鉆具穩定器及其鉆具的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種鉆具穩定器及其鉆具。鉆具穩定器包括本體，本體包括設置在其內部的流道以及設置在本體上且與流道相連通的第一凹槽；活塞滑動設置在第一凹槽內；定位板的一端與本體轉動連接；活塞被配置為能在流道內的壓力流體的作用下進行滑動，以使活塞能向定位板施加使定位板沿徑向展開的作用力。通過在本體的外側壁上設置有可以在活塞的推動下沿徑向展開的定位板；當鉆具穩定器遇卡時，定位板可以向內回收，進而使得穩定器的直徑變小，鉆具穩定器便可以解卡。
【專利說明】
鉆具穩定器及其鉆具
技術領域
[0001]本實用新型涉及油田開采領域，尤其涉及一種鉆具穩定器及其鉆具。
【背景技術】
[0002]鉆具穩定器是水平井鉆井過程中穩定鉆具的部件。在水平井鉆井過程中，鉆具穩定器套設在鉆具的鉆柱上。當鉆柱進行鉆井作業時，鉆具穩定器的外側壁能與井壁貼緊，進而保證套設在鉆具穩定器中間的鉆柱在鉆井過程中不產生徑向的偏移或震動，保證了鉆具能沿預定的軌跡持續穩定的鉆進。中國專利CN204960805U公開了一種鉆具穩定器，其包括本體、扶正條和耐磨層;在本體的中部沿軸向設置有通孔，在本體的中部外側沿圓周間隔固定有至少三個的螺旋形的扶正條，在扶正條的外側設置有鑲嵌槽，耐磨層的內端固定鑲嵌在鑲嵌槽內。該實用新型公開的鉆具穩定器具有較大的徑向尺寸，當遇到垮塌井段時，因為垮塌井段的直徑較小，徑向尺寸較大的鉆具穩定器不法通過該井段，進而容易被卡住。
【實用新型內容】
[0003]針對上述問題，本實用新型的目的在于提供了一種能避免卡鉆的鉆具穩定器以及鉆具。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型的實施例提供了一種鉆具穩定器，包括:
[0005]本體，所述本體包括設置在其內部的流道以及設置在本體上且與所述流道相連通的第一凹槽；
[0006]活塞，所述活塞滑動設置在所述第一凹槽內；
[0007]定位板，所述定位板的一端與所述本體轉動連接；
[0008]所述活塞被配置為能在所述流道內的壓力流體的作用下進行滑動，以使所述活塞能向所述定位板施加使所述定位板沿徑向展開的作用力。
[0009]具體的，所述鉆具穩定器包括至少兩個工作狀態;第一工作狀態時，所述定位板的內側壁與所述本體的外側壁貼緊;第二工作狀態時，所述定位板能在所述活塞的推動下向沿徑向展開，所述定位板進而能與所述井壁貼緊。
[0010]具體的，所述定位板包括與所述本體轉動連接的第一擋板以及與第一擋板的末端相連接的第二擋板，當所述鉆具穩定器處于第二工作狀態時，所述第二擋板與所述本體的軸線平行。
[0011]具體的，所述本體上還設置有能在所述鉆具穩定器處于第一工作狀態時容納所述第二擋板的第二凹槽。
[0012]具體的，所述活塞包括壓力流體對其施加作用力的受力部和設置在受力部上且能與所述定位板的內側壁相抵接的抵接部。
[0013]具體的，所述第一凹槽的端部還固定設置有能對所述活塞進行限位的護板，所述護板上設置有與所述抵接部相匹配的通孔。
[0014]具體的，所述本體包括變徑部，所述第一凹槽設置在所述變徑部上。
[0015]具體的，所述本體包括多個變徑部，所述變徑部沿所述本體圓周設置。
[0016]本實用新型還提供一種鉆具，所述鉆具包括如上所述的鉆具穩定器，所述鉆具穩定器設置在所述鉆具的鉆柱上。
[0017]通過在本體的外側壁上設置有可以在活塞的推動下沿徑向展開的定位板；當鉆具進行鉆井作業時，套設在鉆桿外的鉆具穩定器可以在液壓的作用下將定位板向外展開。定位板能與井壁貼緊進而起到穩定鉆具的作用。當鉆具穩定器遇卡時，停止液壓流體的循環。活塞在鉆柱和井壁之間的鉆井液產生的內推力的作用下復位，使得定位板向內回收，進而使得穩定器的直徑變小，鉆具穩定器便可以解卡。
【附圖說明】
[0018]以上【附圖說明】:
[0019]圖1是根據本實用新型的一個實施例提供的鉆具穩定器處于收緊狀態下的結構示意圖；
[0020]圖2是根據本實用新型的一個實施例提供的鉆具穩定器處于展開狀態下的結構示意圖；
