一种井下扩孔用液控可变径扶正器的制作方法

专利检索2025-12-02  1


本发明属于钻井工程,具体涉及一种井下扩孔用液控可变径扶正器。


背景技术:

1、扶正器又称稳定器,是稳定井下钻具,起防斜作用的工具,现有的扶正器一般分为两类,一类为支撑力较好的刚性扶正器,缺点是不能改变直径,适用的范围较小,另一类为可变径的弹性扶正器。

2、但是现有的可变径扶正器,扶正条不便于收纳,在初始状态即为满眼状态,下入井下的过程扶正条与钻孔内壁摩擦,导致扶正器下井困难,其次现有的可变径扶正器通过弹性支撑,实现的扶正效果较差,支撑能力不如刚性扶正器,并且现有可变径扶正器无法跟随钻头进行扩孔。


技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决背景技术中的问题,而提出的一种井下扩孔用液控可变径扶正器。

2、为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:

3、一种井下扩孔用液控可变径扶正器,包括外壳,所述外壳的一端外壁上转动插接有叶轮一,所述叶轮一的外壁上焊接有螺纹管,所述螺纹管位于外壳内部,所述螺纹管的外壁上通过螺纹配合套装有螺纹套,所述外壳靠近叶轮一的一侧圆柱外壁上开设有若干个等距圆周分布的滑槽,每个所述滑槽内均滑动插接有扶正块,每个所述扶正块的外壁上均转动插接有万向轮一,每个所述扶正块远离万向轮一的一侧外壁上均转动插接有连杆,每个所述连杆远离扶正块的一端均转动插接在螺纹套的外壁上,所述螺纹套远离叶轮一的一侧外壁上焊接有若干个限位杆,所述外壳靠近叶轮一的一端内部开设有传动室,所述限位杆滑动插接在外壳的内壁上并且延伸至传动室内,所述限位杆的端部外壁上焊接有滑座。

4、在上述的一种井下扩孔用液控可变径扶正器中,所述滑座滑动插接在传动室内,所述传动室的内壁上开设有若干个等距圆周分布的防堵窗,所述滑座靠近防堵窗的一端外壁上设置有锥面。

5、在上述的一种井下扩孔用液控可变径扶正器中,所述滑座的外壁上转动插接有若干个等距圆周分布的刮板,所述外壳的圆柱外壁上开设有若干个等距圆周分布的收纳槽,所述收纳槽靠近叶轮一的一端延伸至传动室内,所述收纳槽与刮板一一对应,每个所述刮板远离滑座的一端均转动插接在对应的收纳槽远离叶轮一的一端内壁上。

6、在上述的一种井下扩孔用液控可变径扶正器中,每个所述刮板的外壁上均设置有凸起,每个所述刮板均可进行弹性弯曲变形,所述滑座远离锥面的一侧外壁上焊接有与收纳槽相适配的挡板。

7、在上述的一种井下扩孔用液控可变径扶正器中,所述外壳远离叶轮一的一端外壁上转动插接有端座,所述端座的外壁上焊接有叶轮二,所述端座的外壁上通过转轴转动插接有若干个等距圆周分布的扶正板。

8、在上述的一种井下扩孔用液控可变径扶正器中,每个所述扶正板的转轴上均焊接有齿轮,所述外壳远离叶轮一的一端外壁上焊接有齿圈,所述齿圈与齿轮相互啮合。

9、在上述的一种井下扩孔用液控可变径扶正器中,每个所述扶正板的端部外壁上均转动插接有万向轮二,所述外壳远离叶轮一的一端外壁上开设有避位槽,所述避位槽内滑动插接有限位环,所述限位环的顶部外壁上开设有卡齿,所述卡齿与扶正板相适配。

10、在上述的一种井下扩孔用液控可变径扶正器中,所述限位环远离卡齿的一侧外壁上焊接有限位柱,所述限位柱滑动插接在避位槽的底部内壁上,所述限位环的外壁与避位槽的内壁之间设置有弹簧,所述弹簧套装在限位柱的外壁上。

