专利名称：凸轮换位变径稳定器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种石油钻井领域的变径稳定器，特别是一种凸轮换位变径稳定器。
技术背景目前定向井、水平井以及大位移井的井斜控制多采用滑移导向钻井和转盘旋转钻 井的方式，井段不同，稳定器外径尺寸不同，需要频繁的起下钻来调整井下钻具组合，此外， 井斜变化出现异常、增斜或降斜时，需要更换钻具组合，增加了劳动强度和井下事故发生风险。现有液力控制式可变径稳定器，变径时需要上提下压钻具、投放和打捞胶塞方式 使可变径稳定器上的活塞运动产生变径，变径操作较为复杂；投球式遥控变径稳定器，变径 时需要投球憋压使变径稳定器上的活塞运动产生变径，变径次数受限
实用新型内容
为了克服现有的可变径稳定器变径操作复杂、变径次数受限的不足，本实用新型 提供一种凸轮换位变径稳定器，该装置仅需开关钻井泵即可实现变径稳定器的工作状态切 换，能够实现多次换位。本实用新型的技术方案是一种凸轮换位变径稳定器，包括内置有心轴两端连接 上、下接头的本体，心轴顶端接有示位接头，示位接头抵于上接头下端的节流体上，心轴上 部置有复位弹簧，复位弹簧上端卡在示位接头下部，下端卡在本体上端内部的变径处；本体 变径处下部心轴外置有斜面体，对应斜面体外部的本体的活塞孔内连接活塞，活塞下部与 斜面体通过燕尾槽形式连接；本体与心轴间环空为油腔，斜面体以上部分为上油腔，斜面体 以下部分为下油腔；本体下端有环空孔，环空孔对应的心轴上置有平衡弹簧，平衡弹簧上端 抵有平衡活塞，所述的心轴上的斜面体下部与平衡活塞上端间装有凸轮换位控制机构。所述的凸轮换位控制机构包括换位体，旋转体，限位体，其中，换位体下端有与旋 转体的上端啮合的螺旋面，限位体上端有与旋转体的下端面的相间排列的深浅凸齿啮合的 深浅凹槽，旋转体固定在心轴上；限位体及换为体销钉卡在本体下部本实用新型具有如下有益效果由于采取上述方案，旋转体随心轴移动使斜面体 推动活塞退回或伸出到本体内外达到变径的目的，凸轮换位变径稳定器仅需要开关钻井泵 即可实现变径稳定器的工作状态切换，对现场使用工艺要求简单，可实现多次换位，安全可 靠，提高钻井效率。
附图1是本实用新型的结构示意图；附图2是本实用新型的凸轮换位控制机构局部放大示意图；附图3是本实用新型的旋转体位于浅槽处的结构示意图；[0011]附图4是本实用新型的旋转体上行与换位体接触结构示意图；附图5是本实用新型的旋转体旋转到换位体深槽处结构示意图；附图6是本实用新型的旋转体位于限位体深槽处结构示意图。图中1-上接头，2-本体，3-节流体，4-复位弹簧，5-注油丝堵，6-下油腔，7_心 轴，8-斜面体，9-活塞，10-换位体，11-旋转体，12-限位体，13-平衡活塞，14-平衡弹簧， 15-环空孔，16-下接头，17-示位接头，18-上油腔。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明图1结合图2所示，该凸轮换位变径稳定器包括本体2，本体2两端连接上接头1、 下接头16，上接头1、下接头16两端连到钻柱；本体2内置有心轴7，所述的心轴7为上下 两根连接，心轴7内腔为泥浆通道；心轴7顶端接有示位接头17，示位接头17抵于上接头 下端的节流体3上；心轴7上部置有复位弹簧4，复位弹簧4上端卡在示位接头17下部，下 端卡在本体2上端内部的变径处，复位弹簧对应本体处有注油丝堵5 ；本体2变径处下部心 轴7外置有斜面体8，对应斜面体8外部的本体2的活塞孔内连接活塞9，活塞9下部与斜 面体8通过燕尾槽形式连接；心轴7与本体2间为油腔，斜面体8以上部分为上油腔18，斜 面体8以下部分为下油腔6 ；本体2下端有环空孔15，环空孔15对应的心轴7上置有平衡 弹簧14，平衡弹簧14上端抵有平衡活塞13，即平衡弹簧14上端抵于平衡活塞13下端，所 述的心轴7上的斜面体8下部与平衡活塞13上端间装有凸轮换位控制机构。