[0021]圖3是根據本實用新型的一個實施例提供的鉆具穩定器的本體的結構示意圖；
[0022]圖4是根據本實用新型的一個實施例提供的鉆具穩定器的護板的結構示意圖；
[0023]圖5是根據本實用新型的一個實施例提供的鉆具穩定器的活塞的結構示意圖。
[0024]以上【附圖說明】:1、本體;11、流道;12、第一凹槽;121、滑動槽;122、抵接槽;13、第二凹槽;14、通孔;15、接口； 16、外側壁;2、活塞;21、受力部;22、抵接部;23、摩擦環;3、定位板；31、第一擋板;32、第二擋板;33、鉸鏈;4、護板;41、活塞孔;43、螺孔;5、變徑部。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖對本實用新型的較佳實施例進行詳細闡述，以使本實用新型的優點和特征能更易于被本領域的技術人員理解，從而對本實用新型的保護范圍作出更為清楚明確的界定。
[0026]如圖1或圖2所示，一種鉆具穩定器，其主要包括本體1、活塞2和定位板3。
[0027]本體I包括設置在其內部的流道11以及設置在本體I上且與流道11相連通的第一凹槽12(如圖3所示)。活塞2滑動設置在第一凹槽12內。定位板3的一端與本體I轉動連接。活塞2被配置為能在流道11內的壓力流體的作用下進行滑動，以使活塞2向定位板3施加使定位板3沿徑向展開的作用力，進而推動定位板3沿徑向展開。
[0028]通過在本體I的外側壁16上設置有可以在活塞2的推動下沿徑向展開的定位板3。當鉆具進行鉆井作業時，套設在鉆桿外的鉆具穩定器可以在液壓的作用下將定位板3向外展開。定位板3能與井壁貼緊進而起到穩定鉆具的作用。當鉆具穩定器遇卡時，停止液壓流體的循環。活塞2在鉆柱和井壁之間的鉆井液產生的內推力的作用下復位，使得定位板3向內收緊，進而使得穩定器的直徑變小，鉆具穩定器便可以解卡。
[0029]在本實施方式中，本體I可以為一個內部設置有流道11的圓柱體。本體I的兩端可以設置有與鉆具的鉆桿相匹配的接口 15，進而使得鉆具穩定器能固定套設在鉆桿上。本體I的材料可以為鑄鐵或不銹鋼材料，其具體的使用材料可以根據實際的情況來確定，本實施例不對其作具體的限制。本體I的外側壁16上可以設置有第一凹槽12。第一凹槽12設置在本體I的中部。第一凹槽12的開口端可以與本體I的外側壁16重合。本體I還可以設置有連通第一凹槽12和流道11的通孔14，通孔14可以設置在第一凹槽12的底壁上。流道11中的液壓流體可以通過通孔14流入到第一凹槽12中為設置在第一凹槽12內的活塞2提供液壓力，進而驅動活塞2滑動。
[0030]具體的，第一凹槽12的深度小于本體I的壁厚。第一凹槽12截面形狀可以為圓形或者橢圓形，其具體的形狀可以根據活塞2的實際使用形狀來確定。
[0031]在本實施方式中，如圖1或圖2所示，活塞2可以滑動設置在第一凹槽12內。活塞2包括壓力流體對其施加作用力的受力部21和設置在受力部21上且能與定位板3相抵接的抵接部22。受力部21的截面形狀可以與第一凹槽12的截面形狀相匹配，進而保證活塞2在第一凹槽12內滑動時的密封性。具體的，受力部21的截面可以為圓形，受力部21的側壁與第一凹槽12的側壁之間還可以設置有摩擦環23(如圖5所示)。摩擦環23可以為橡膠圈或其它彈性密封件。抵接部22可以為設置在受力部21上端面的圓柱體，抵接部22的上端部能與定位板3的底壁相抵接，進而能推動定位板3向著徑向擴張的方向展開。
[0032]定位板3的一端可以與本體I轉動連接。具體的，定位板3的一端可以通過鉸鏈33與本體I的外側壁16相固定連接。鉸鏈33可以設置在在第一凹槽12與外側壁16相交而形成的臺階處。優選的，鉸鏈33的設置位置可以滿足當定位板3在未展開的情況下，其側壁可以與臺階的側壁也既第一凹槽12的側壁相抵接。鉸鏈33的結構還可以滿足其能保證定位板3能沿著徑向擴張的方向轉動而不會向著向內收緊的方向進行轉動。本實施方式不對定位板3的連接方式進行限制，只要保證定外板能沿著徑向擴張的方向轉動，都符合本實用新型的要求。
