双向自调节摇臂扶正器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及钻井机械设备领域，特别涉及一种双向自调节摇臂扶正器。
【背景技术】
[0002]在钻井工程中，当钻柱等井下工具工作时，通常难以控制这些工具的轴线保持在井眼轨迹中轴线上，在钻柱或测井装置下入井内时，通常采用在工具短节两侧选择性接扶正器，来提高钻柱和测井装置在井眼内的稳定性，减少井眼或套管内壁对工具的摩擦从而缩短钻井周期。
[0003]目前普遍广泛使用的扶正器通常为非变形扶正器，这种扶正器通过在扶正器短节外的凸出扶正块支撑井眼或套管内壁来扶正井下工具，保持其轴向居中的目的。井下工作环境十分复杂，常规扶正器在复杂井下环境中主要存在两点缺陷:1.由于地质构造变化，地层特性等原因，井眼径向尺寸通常会随着井深的增加产生剧烈的变化。这使得定直径的常规扶正器使用效果并不理想。在某些应用例中，如果井眼直径由大变小，常规定直径扶正器更是难以通过。2.为了最大限度的穿过储层，提高油气采收率，当前的钻井方案通常为斜井、水平井。在水平井的造斜段和增斜段，常规扶正器受到井壁的摩擦力极具增加，且井下工具轴向居中难度大。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种双向自调节摇臂扶正器，采用上下双簧动，四摇臂扶正杆结构，通过设计使摇臂以合适的径向压力抵住井眼内壁或套管内壁，从而保持井下工具轴向居中。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供以下的技术方案:一种双向自调节摇臂扶正器，其特征在于:所述双向自调节摇臂扶正器包括心部的中心杆和套在中心杆两端的上转换接头和下转换接头，上转换接头和下转换接头外侧分别套有上弹簧套筒和下弹簧套筒，上弹簧套筒和下弹簧套筒的对应内侧分别设有上滑块和下滑块，上滑块和下滑块通过短臂杆和长臂杆相互连接，中心杆通过中心杆凸键与短臂杆连接，上弹簧套筒和下弹簧套筒内均设有偏置弹簧和止推环，上滑块和上弹簧套筒以及下滑块和下弹簧套筒对应设有两个定位销内槽和定位销外槽。
[0006]优选的，所述中心杆凸键侧面设有带内螺纹的连通孔，连通孔内径与两滑块上的连通孔内径相同。
[0007]优选的，所述长臂杆的一端钻有大直径连通孔，内径与短臂杆一端的连通孔内径相同，长臂杆的另一端钻有小直径连通孔，内径与短臂杆另一端的连通孔内径相同，且比下滑块连通孔内径大。
[0008]优选的，所述长臂杆轴线与中心杆轴线的夹角为15°。
[0009]优选的，所述短臂杆轴线与中心杆轴线的夹角为45°。
[0010]优选的，所述偏置弹簧由高强度碳素钢制造。
[0011]采用以上技术方案的有益效果是:该双向自调节摇臂扶正器采用摇臂结构自调节扶正杆，当井眼尺寸改变时，摇臂在滑块的推动下，会实现径向尺寸的自动调节。以此来实现对不规则井眼的适用性，采用双向调节机构，上下滑块分别控制两组相邻摇臂。当扶正器从直井段进入造斜段时，井壁一侧的曲率半径变小，且与扶正器的径向距离减小，距离这一侧近的两组摇臂中，上、下臂杆间的夹角受井壁压力增大，推动滑块产生轴向位移。井壁一侧的曲率半径变大，且与扶正器的径向距离增大，距离这一侧近的两组摇臂中，上、下臂杆间的夹角受弹簧推力减小，拉动滑块产生的轴向位移。该双向自调节摇臂扶正器有效解决了复杂井下环境中，井眼尺寸变径导致的扶正器难以通过的问题，解决了水平井、大位移井和多分支井等现代钻井方案中，造斜段、增斜段井研尺寸变化导致的扶正器摩阻增大，井下工具难以径向居中的问题。
