雙向自調(diào)節(jié)搖臂扶正器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及鉆井機械設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種雙向自調(diào)節(jié)搖臂扶正器。
【背景技術(shù)】
[0002]在鉆井工程中，當鉆柱等井下工具工作時，通常難以控制這些工具的軸線保持在井眼軌跡中軸線上，在鉆柱或測井裝置下入井內(nèi)時，通常采用在工具短節(jié)兩側(cè)選擇性接扶正器，來提高鉆柱和測井裝置在井眼內(nèi)的穩(wěn)定性，減少井眼或套管內(nèi)壁對工具的摩擦從而縮短鉆井周期。
[0003]目前普遍廣泛使用的扶正器通常為非變形扶正器，這種扶正器通過在扶正器短節(jié)外的凸出扶正塊支撐井眼或套管內(nèi)壁來扶正井下工具，保持其軸向居中的目的。井下工作環(huán)境十分復(fù)雜，常規(guī)扶正器在復(fù)雜井下環(huán)境中主要存在兩點缺陷:1.由于地質(zhì)構(gòu)造變化，地層特性等原因，井眼徑向尺寸通常會隨著井深的增加產(chǎn)生劇烈的變化。這使得定直徑的常規(guī)扶正器使用效果并不理想。在某些應(yīng)用例中，如果井眼直徑由大變小，常規(guī)定直徑扶正器更是難以通過。2.為了最大限度的穿過儲層，提高油氣采收率，當前的鉆井方案通常為斜井、水平井。在水平井的造斜段和增斜段，常規(guī)扶正器受到井壁的摩擦力極具增加，且井下工具軸向居中難度大。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種雙向自調(diào)節(jié)搖臂扶正器，采用上下雙簧動，四搖臂扶正桿結(jié)構(gòu)，通過設(shè)計使搖臂以合適的徑向壓力抵住井眼內(nèi)壁或套管內(nèi)壁，從而保持井下工具軸向居中。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供以下的技術(shù)方案:一種雙向自調(diào)節(jié)搖臂扶正器，其特征在于:所述雙向自調(diào)節(jié)搖臂扶正器包括心部的中心桿和套在中心桿兩端的上轉(zhuǎn)換接頭和下轉(zhuǎn)換接頭，上轉(zhuǎn)換接頭和下轉(zhuǎn)換接頭外側(cè)分別套有上彈簧套筒和下彈簧套筒，上彈簧套筒和下彈簧套筒的對應(yīng)內(nèi)側(cè)分別設(shè)有上滑塊和下滑塊，上滑塊和下滑塊通過短臂桿和長臂桿相互連接，中心桿通過中心桿凸鍵與短臂桿連接，上彈簧套筒和下彈簧套筒內(nèi)均設(shè)有偏置彈簧和止推環(huán)，上滑塊和上彈簧套筒以及下滑塊和下彈簧套筒對應(yīng)設(shè)有兩個定位銷內(nèi)槽和定位銷外槽。
[0006]優(yōu)選的，所述中心桿凸鍵側(cè)面設(shè)有帶內(nèi)螺紋的連通孔，連通孔內(nèi)徑與兩滑塊上的連通孔內(nèi)徑相同。
[0007]優(yōu)選的，所述長臂桿的一端鉆有大直徑連通孔，內(nèi)徑與短臂桿一端的連通孔內(nèi)徑相同，長臂桿的另一端鉆有小直徑連通孔，內(nèi)徑與短臂桿另一端的連通孔內(nèi)徑相同，且比下滑塊連通孔內(nèi)徑大。
[0008]優(yōu)選的，所述長臂桿軸線與中心桿軸線的夾角為15°。
[0009]優(yōu)選的，所述短臂桿軸線與中心桿軸線的夾角為45°。
[0010]優(yōu)選的，所述偏置彈簧由高強度碳素鋼制造。