[0033]在一個具體的實施方式中，活塞2被配置為能在流道11內的壓力流體的作用下進行滑動，活塞2能部分伸出本體I外進而推動定位板3沿徑向展開。具體的，當鉆具穩定器進行工作時，液壓流體通過外界的管道輸入到流道11中，流道11中的壓流體能通過通孔14進入到第一凹槽12中，液壓流體作用于活塞2的受力部21進而推動活塞2滑動，活塞2的抵接部22與定位板3相抵接，進而推動定位板3沿徑向展開。
[0034]為了方便描述鉆具穩定器的工作過程，我們設定鉆具穩定器包括至少兩個工作狀態;第一工作狀態時(如圖1所示)，定位板3未展開，其部分的內側壁與本體I的外側壁16貼緊且將第一凹槽12的端部進行封堵。活塞2的抵接部22未伸出本體I外，進而活塞2未對定位板3進行推動。第二工作狀態時(如圖2所示)，定位板3能在活塞2的推動下向沿徑向展開，定位板3在展開的狀態下能與井壁貼緊，進而對鉆桿進行扶正。
[0035]在一個優選的實施例中，如圖1所示，定位板3包括與本體I轉動連接的第一擋板以及與第一擋板的末端相連接的第二擋板32。具體的，第一擋板可以為從轉動連接處開始延伸的平面板。第二擋板32可以為從第一擋板的端部開始向內側延伸的平面板。第二擋板32與本體I的軸線平行。第二擋板32在工作狀態下可以與井壁貼緊進而保證穩定器在井內不發生晃動和偏移。
[0036]在一個優選的實施例中，第一擋板和第二擋板32可以為一體成型。更進一步的，第一擋板和第二擋板32的至少與井壁的接觸面為耐磨合金鋼。
[0037]在一個優選的實施例中，本體I上還設置有能在鉆具穩定器處于第一工作狀態時容納第二擋板32的第二凹槽13。具體的，考慮到第一擋板31與第二擋板32之間的具有一定的夾角。當鉆具穩定器處于第一工作狀態時(如圖1所示)，第一擋板31能與本體I的外側壁16貼緊，但第二擋板32因為本體I的阻擋而無法復位。為了保證第二擋板32也能復位，根據第二擋板32的尺寸和位置進而再本體I上設置有第二凹槽13使得第二擋板32可以被收納在第二凹槽13中，進而保證定位板3處于第一工作狀態時可以保證本體I的直徑滿足解卡的要求。
[0038]在一個優選的實施例中，如圖1和圖4所示，第一凹槽12的端部還可以設置有能對活塞2進行限位的護板4。具體的，第一凹槽12包括與活塞2的受力部21相匹配的滑動槽121以及設置在滑動槽121上方的抵接槽122。抵接槽122的直徑大于滑動槽121的直徑，進而在抵接槽122與滑動槽121的過渡處形成有過渡臺階，護板4可以設置在過渡臺階上，護板4的底壁與過渡臺階的上端面貼緊進而能將滑動槽121的上端封閉，受力部21因為護板4的限位作用而被限制在第一凹槽12內。護板4上可以開設有與活塞2的抵接部22相匹配的通孔14。抵接部22可以通過通孔14而伸出本體I外進而推動定位板3。
[0039]在一個優選的實施例中，護板4可以通過在螺栓固定在本體I上。具體的，臺階的上設置有與設置在護板4上的螺栓相匹配的活塞孔(如圖4所示)。
[0040]在另一個優選的實施例中，如圖3所示，本體I包括變徑部5，變徑部5位于本體I的中部。變徑部5的直徑大于本體I其它部位的直徑。第一凹槽12設置在變徑部5上。等同的，設置在第一凹槽12內的活塞2以及設置在第一凹槽12端部的定位板3也等同設置在變徑部5上。變徑部5能保證定位板3展開沿徑向展開較小的角度就可以滿足與井壁貼緊的要求，進而保證了鉆桿的穩定。
[0041 ]優選的，本體I包括多個變徑部5，變徑部5沿本體I圓周設置。具體的，變徑部5可以為3個。
[0042]在水平井鉆井過程中，鉆具穩定器可以套設在鉆柱上，當鉆具開始進行鉆井工作時，本體I的流道11內的液壓流體的液壓力大于環空中鉆井液的液壓力。液壓流體的液壓力可以作用到活塞2的受力部21上，活塞2在液壓力的作用下向作用力的方向進行滑動。設置在受力部21上的抵接部22進而可以通過與其相匹配的通孔14而伸出本體I，抵接部22可以與定位板3的內側壁相抵接，進而推動定位板3沿徑向進行擴張。定位板3上包括第一擋板31和第二擋板32，第二擋板32在抵接部22的推動下能與井壁貼緊，進而將穩定器穩定的卡在水平井內。套設在穩定器中的鉆桿不會發生徑向的偏移或者抖動，進而保證鉆桿可以沿預定的軌跡鉆進。