【附图说明】
[0012]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细的描述。
[0013]图1是本实用新型一种双向自调节摇臂扶正器的结构剖视图；
[0014]图2是本实用新型一种双向自调节摇臂扶正器的长臂杆和短臂杆段剖视图；
[0015]图3是本实用新型一种双向自调节摇臂扶正器的定位销外槽和定位销内槽段剖视图。
[0016]其中，1-下转换接头、2—下弹簧套筒、3—下滑块、4一长臂杆、5—短臂杆、6—上滑块、7—上弹簧套筒、8—上转换接头、9—中心杆、10—中心杆凸键、11—偏置弹簧、12—止推环、13—定位销外槽、14—定位销内槽。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图详细说明本实用新型一种双向自调节摇臂扶正器的优选实施方式。
[0018]图1、图2和图3出示本实用新型一种双向自调节摇臂扶正器的【具体实施方式】:该双向自调节摇臂扶正器包括心部的中心杆9和套在中心杆两端的上转换接头8和下转换接头1，上转换接头8和下转换接头I外侧分别套有上弹簧套筒7和下弹簧套筒2，上弹簧套筒7和下弹簧套筒2的对应内侧分别设有上滑块6和下滑块3，上滑块6和下滑块3通过短臂杆5和长臂杆4相互连接，中心杆9通过中心杆凸键10与短臂杆5连接，上弹簧套筒7和下弹簧套筒2内均设有偏置弹簧11和止推环12，上滑块6和上弹簧套筒7以及下滑块3和下弹簧套筒2对应设有两个定位销内槽14和定位销外槽13。
[0019]中心杆凸键10侧面设有带内螺纹的连通孔，连通孔内径与两滑块上的连通孔内径相同。长臂杆4的一端钻有大直径连通孔，内径与短臂杆5 —端的连通孔内径相同，长臂杆4的另一端钻有小直径连通孔，内径与短臂杆5另一端的连通孔内径相同，且比下滑块3连通孔内径大。长臂杆4轴线与中心杆9轴线的夹角为15°。短臂杆5轴线与中心杆9轴线的夹角为45°。偏置弹簧11由高强度碳素钢制造，为滑块提供充足的推力，又能避免剪短定位销。止推环12的外壁进行光滑处理，降低止推环12与上弹簧套筒7间的摩阻。
[0020]该双向自调节摇臂扶正器的具体组装操作过程:
[0021]1.将短臂杆5 —端大内径孔与长臂杆4上的大内径孔对齐贴紧，分别在两侧用螺栓和螺母螺纹连接，将两个臂杆连接一起。螺栓和短臂杆5、螺母和长臂杆4间要留有适当的间隙，保证摇臂组能够实现拉伸、收缩运动。按以上步骤，装配好四组摇臂。
[0022]2.取一组摇臂，将摇臂中的短臂杆5 —端的小内径孔与一个中心杆凸键10连通孔对齐，用螺钉与中心杆9连通孔内螺纹连接。螺帽和中心杆凸键10之间要留有适当的间隙，保证其中的摇臂组能够实现拉伸、收缩运动。按以上步骤，将四组摇臂分别于四个中心杆凸键10装配好。
[0023]3.将中心杆9 一侧的两个凸键分别推入下滑块3对应的长引导槽中，至合适位置。使两个长臂杆4上的小连通孔能够和对应的短引导槽连通孔对齐。用内六角螺钉与短引导槽上的连通孔内螺纹连接。
[0024]4.按照步骤3的操作将上滑块6与中心杆9另一侧装配好。
[0025]5.将下弹簧套筒2大内径端朝上，沿大外径端向上套在下转换接头上I。将止推环12沿小外径端套在下转换接头I上，推至转换接头小外径端尽头，并与下弹簧套筒2小内径端压紧。在下弹簧套筒2和下转换接头I的环形空间内插入偏置弹簧11。
[0026]6.按照步骤5的操作将上转换接头8、止推环12、上弹簧套筒7和偏置弹簧11装配好。