所述的凸轮 换位控制机构包括换位体10、旋转体11及限位体12，其中，换位体10下端面有螺旋面，旋 转体11的上端面有与换位体10下端面啮合的螺旋面；限位体12上端面有相间排列的深浅 凹槽，旋转体11的下端面有与限位体12上端面啮合的相间排列的深浅凸齿，旋转体11固 定在心轴7上；限位体12及换位体10由销钉卡在本体2下部。该凸轮换位变径稳定器本体2上有螺旋翼带，每个翼上有4个活塞；活塞9由斜面 体8推出或拉回，斜面体8下行推动活塞伸出到本体外，工具为大径状态；当斜面体上行时， 由于斜面体与活塞通过燕尾槽结构连接，斜面体将活塞拉回到本体内部，工具为小径状态。 变径稳定器的变径控制即是控制斜面体下行的距离，斜面体下行距离越大活塞的伸出的长 度越大。该凸轮换位变径稳定器工作过程为安装于心轴上的斜面体随心轴上行和下行； 当开泵后变径稳定器内部为钻柱内泵压，变径稳定器下部的环空孔15将环空压力引入到 工具的下油腔6，平衡活塞13的作用是将环空的压力引入到下油腔6内；下油腔6与上油腔 18相通，上油腔18的压力同样为环空压力；因此示位接头17上部压力为钻柱内压力P1，其 下部为环空压力P2，钻进时变径稳定器下部的钻具和钻头存在压耗，因此PI > P2，使示位 接头17在此压差下下行，同时安装在其上的心轴7下行并压缩复位弹簧4，凸轮换位控制机 构随之动作；当停泵后，工具内外压力平衡，复位弹簧4回弹，推动心轴7上行，凸轮换位控 制机构再次动作；当再次开泵，凸轮换位控制机构切换变径稳定器工作状态，如此循环，每 次开泵工具切换一次。凸轮换位控制机构控制变径稳定器的变径动作过程为凸轮换位控制机构为周向 齿轮机构，第一次开泵后，旋转体11随心轴7下行一次，下行后旋转体11与限位体12上的
4浅槽接触，心轴不能下行，此时心轴下行距离最短，活塞不伸出，如图3所示；当停泵后复位 弹簧4回弹带动心轴7上行，旋转体11随心轴7上行与上部的换位体10的螺旋面接触，见 图4，并旋转到下一工作位置，即旋转体11旋转到换位体10深槽处，如图5所示；当再次开 泵，心轴下行，旋转体11下行逐渐深入直到限位体12的深槽处，如图6所示，此时心轴7下 行到最大距离，活塞逐渐伸出到最大位置，使该变径稳定器的直径渐变到最大；当再次停泵 后，旋转体上行再次换到浅槽位置，以此类推，每开2次泵即回到浅槽位置，实现变径稳定 器工作状态的切换。
权利要求一种凸轮换位变径稳定器，包括内置有心轴(7)两端连接上、下接头(1、16)的本体(2)，心轴(7)顶端接有示位接头(17)，示位接头(17)抵于上接头下端的节流体(3)上，心轴(7)上部置有复位弹簧(4)，复位弹簧(4)上端卡在示位接头(17)下部，下端卡在本体(2)上端内部的变径处；本体(2)变径处下部心轴(7)外置有斜面体(8)，对应斜面体(8)外部的本体的活塞孔内连接活塞(9)，活塞(9)下部与斜面体(8)通过燕尾槽形式连接；本体(2)与心轴(7)间环空为油腔，斜面体(8)以上部分为上油腔(18)，斜面体(8)以下部分为下油腔(6)；本体(2)下端有环空孔(15)，环空孔(15)对应的心轴(7)上置有平衡弹簧(14)，平衡弹簧(14)上端抵有平衡活塞(13)，其特征在于所述的心轴(7)上的斜面体(8)下部与平衡活塞(13)上端间装有凸轮换位控制机构。
2.根据权利要求1所述的凸轮换位变径稳定器，其特征在于所述的凸轮换位控制机 构包括换位体(10)，旋转体(11)，限位体(12)，其中，换位体(10)下端有与旋转体(11)的 上端啮合的螺旋面，限位体(12)上端有与旋转体(11)的下端面的相间排列的深浅凸齿啮 合的深浅凹槽，旋转体(11)固定在心轴⑵上；限位体(12)及换位体(10)由销钉卡在本 体⑵下部。
专利摘要本实用新型涉及一种凸轮换位变径稳定器。主要解决现有可变径稳定器变径操作复杂、变径次数受限的问题。其特征在于所述的心轴(7)上的斜面体(8)下部与平衡活塞(13)上端间装有凸轮换位控制机构。该装置仅需开关钻井泵即可实现变径稳定器的工作状态切换，能够实现多次换位。
文档编号E21B17/10GK201606015SQ201020000029
公开日2010年10月13日 申请日期2010年1月4日 优先权日2010年1月4日
发明者李华召, 李玉海, 杨决算, 王春华, 纪博, 钟声 申请人:大庆石油管理局