[0043]當穩定器遇到垮塌井段或者直徑相對較小的井段時，這是可以解除流道11內液壓流體的供應，環空中的鉆井液的流體壓力大于穩定器中的壓力。在內外壓差的作用下，鉆井液對定位板3施加一個向內收緊的作用力，定位板3因此回收至本體I內，即第一擋板31與本體I的外側壁16貼緊，第二擋板32回收至第二凹槽13內。穩定器的徑向最大直徑因此減小而可以順利從垮塌井段或者直徑相對較小的井段穿過。
[0044]披露的所有文章和參考資料，包括專利申請和出版物，出于各種目的通過援引結合于此。描述組合的術語“基本由…構成”應該包括所確定的元件、成分、部件或步驟以及實質上沒有影響該組合的基本新穎特征的其他元件、成分、部件或步驟。使用術語“包含”或“包括”來描述這里的元件、成分、部件或步驟的組合也想到了基本由這些元件、成分、部件或步驟構成的實施方式。這里通過使用術語“可以”，旨在說明“可以”包括的所描述的任何屬性都是可選的。
[0045]多個元件、成分、部件或步驟能夠由單個集成元件、成分、部件或步驟來提供。另選地，單個集成元件、成分、部件或步驟可以被分成分離的多個元件、成分、部件或步驟。用來描述元件、成分、部件或步驟的公開“一”或“一個”并不說為了排除其他的元件、成分、部件或步驟。
[0046]應該理解，以上描述是為了進行圖示說明而不是為了進行限制。通過閱讀上述描述，在所提供的示例之外的許多實施方式和許多應用對本領域技術人員來說都將是顯而易見的。因此，本教導的范圍不應該參照上述描述來確定，而是應該參照所附權利要求以及這些權利要求所擁有的等價物的全部范圍來確定。出于全面之目的，所有文章和參考包括專利申請和公告的公開都通過參考結合在本文中。在前述權利要求中省略這里公開的主題的任何方面并不是為了放棄該主體內容，也不應該認為發明人沒有將該主題考慮為所公開的實用新型主題的一部分。
【主權項】
1.一種鉆具穩定器，其特征在于，包括: 本體，所述本體包括設置在其內部的流道以及設置在本體上且與所述流道相連通的第一凹槽； 活塞，所述活塞滑動設置在所述第一凹槽內； 定位板，所述定位板的一端與所述本體轉動連接； 所述活塞被配置為能在所述流道內的壓力流體的作用下進行滑動，以使所述活塞能向所述定位板施加使所述定位板沿徑向展開的作用力。2.根據權利要求1所述的鉆具穩定器，其特征在于，所述鉆具穩定器包括至少兩個工作狀態;第一工作狀態時，所述定位板的內側壁與所述本體的外側壁貼緊;第二工作狀態時，所述定位板能在所述活塞的推動下向沿徑向展開，所述定位板進而能與井壁貼緊。3.根據權利要求2所述的鉆具穩定器，其特征在于，所述定位板包括與所述本體轉動連接的第一擋板以及與第一擋板的末端相連接的第二擋板，當所述鉆具穩定器處于第二工作狀態時，所述第二擋板與所述本體的軸線平行。4.根據權利要求3所述的鉆具穩定器，其特征在于，所述本體上還設置有能在所述鉆具穩定器處于第一工作狀態時容納所述第二擋板的第二凹槽。5.根據權利要求1所述的鉆具穩定器，其特征在于，所述活塞包括壓力流體對其施加作用力的受力部和設置在受力部上且能與所述定位板的內側壁相抵接的抵接部。6.根據權利要求5所述的鉆具穩定器，其特征在于，所述第一凹槽的端部還固定設置有能對所述活塞進行限位的護板，所述護板上設置有與所述抵接部相匹配的通孔。7.根據權利要求1所述的鉆具穩定器，其特征在于，所述本體包括變徑部，所述第一凹槽設置在所述變徑部上。8.根據權利要求7所述的鉆具穩定器，其特征在于，所述本體包括多個變徑部，所述變徑部沿所述本體圓周設置。9.一種鉆具，其特征在于，所述鉆具包括如權利要求1至8之一所述的鉆具穩定器，所述鉆具穩定器設置在所述鉆具的鉆柱上。
【文檔編號】E21B17/10GK205638269SQ201620238227
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月25日
【發明人】黃雪琴, 孟慶昆, 胡貴
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司