[0027]7.将步骤3中装配好的中心杆9 一端公螺纹与步骤5中装配好的下转换接头I小外径端的内螺纹连接并拧紧。
[0028]8.此时下滑块3上两个定位销内槽14正好和下弹簧套筒2定位销外槽13对齐，将定位销上的公螺纹与定位销内槽14的母螺纹连接并拧紧。
[0029]9.将步骤6中装配好的上转换接头8小外径端的内螺纹与步骤4中装配好的中心杆9另一端公螺纹连接并拧紧。
[0030]10.此时上滑块6定位销内槽14正好和上弹簧套筒7定位销外槽13对齐，将定位销上的公螺纹与定位销内槽14的母螺纹连接并拧紧。
[0031]该双向自调节摇臂扶正器有效解决了复杂井下环境中，井眼尺寸变径导致的扶正器难以通过的问题，解决了水平井、大位移井和多分支井等现代钻井方案中，造斜段、增斜段井研尺寸变化导致的扶正器摩阻增大，井下工具难以径向居中的问题。
[0032]以上的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种双向自调节摇臂扶正器，其特征在于:所述双向自调节摇臂扶正器包括心部的中心杆(9)和套在中心杆两端的上转换接头(8)和下转换接头(I)，上转换接头(8)和下转换接头(I)外侧分别套有上弹簧套筒(7)和下弹簧套筒(2)，上弹簧套筒(7)和下弹簧套筒(2)的对应内侧分别设有上滑块(6)和下滑块(3)，上滑块(6)和下滑块(3)通过短臂杆(5)和长臂杆⑷相互连接，中心杆(9)通过中心杆凸键(10)与短臂杆(5)连接，上弹簧套筒(7)和下弹簧套筒(2)内均设有偏置弹簧(11)和止推环(12)，上滑块(6)和上弹簧套筒(7)以及下滑块(3)和下弹簧套筒(2)对应设有两个定位销内槽(14)和定位销外槽(13)。2.根据权利要求1所述的双向自调节摇臂扶正器，其特征在于:所述中心杆凸键(10)侧面设有带内螺纹的连通孔，连通孔内径与两滑块上的连通孔内径相同。3.根据权利要求1所述的双向自调节摇臂扶正器，其特征在于:所述长臂杆(4)的一端钻有大直径连通孔，内径与短臂杆(5) —端的连通孔内径相同，长臂杆(4)的另一端钻有小直径连通孔，内径与短臂杆(5)另一端的连通孔内径相同，且比下滑块(3)连通孔内径大。4.根据权利要求1所述的双向自调节摇臂扶正器，其特征在于:所述长臂杆(4)轴线与中心杆(9)轴线的夹角为15°。5.根据权利要求1所述的双向自调节摇臂扶正器，其特征在于:所述短臂杆(5)轴线与中心杆(9)轴线的夹角为45°。6.根据权利要求1所述的双向自调节摇臂扶正器，其特征在于:所述偏置弹簧(11)由高强度碳素钢制造。
【专利摘要】本实用新型公开了一种双向自调节摇臂扶正器，涉及钻井机械设备领域，该双向自调节摇臂扶正器采用摇臂结构自调节扶正杆，当井眼尺寸改变时，摇臂在滑块的推动下，会实现径向尺寸的自动调节。以此来实现对不规则井眼的适用性，采用双向调节机构，上下滑块分别控制两组相邻摇臂。当扶正器从直井段进入造斜段时，井壁一侧的曲率半径变小，且与扶正器的径向距离减小，距离这一侧近的两组摇臂中，上、下臂杆间的夹角受井壁压力增大，推动滑块产生轴向位移。井壁另一侧的曲率半径变大，且与扶正器的径向距离增大，距离这一侧近的两组摇臂中，上、下臂杆间的夹角受弹簧推力减小，拉动滑块产生的轴向位移。
【IPC分类】E21B17/10
【公开号】CN204804713
【申请号】CN201520473905
【发明人】高思洋, 臧烨, 王正旭, 方正
【申请人】中国石油大学(北京)
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年6月30日