[0011]采用以上技術(shù)方案的有益效果是:該雙向自調(diào)節(jié)搖臂扶正器采用搖臂結(jié)構(gòu)自調(diào)節(jié)扶正桿，當井眼尺寸改變時，搖臂在滑塊的推動下，會實現(xiàn)徑向尺寸的自動調(diào)節(jié)。以此來實現(xiàn)對不規(guī)則井眼的適用性，采用雙向調(diào)節(jié)機構(gòu)，上下滑塊分別控制兩組相鄰搖臂。當扶正器從直井段進入造斜段時，井壁一側(cè)的曲率半徑變小，且與扶正器的徑向距離減小，距離這一側(cè)近的兩組搖臂中，上、下臂桿間的夾角受井壁壓力增大，推動滑塊產(chǎn)生軸向位移。井壁一側(cè)的曲率半徑變大，且與扶正器的徑向距離增大，距離這一側(cè)近的兩組搖臂中，上、下臂桿間的夾角受彈簧推力減小，拉動滑塊產(chǎn)生的軸向位移。該雙向自調(diào)節(jié)搖臂扶正器有效解決了復(fù)雜井下環(huán)境中，井眼尺寸變徑導(dǎo)致的扶正器難以通過的問題，解決了水平井、大位移井和多分支井等現(xiàn)代鉆井方案中，造斜段、增斜段井研尺寸變化導(dǎo)致的扶正器摩阻增大，井下工具難以徑向居中的問題。
【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細的描述。
[0013]圖1是本實用新型一種雙向自調(diào)節(jié)搖臂扶正器的結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0014]圖2是本實用新型一種雙向自調(diào)節(jié)搖臂扶正器的長臂桿和短臂桿段剖視圖；
[0015]圖3是本實用新型一種雙向自調(diào)節(jié)搖臂扶正器的定位銷外槽和定位銷內(nèi)槽段剖視圖。
[0016]其中，1-下轉(zhuǎn)換接頭、2—下彈簧套筒、3—下滑塊、4一長臂桿、5—短臂桿、6—上滑塊、7—上彈簧套筒、8—上轉(zhuǎn)換接頭、9—中心桿、10—中心桿凸鍵、11—偏置彈簧、12—止推環(huán)、13—定位銷外槽、14—定位銷內(nèi)槽。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖詳細說明本實用新型一種雙向自調(diào)節(jié)搖臂扶正器的優(yōu)選實施方式。
[0018]圖1、圖2和圖3出示本實用新型一種雙向自調(diào)節(jié)搖臂扶正器的【具體實施方式】:該雙向自調(diào)節(jié)搖臂扶正器包括心部的中心桿9和套在中心桿兩端的上轉(zhuǎn)換接頭8和下轉(zhuǎn)換接頭1，上轉(zhuǎn)換接頭8和下轉(zhuǎn)換接頭I外側(cè)分別套有上彈簧套筒7和下彈簧套筒2，上彈簧套筒7和下彈簧套筒2的對應(yīng)內(nèi)側(cè)分別設(shè)有上滑塊6和下滑塊3，上滑塊6和下滑塊3通過短臂桿5和長臂桿4相互連接，中心桿9通過中心桿凸鍵10與短臂桿5連接，上彈簧套筒7和下彈簧套筒2內(nèi)均設(shè)有偏置彈簧11和止推環(huán)12，上滑塊6和上彈簧套筒7以及下滑塊3和下彈簧套筒2對應(yīng)設(shè)有兩個定位銷內(nèi)槽14和定位銷外槽13。
