一种多档调控的工具面稳定装置的制作方法

本发明涉及一种多档调控的工具面稳定装置，属于石油钻井。

背景技术：

1、在滑动定向过程中，工具面的稳定快速控制，对提高定向效率，保证造斜效果具有重要意义。但钻进过程中，尤其是小井斜和侧钻时，工具面稳定尤为困难，如工具面稳定性不佳，轻则导致造斜效果低，造斜率低；重则导致侧钻失败，重新打塞。为此，本发明提出了一种工具面稳定装置，实现在小井斜或侧钻时的工具面稳定调控。

技术实现思路

1、针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种多档调控的工具面稳定装置，实现在侧钻时的工具面稳定调控。

2、本发明提出了一种多档调控的工具面稳定装置，包括：

3、多档调控装置，所述多档调控装置构造成能够在多个压力档位之间调节；

4、连接在所述多档调控装置的下端的工具面稳定装置，所述工具面稳定装置包括下外筒体和设置在所述下外筒体内的芯轴，所述下外筒体的侧壁上设置有能够沿径向伸缩的伸缩巴掌，所述芯轴连接所述多档调控装置；

5、其中，所述多档调控装置在流体压力的作用下推动所述芯轴沿轴向移动，所述芯轴向下移动时推动所述伸缩巴掌沿径向伸出并固定在井壁上。

6、本发明的进一步改进在于，所述多档调控装置包括连接在所述下外筒的上端的上外筒体，所述上外筒体内设置有压力驱动机构；

7、所述压力驱动机构连接所述芯轴，所述压力驱动机构接收上方流体的压力，并沿轴向移动从而推动所述芯轴沿轴向移动。

8、本发明的进一步改进在于，所述上外筒体与所述压力驱动机构之间设置有档位调节花键，所述档位调节花键分成多个档位，所述压力驱动机构在不同档位上处在不同的轴向位置；

9、所述压力驱动机构通过上方的流体压力的作用下沿轴向伸缩的同时切换档位。

10、本发明的进一步改进在于，所述压力驱动机构包括压力传递体和设置在所述压力传递体的下端的轴向定位体；

11、所述压力传递体为压盖状结构，其底部设置有若干锯齿状花键；

12、所述轴向定位体上设置有若干花键齿，所述花键齿的端部设置有倾斜面，所述倾斜面能够与所述锯齿状花键配合，所述轴向定位体的下部设置有端面轴承，实现轴向定位体的旋转和轴向移动。

13、本发明的进一步改进在于，档位调节花键包括若干花键体，所述花键体之间形成花键槽，所述花键体的端部设置有锯齿台结构；

14、所述轴向定位体的花键齿能够插接在所述花键齿上，所述花键齿的倾斜面能够卡定在所述锯齿台结构上；

15、在上方压力的作用下，所述压力传递体带动所述轴向定位体沿轴向伸缩的过程中，所述花键齿在所述档位调节花键的花键槽和所述锯齿台结构上切换。

16、本发明的进一步改进在于，所述伸缩巴掌的内侧设置有梯形凸台，所述梯形凸台的上侧设置有斜面；所述伸缩巴掌的外侧设置有若干凸齿，所述凸齿在所述伸缩巴掌向外伸出时卡接在井壁上。

17、本发明的进一步改进在于，所述芯轴包括设置在上部的被驱动轴和设置在下部的下芯轴；所述被驱动轴上设置有斜面台阶，在所述芯轴向下移动时所述斜面台阶与所述梯形凸台的斜面配合，从而推动所述梯形凸台沿径向伸出。

18、本发明的进一步改进在于，所述伸缩巴掌的侧面设置有弹性机构，所述下外筒体上设置有连接所述弹性机构的压盖，所述弹性机构为所述伸缩巴掌提供沿所述下外筒体的径向方向向内的力。

19、本发明的进一步改进在于，所述下外筒体的下部的内侧设置有弹性体，所述下芯轴上设置有连接所述弹性体的固定块，所述弹性体压缩时为所述下芯轴提供向上的弹力。

20、本发明的进一步改进在于，所述下芯轴的下部与所述下外筒体之间通过扭矩传递花键滑动密封相连。

21、本发明的进一步改进在于，所述被驱动轴的驱动部的外壁与所述下外筒体之间设置有滑动密封件，所述下芯轴的下部与所述下外筒体之间设置有滑动密封件。

22、与现有技术相比，本发明的优点在于：

23、本发明所述一种多档调控的工具面稳定装置，实现在侧钻时的工具面稳定调控。本发明通过多档调控装置调节多个档位，改变不同的启动压力，实现多档位调节。本发明通过钻井液压力控制伸缩巴掌沿径向伸出或收回，从而控制其固定在井壁上或从井壁上脱离，控制速度快，效率高。