11、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

12、1、下井:初始状态时,扶正块与扶正板均处于收纳状态,此时万向轮一和万向轮二均超出外壳的外壁轮廓,使得在下井时,万向轮一和万向轮二能够与钻孔内壁抵接,从而使得本装置和钻头远离钻孔内壁,避免本装置与钻孔内壁产生摩擦,便于下井;

13、2、扶正:当本装置随钻头下移至工作位置后,正循环钻井,钻井液通过钻头上的水眼喷出后,被地面设备抽出,在此过程中,钻井液驱动叶轮一转动,使得叶轮一带动螺纹管转动,在螺纹配合作用下,螺纹套向扶正块所在方向靠近,在连杆作用下,所有扶正块均被推出滑槽,扶正块伸展时带动万向轮一支撑在钻孔的内壁上,实现扶正效果,通过螺纹自锁效应,使得当万向轮一受到偏心力时,螺纹套不会产生复位移动,从而实现刚性支撑的效果,同时,钻井液也会驱动叶轮二转动,叶轮二带动端座转动,使得端座带动齿轮公转,在齿圈的作用下,齿轮进行自转,从而使得齿轮带动扶正板展开,扶正板带动万向轮二支撑在钻孔内壁上,进一步实现扶正效果,通过限位环上的卡齿对展开的扶正板进行限位,避免扶正板受到偏心力时产生收缩移动,从而实现刚性支撑的效果;

14、3、扩孔:当螺纹套向扶正块所在方向靠近时,限位杆带动滑座向扶正块远离,随着滑座的移动,刮板的两端逐渐靠近从而产生弹性弯曲,进而使得刮板从而收纳槽内伸展出,刮板与钻孔内壁抵接后同样能够产生扶正效果,当外壳随着钻头转动时,刮板能够对钻孔内壁进行剐蹭,实现扩孔效果,通过设置的凸起,能够增大刮板的抓地能力,提高扩孔效果;

15、4、自适应变径:当万向轮二与钻孔内壁抵接后,扶正板无法进一步展开,齿轮无法自转,钻井液无法驱动叶轮二转动,此时,当外壳随钻头转动时,外壳能够带动端座同步转动,当万向轮二从钻孔段下移至扩孔段时,万向轮二失去钻孔内壁的抵接作用,此时钻井液再次驱动叶轮二转动,使得扶正板继续展开,从而使得万向轮二能够支撑在扩孔段的内壁上,实现自动变径扶正的效果;

16、综上所述,本装置通过钻井液驱动叶轮一转动,使得叶轮一带动螺纹管转动,在螺纹配合作用下,螺纹套向扶正块所在方向靠近,在连杆作用下,所有扶正块均被推出滑槽,扶正块伸展时带动万向轮一支撑在钻孔的内壁上,实现扶正效果,通过螺纹自锁效应,使得当万向轮一受到偏心力时,螺纹套不会产生复位移动,从而实现刚性支撑的效果。



技术特征:

1.一种井下扩孔用液控可变径扶正器,包括外壳(1),其特征在于:所述外壳(1)的一端外壁上转动插接有叶轮一(24),所述叶轮一(24)的外壁上焊接有螺纹管(241),所述螺纹管(241)位于外壳(1)内部,所述螺纹管(241)的外壁上通过螺纹配合套装有螺纹套(23),所述外壳(1)靠近叶轮一(24)的一侧圆柱外壁上开设有若干个等距圆周分布的滑槽(11),每个所述滑槽(11)内均滑动插接有扶正块(2),每个所述扶正块(2)的外壁上均转动插接有万向轮一(21),每个所述扶正块(2)远离万向轮一(21)的一侧外壁上均转动插接有连杆(22),每个所述连杆(22)远离扶正块(2)的一端均转动插接在螺纹套(23)的外壁上,所述螺纹套(23)远离叶轮一(24)的一侧外壁上焊接有若干个限位杆(231),所述外壳(1)靠近叶轮一(24)的一端内部开设有传动室(12),所述限位杆(231)滑动插接在外壳(1)的内壁上并且延伸至传动室(12)内,所述限位杆(231)的端部外壁上焊接有滑座(3)。