[0019]中心桿凸鍵10側(cè)面設(shè)有帶內(nèi)螺紋的連通孔，連通孔內(nèi)徑與兩滑塊上的連通孔內(nèi)徑相同。長臂桿4的一端鉆有大直徑連通孔，內(nèi)徑與短臂桿5 —端的連通孔內(nèi)徑相同，長臂桿4的另一端鉆有小直徑連通孔，內(nèi)徑與短臂桿5另一端的連通孔內(nèi)徑相同，且比下滑塊3連通孔內(nèi)徑大。長臂桿4軸線與中心桿9軸線的夾角為15°。短臂桿5軸線與中心桿9軸線的夾角為45°。偏置彈簧11由高強度碳素鋼制造，為滑塊提供充足的推力，又能避免剪短定位銷。止推環(huán)12的外壁進行光滑處理，降低止推環(huán)12與上彈簧套筒7間的摩阻。
[0020]該雙向自調(diào)節(jié)搖臂扶正器的具體組裝操作過程:
[0021]1.將短臂桿5 —端大內(nèi)徑孔與長臂桿4上的大內(nèi)徑孔對齊貼緊，分別在兩側(cè)用螺栓和螺母螺紋連接，將兩個臂桿連接一起。螺栓和短臂桿5、螺母和長臂桿4間要留有適當?shù)拈g隙，保證搖臂組能夠?qū)崿F(xiàn)拉伸、收縮運動。按以上步驟，裝配好四組搖臂。
[0022]2.取一組搖臂，將搖臂中的短臂桿5 —端的小內(nèi)徑孔與一個中心桿凸鍵10連通孔對齊，用螺釘與中心桿9連通孔內(nèi)螺紋連接。螺帽和中心桿凸鍵10之間要留有適當?shù)拈g隙，保證其中的搖臂組能夠?qū)崿F(xiàn)拉伸、收縮運動。按以上步驟，將四組搖臂分別于四個中心桿凸鍵10裝配好。
[0023]3.將中心桿9 一側(cè)的兩個凸鍵分別推入下滑塊3對應(yīng)的長引導(dǎo)槽中，至合適位置。使兩個長臂桿4上的小連通孔能夠和對應(yīng)的短引導(dǎo)槽連通孔對齊。用內(nèi)六角螺釘與短引導(dǎo)槽上的連通孔內(nèi)螺紋連接。
[0024]4.按照步驟3的操作將上滑塊6與中心桿9另一側(cè)裝配好。
[0025]5.將下彈簧套筒2大內(nèi)徑端朝上，沿大外徑端向上套在下轉(zhuǎn)換接頭上I。將止推環(huán)12沿小外徑端套在下轉(zhuǎn)換接頭I上，推至轉(zhuǎn)換接頭小外徑端盡頭，并與下彈簧套筒2小內(nèi)徑端壓緊。在下彈簧套筒2和下轉(zhuǎn)換接頭I的環(huán)形空間內(nèi)插入偏置彈簧11。
[0026]6.按照步驟5的操作將上轉(zhuǎn)換接頭8、止推環(huán)12、上彈簧套筒7和偏置彈簧11裝配好。
[0027]7.將步驟3中裝配好的中心桿9 一端公螺紋與步驟5中裝配好的下轉(zhuǎn)換接頭I小外徑端的內(nèi)螺紋連接并擰緊。
[0028]8.此時下滑塊3上兩個定位銷內(nèi)槽14正好和下彈簧套筒2定位銷外槽13對齊，將定位銷上的公螺紋與定位銷內(nèi)槽14的母螺紋連接并擰緊。
[0029]9.將步驟6中裝配好的上轉(zhuǎn)換接頭8小外徑端的內(nèi)螺紋與步驟4中裝配好的中心桿9另一端公螺紋連接并擰緊。
[0030]10.此時上滑塊6定位銷內(nèi)槽14正好和上彈簧套筒7定位銷外槽13對齊，將定位銷上的公螺紋與定位銷內(nèi)槽14的母螺紋連接并擰緊。
[0031]該雙向自調(diào)節(jié)搖臂扶正器有效解決了復(fù)雜井下環(huán)境中，井眼尺寸變徑導(dǎo)致的扶正器難以通過的問題，解決了水平井、大位移井和多分支井等現(xiàn)代鉆井方案中，造斜段、增斜段井研尺寸變化導(dǎo)致的扶正器摩阻增大，井下工具難以徑向居中的問題。