技术特征：

1.一种多档调控的工具面稳定装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的多档调控的工具面稳定装置，其特征在于，所述多档调控装置包括连接在所述下外筒的上端的上外筒体(3)，所述上外筒体(3)内设置有压力驱动机构(4)；

3.根据权利要求2所述的多档调控的工具面稳定装置，其特征在于，所述上外筒体(3)与所述压力驱动机构(4)之间设置有档位调节花键，所述档位调节花键分成多个档位，所述压力驱动机构(4)在不同档位上处在不同的轴向位置；

4.根据权利要求3所述的多档调控的工具面稳定装置，其特征在于，所述压力驱动机构(4)包括压力传递体(41)和设置在所述压力传递体(41)的下端的轴向定位体(42)；

5.根据权利要求4所述的多档调控的工具面稳定装置，其特征在于，档位调节花键包括若干花键体(31)，所述花键体(31)之间形成花键槽(32)，所述花键体(31)的端部设置有锯齿台结构(33)；

6.根据权利要求1至5中任一项所述的多档调控的工具面稳定装置，其特征在于，所述伸缩巴掌(11)的内侧设置有梯形凸台(12)，所述梯形凸台(12)的上侧设置有斜面(13)；所述伸缩巴掌(11)的外侧设置有若干凸齿(14)，所述凸齿(14)在所述伸缩巴掌(11)向外伸出时卡接在井壁上。

7.根据权利要求6所述的钻压调控的工具面稳定装置，其特征在于，所述芯轴(2)包括设置在上部的被驱动轴(21)和设置在下部的下芯轴(22)；所述被驱动轴(21)上设置有斜面台阶(26)，在所述芯轴(2)向下移动时所述斜面台阶(26)与所述梯形凸台(12)的斜面(13)配合，从而推动所述梯形凸台(12)沿径向伸出。

8.根据权利要求7所述的钻压调控的工具面稳定装置，其特征在于，所述伸缩巴掌(11)的侧面设置有弹性机构(15)，所述下外筒体(1)上设置有连接所述弹性机构(15)的压盖(16)，所述弹性机构(15)为所述伸缩巴掌(11)提供沿所述下外筒体(1)的径向方向向内的力。

9.根据权利要求7所述的钻压调控的工具面稳定装置，其特征在于，所述下外筒体(1)的下部的内侧设置有弹性体(17)，所述下芯轴(22)上设置有连接所述弹性体(17)的固定块(27)，所述弹性体(17)压缩时为所述下芯轴(22)提供向上的弹力。

10.根据权利要求9所述的钻压调控的工具面稳定装置，其特征在于，所述下芯轴(22)的下部与所述下外筒体(1)之间通过扭矩传递花键(28)滑动密封相连。

11.根据权利要求10所述的钻压调控的工具面稳定装置，其特征在于，所述被驱动轴(21)的驱动部(23)的外壁与所述下外筒体(1)之间设置有滑动密封件(18)，所述下芯轴(22)的下部与所述下外筒体(1)之间设置有滑动密封件(18)。

技术总结
本发明提出了一种多档调控的工具面稳定装置，包括多档调控装置，所述多档调控装置构造成能够在多个压力档位之间调节；连接在所述多档调控装置的下端的工具面稳定装置，所述工具面稳定装置包括下外筒体和设置在所述下外筒体内的芯轴，所述下外筒体的侧壁上设置有能够沿径向伸缩的伸缩巴掌，所述芯轴连接所述多档调控装置；其中，所述多档调控装置在流体压力的作用下推动所述芯轴沿轴向移动，所述芯轴向下移动时推动所述伸缩巴掌沿径向伸出并固定在井壁上。本发明实现在小井斜或侧钻时的工具面稳定调控。

技术研发人员：张洪宁,臧艳彬,刘建华,张建龙,陈小锋,刘卫东,王恒
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21