2.根据权利要求1所述的一种井下扩孔用液控可变径扶正器,其特征在于:所述滑座(3)滑动插接在传动室(12)内,所述传动室(12)的内壁上开设有若干个等距圆周分布的防堵窗(121),所述滑座(3)靠近防堵窗(121)的一端外壁上设置有锥面(33)。

3.根据权利要求2所述的一种井下扩孔用液控可变径扶正器,其特征在于:所述滑座(3)的外壁上转动插接有若干个等距圆周分布的刮板(32),所述外壳(1)的圆柱外壁上开设有若干个等距圆周分布的收纳槽(13),所述收纳槽(13)靠近叶轮一(24)的一端延伸至传动室(12)内,所述收纳槽(13)与刮板(32)一一对应,每个所述刮板(32)远离滑座(3)的一端均转动插接在对应的收纳槽(13)远离叶轮一(24)的一端内壁上。

4.根据权利要求3所述的一种井下扩孔用液控可变径扶正器,其特征在于:每个所述刮板(32)的外壁上均设置有凸起(321),每个所述刮板(32)均可进行弹性弯曲变形,所述滑座(3)远离锥面(33)的一侧外壁上焊接有与收纳槽(13)相适配的挡板(31)。

5.根据权利要求1所述的一种井下扩孔用液控可变径扶正器,其特征在于:所述外壳(1)远离叶轮一(24)的一端外壁上转动插接有端座(4),所述端座(4)的外壁上焊接有叶轮二(41),所述端座(4)的外壁上通过转轴转动插接有若干个等距圆周分布的扶正板(42)。

6.根据权利要求5所述的一种井下扩孔用液控可变径扶正器,其特征在于:每个所述扶正板(42)的转轴上均焊接有齿轮(421),所述外壳(1)远离叶轮一(24)的一端外壁上焊接有齿圈(15),所述齿圈(15)与齿轮(421)相互啮合。

7.根据权利要求6所述的一种井下扩孔用液控可变径扶正器,其特征在于:每个所述扶正板(42)的端部外壁上均转动插接有万向轮二(422),所述外壳(1)远离叶轮一(24)的一端外壁上开设有避位槽(14),所述避位槽(14)内滑动插接有限位环(141),所述限位环(141)的顶部外壁上开设有卡齿(142),所述卡齿(142)与扶正板(42)相适配。

8.根据权利要求7所述的一种井下扩孔用液控可变径扶正器,其特征在于:所述限位环(141)远离卡齿(142)的一侧外壁上焊接有限位柱(143),所述限位柱(143)滑动插接在避位槽(14)的底部内壁上,所述限位环(141)的外壁与避位槽(14)的内壁之间设置有弹簧(144),所述弹簧(144)套装在限位柱(143)的外壁上。


技术总结
本发明涉及钻井工程技术领域,具体涉及一种井下扩孔用液控可变径扶正器,包括外壳,所述外壳的一端外壁上转动插接有叶轮一,所述叶轮一的外壁上焊接有螺纹管,所述螺纹管位于外壳内部,所述螺纹管的外壁上通过螺纹配合套装有螺纹套,所述外壳靠近叶轮一的一侧圆柱外壁上开设有若干个等距圆周分布的滑槽。本发明中通过钻井液驱动叶轮一转动,使得叶轮一带动螺纹管转动,在螺纹配合作用下,螺纹套向扶正块所在方向靠近,在连杆作用下,所有扶正块均被推出滑槽,扶正块伸展时带动万向轮一支撑在钻孔的内壁上,实现扶正效果,通过螺纹自锁效应,使得当万向轮一受到偏心力时,螺纹套不会产生复位移动,从而实现刚性支撑的效果。

技术研发人员:马国耀,魏钊,于永波,顾倍肇,赵爱杰,刘俊卿
受保护的技术使用者:山东万盛电气有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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