套穩(wěn)定器輪組總成。每套穩(wěn)定器輪組總成均包括一個輪組支架3和兩個活塞4，輪組支架3設(shè)置在不旋轉(zhuǎn)外套I上預(yù)先開設(shè)的凹槽中，每個活塞4均設(shè)置在輪組支架3底部與不旋轉(zhuǎn)外套I的凹槽之間。輪組支架3兩端通過固定在不旋轉(zhuǎn)外套I上的彈簧5徑向支撐在不旋轉(zhuǎn)外套外壁2上，不旋轉(zhuǎn)外套外壁2兩端上分別設(shè)置ー用于限制彈簧5徑向位移量的限位塊6。輪組支架3在兩端彈簧5作用下，輪組支架3內(nèi)側(cè)面與不旋轉(zhuǎn)外套I上的凹槽底面接觸。輪組支架3上還間隔設(shè)置有三組輪組7(如圖2所示)，三組輪組7的滾向與不旋轉(zhuǎn)外套I的移動方向一致,各輪組7的外緣等效外徑較小，僅略大于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具外徑，此時不影響旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具正常起下鉆。如圖3所示，每個活塞4的外端面嵌入輪組支架3的內(nèi)盲孔，每個活塞4的側(cè)面通過密封圈8與不旋轉(zhuǎn)外套I密封連接，每個活塞4的內(nèi)腔與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具主軸9內(nèi)的中心孔之間經(jīng)通孔10連通。如圖2所示，每組輪組7均包括ー滾軸11和穿設(shè)在滾軸11上的四個滾輪12，四個滾輪12對稱布置在輪組支架3兩側(cè)，并安裝在輪組支架3內(nèi)，各滾輪12可以繞滾軸11旋轉(zhuǎn)；滾軸11兩端穿出輪組支架3的兩側(cè)壁，井分別插入到設(shè)置在不旋轉(zhuǎn)外套I上凹槽內(nèi)的導(dǎo)向塊13中，滾軸11可以隨輪組支架3 —起沿不旋轉(zhuǎn)外套I的徑向滑動，同時又對輪組支架3起導(dǎo)向作用。其中，各滾輪12的輪緣均略高于輪組支架3。綜上所述，本實(shí)用新型在使用吋，鉆井過程中，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具主軸9內(nèi)流通高壓泥漿，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具主軸9內(nèi)與不旋轉(zhuǎn)外套I外部環(huán)境形成壓カ差，高壓泥漿進(jìn)入活塞4內(nèi)腔，驅(qū)動活塞4向外移動，帶動輪組支架3和輪組7 —起向外移動，輪組7與井壁緊密接觸，使得穩(wěn)定器輪組總成不能隨旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具主軸9轉(zhuǎn)動，從而防止不旋轉(zhuǎn)外套I的旋轉(zhuǎn)，穩(wěn)定了旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的工具面，使得液壓推力較大。當(dāng)停止鉆井時，處于起下鉆過程中，旋 轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具主軸9內(nèi)沒有高壓泥漿通過，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具主軸9內(nèi)與不旋轉(zhuǎn)外套I外部環(huán)境無壓カ差，輪組支架3在端部彈簧5作用下向內(nèi)移動，輪組7與井壁不接觸，使穩(wěn)定器輪組總成可以隨旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具主軸9轉(zhuǎn)動。另外，由于輪組7外徑僅略大于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具外徑，不會阻礙旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具正常起下鉆作業(yè)，也不會造成井眼擴(kuò)大的現(xiàn)象。上述各實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型，各部件的結(jié)構(gòu)和連接方式都是可以有所變化的，在本實(shí)用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本實(shí)用新型原理對個別部件的連接和結(jié)構(gòu)進(jìn)行的改進(jìn)和等同變換，均不應(yīng)排除在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求1.一種液壓彈簧滾輪穩(wěn)定器，其特征在于它包括旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的不旋轉(zhuǎn)外套和不旋轉(zhuǎn)外套外壁，所述不旋轉(zhuǎn)外套外壁周向均勻設(shè)置有三套穩(wěn)定器輪組總成；每套所述穩(wěn)定器輪組總成均包括一個輪組支架和兩個活塞，所述輪組支架設(shè)置在所述不旋轉(zhuǎn)外套上的凹槽中，每個所述活塞均設(shè)置在所述輪組支架底部與所述不旋轉(zhuǎn)外套的凹槽之間；所述輪組支架兩端通過固定在所述不旋轉(zhuǎn)外套上的彈簧徑向支撐在所述不旋轉(zhuǎn)外套外壁上，所述不旋轉(zhuǎn)外套外壁兩端上分別設(shè)置ー用于限制所述彈簧徑向位移量的限位塊；所述輪組支架上還間隔設(shè)置有三組輪組。
2.如權(quán)利要求I所述的液壓彈簧滾輪穩(wěn)定器，其特征在于每組所述輪組均包括ー滾軸和穿設(shè)在所述滾軸上的四個滾輪，所述四個滾輪對稱布置在所述輪組支架兩側(cè)，安裝在所述輪組支架內(nèi)；所述滾軸兩端穿出所述輪組支架的兩側(cè)壁，井分別插入到設(shè)置在所述不旋轉(zhuǎn)外套上凹槽內(nèi)的導(dǎo)向塊中。
3.如權(quán)利要求I所述的液壓彈簧滾輪穩(wěn)定器，其特征在于各所述輪組的外緣等效外徑略大于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具外徑。
4.如權(quán)利要求2所述的液壓彈簧滾輪穩(wěn)定器，其特征在于各所述輪組的外緣等效外徑略大于旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具外徑。
5.如權(quán)利要求I或2或3或4所述的液壓彈簧滾輪穩(wěn)定器，其特征在于每個所述活塞的外端面嵌入所述輪組支架的內(nèi)盲孔，每個所述活塞的側(cè)面通過密封圈與所述不旋轉(zhuǎn)外套密封連接，每個所述活塞的內(nèi)腔與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具主軸內(nèi)的中心孔之間經(jīng)通孔連通。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種液壓彈簧滾輪穩(wěn)定器，其特征在于它包括旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井工具的不旋轉(zhuǎn)外套和不旋轉(zhuǎn)外套外壁，不旋轉(zhuǎn)外套外壁周向均勻設(shè)置有三套穩(wěn)定器輪組總成；每套穩(wěn)定器輪組總成均包括一個輪組支架和兩個活塞，輪組支架設(shè)置在不旋轉(zhuǎn)外套上的凹槽中，每個活塞均設(shè)置在輪組支架底部與不旋轉(zhuǎn)外套的凹槽之間；輪組支架兩端通過固定在不旋轉(zhuǎn)外套上的彈簧徑向支撐在不旋轉(zhuǎn)外套外壁上，不旋轉(zhuǎn)外套外壁兩端上分別設(shè)置一用于限制彈簧徑向位移量的限位塊；輪組支架上還間隔設(shè)置有三組輪組。本實(shí)用新型安裝簡單方，不會造成井眼擴(kuò)大的現(xiàn)象并能有效穩(wěn)定導(dǎo)向工具的工具面。本實(shí)用新型可以廣泛在旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井中應(yīng)用。
文檔編號E21B7/10GK202401968SQ20112051997
公開日2012年8月29日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者吳光武, 姜偉, 李峰飛, 李漢興, 牛海峰, 程載斌, 蔣世全, 陳紅新 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油研究總院