[0032]以上的僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種雙向自調(diào)節(jié)搖臂扶正器，其特征在于:所述雙向自調(diào)節(jié)搖臂扶正器包括心部的中心桿(9)和套在中心桿兩端的上轉(zhuǎn)換接頭(8)和下轉(zhuǎn)換接頭(I)，上轉(zhuǎn)換接頭(8)和下轉(zhuǎn)換接頭(I)外側(cè)分別套有上彈簧套筒(7)和下彈簧套筒(2)，上彈簧套筒(7)和下彈簧套筒(2)的對應(yīng)內(nèi)側(cè)分別設(shè)有上滑塊(6)和下滑塊(3)，上滑塊(6)和下滑塊(3)通過短臂桿(5)和長臂桿⑷相互連接，中心桿(9)通過中心桿凸鍵(10)與短臂桿(5)連接，上彈簧套筒(7)和下彈簧套筒(2)內(nèi)均設(shè)有偏置彈簧(11)和止推環(huán)(12)，上滑塊(6)和上彈簧套筒(7)以及下滑塊(3)和下彈簧套筒(2)對應(yīng)設(shè)有兩個定位銷內(nèi)槽(14)和定位銷外槽(13)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向自調(diào)節(jié)搖臂扶正器，其特征在于:所述中心桿凸鍵(10)側(cè)面設(shè)有帶內(nèi)螺紋的連通孔，連通孔內(nèi)徑與兩滑塊上的連通孔內(nèi)徑相同。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向自調(diào)節(jié)搖臂扶正器，其特征在于:所述長臂桿(4)的一端鉆有大直徑連通孔，內(nèi)徑與短臂桿(5) —端的連通孔內(nèi)徑相同，長臂桿(4)的另一端鉆有小直徑連通孔，內(nèi)徑與短臂桿(5)另一端的連通孔內(nèi)徑相同，且比下滑塊(3)連通孔內(nèi)徑大。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向自調(diào)節(jié)搖臂扶正器，其特征在于:所述長臂桿(4)軸線與中心桿(9)軸線的夾角為15°。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向自調(diào)節(jié)搖臂扶正器，其特征在于:所述短臂桿(5)軸線與中心桿(9)軸線的夾角為45°。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向自調(diào)節(jié)搖臂扶正器，其特征在于:所述偏置彈簧(11)由高強度碳素鋼制造。
【專利摘要】本實用新型公開了一種雙向自調(diào)節(jié)搖臂扶正器，涉及鉆井機械設(shè)備領(lǐng)域，該雙向自調(diào)節(jié)搖臂扶正器采用搖臂結(jié)構(gòu)自調(diào)節(jié)扶正桿，當井眼尺寸改變時，搖臂在滑塊的推動下，會實現(xiàn)徑向尺寸的自動調(diào)節(jié)。以此來實現(xiàn)對不規(guī)則井眼的適用性，采用雙向調(diào)節(jié)機構(gòu)，上下滑塊分別控制兩組相鄰搖臂。當扶正器從直井段進入造斜段時，井壁一側(cè)的曲率半徑變小，且與扶正器的徑向距離減小，距離這一側(cè)近的兩組搖臂中，上、下臂桿間的夾角受井壁壓力增大，推動滑塊產(chǎn)生軸向位移。井壁另一側(cè)的曲率半徑變大，且與扶正器的徑向距離增大，距離這一側(cè)近的兩組搖臂中，上、下臂桿間的夾角受彈簧推力減小，拉動滑塊產(chǎn)生的軸向位移。
【IPC分類】E21B17/10
【公開號】CN204804713
【申請?zhí)枴緾N201520473905
【發(fā)明人】高思洋, 臧燁, 王正旭, 方正
【申請人】中國石油大學(xué)(北京)
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年6月30日