本發(fā)明屬于鉆井作業(yè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可變徑穩(wěn)定器。

背景技術(shù)：

水平井作業(yè)中，為保證下套管時井眼通暢，下套管前需先進(jìn)行通井作業(yè)。一般分別使用單扶、雙扶和三扶鉆具進(jìn)行三次通井。傳統(tǒng)通井作業(yè)使用固定外徑的穩(wěn)定器，需要至少三次起下鉆以安裝/更換穩(wěn)定器，形成不同鉆具組合，作業(yè)周期長，并容易造成遇阻和卡鉆。同時因井壁長時間浸泡，坍塌風(fēng)險增高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種可變徑穩(wěn)定器，節(jié)約起下鉆時間，減少井壁浸泡時間，降低井下坍塌風(fēng)險，提高通井效率。

為此，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種可變徑穩(wěn)定器，包括圓柱形殼體，所述殼體內(nèi)壁從上至下依次至少設(shè)有第一殼體鎖肖環(huán)槽、第二殼體鎖肖環(huán)槽兩個殼體鎖肖環(huán)槽，所述殼體內(nèi)設(shè)有活塞，所述活塞為中空結(jié)構(gòu)，所述活塞上端設(shè)有壓帽，所述活塞上部內(nèi)設(shè)有可沿活塞軸向運動的滑動套，所述活塞外表面從上至下依次設(shè)有卡肖、第一鎖肖、第二鎖肖，所述第一鎖肖、第二鎖肖均為多個且周向均勻分布，所述活塞下部外表面從上至下套設(shè)有多個錐面套，所述錐面套下端依次為均套裝在活塞上的隔環(huán)和復(fù)位彈簧，所述復(fù)位彈簧下端套設(shè)有限位套，所述殼體上設(shè)有與錐面套的錐面配合連接的扶正柱；

所述滑動套下端設(shè)有滑動套復(fù)位彈簧，該滑動套外表面從上至下依次設(shè)有卡肖槽、第一滑動套鎖肖環(huán)槽、第二滑動套鎖肖環(huán)槽，所述卡肖槽與卡肖配合鎖定滑動套，所述第一殼體鎖肖環(huán)槽和第一滑動套鎖肖環(huán)槽均與第一鎖肖配合，第二殼體鎖肖環(huán)槽和第二滑動套鎖肖環(huán)槽均與第二鎖肖配合，所述第一滑動套鎖肖環(huán)槽、第一鎖肖、第一殼體鎖肖環(huán)槽、第二滑動套鎖肖環(huán)槽、第二鎖肖、第二殼體鎖肖環(huán)槽與殼體頂端的距離依次增大。

所述殼體內(nèi)壁從上至下依次設(shè)有第一殼體鎖肖環(huán)槽、第三殼體鎖肖環(huán)槽、第二殼體鎖肖環(huán)槽，所述第一殼體鎖肖環(huán)槽、第三殼體鎖肖環(huán)槽和第一滑動套鎖肖環(huán)槽均與第一鎖肖配合，所述第二殼體鎖肖環(huán)槽和第二滑動套鎖肖環(huán)槽均與第二鎖肖配合；

所述第一滑動套鎖肖環(huán)槽、第一鎖肖、第一殼體鎖肖環(huán)槽、第三殼體鎖肖環(huán)槽、第二滑動套鎖肖環(huán)槽、第二鎖肖、第二殼體鎖肖環(huán)槽與殼體頂端的距離依次增大。

所述活塞為內(nèi)徑上大下小的中空結(jié)構(gòu)，套設(shè)有多個錐面套的所述活塞下部內(nèi)徑較小。

所述滑動套的一端設(shè)有卡肖槽，另一端從上至下依次設(shè)有泄流孔、投球阻攔臺肩。

所述扶正柱為柱狀，一端面為圓柱面，另一端為與錐面套錐面配合的錐平面，該錐平面上設(shè)有燕尾槽，所述錐面套上設(shè)有與燕尾槽配合的燕尾形凸臺。

所述第一鎖肖、第二鎖肖均為柱狀，兩端均為圓錐形。

所述壓帽為中空螺母，所述卡肖為圓柱形肖子，所述卡肖過盈安裝在活塞上。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供的這種可變徑穩(wěn)定器，可由地面操控進(jìn)行變徑的目的，該穩(wěn)定器通過井口多次投球，使對應(yīng)的穩(wěn)定器處于漲開狀態(tài)下，實現(xiàn)不起鉆達(dá)成不同鉆具組合通井目的，當(dāng)需要實現(xiàn)雙扶或三扶通井時，只需將鉆柱起鉆到套管腳，通過投球，控制二扶（或三扶）通井變徑穩(wěn)定器扶正柱伸出，即可實現(xiàn)單扶、雙扶、三扶通井。使用該穩(wěn)定器，可節(jié)約起下鉆時間，減少井壁浸泡時間，降低井下坍塌風(fēng)險，提高通井效率。

該變徑穩(wěn)定器通過鎖肖、卡肖和鎖肖環(huán)槽、卡肖槽配合實現(xiàn)自鎖機(jī)構(gòu)，使變徑穩(wěn)定器保持在兩種不同的狀態(tài)下（漲開和縮回），外徑保持穩(wěn)定，可靠性更高。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，提高了鉆井時效。

下面將結(jié)合附圖做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是殼體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為活塞結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為滑動套結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為錐面套結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為扶正柱結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為銷肖結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是初始位置殼體與活塞解鎖示意圖；

圖9是中間位置活塞與滑動套鎖定示意圖；

圖10是活塞與滑動套解鎖示意圖；

圖11是活塞最大位置鎖定示意圖；

圖12是滑動套上卡肖槽結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13是滑動套局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、殼體；2、活塞；3、錐面套；4、扶正柱；5、限位套；6、第一鎖肖；7、活塞復(fù)位彈簧；8、隔環(huán)；9、第一滑動套鎖肖環(huán)槽；10、密封件；11、第一殼體鎖肖環(huán)槽；12、第三殼體鎖肖環(huán)槽；13、第二滑動套鎖肖環(huán)槽；14、壓帽；15、第二鎖肖；16、滑動套；17、卡肖；18、滑動套復(fù)位彈簧；19、第二殼體鎖肖環(huán)槽；20、燕尾槽；21、燕尾形凸臺；22、扶正柱孔；23、鎖肖孔；24、卡肖孔； 25、卡肖槽；26、投球阻攔臺肩；27、泄流孔。

具體實施方式

實施例1：

本實施例提供了一種可變徑穩(wěn)定器，包括圓柱形殼體1，所述殼體1內(nèi)壁從上至下依次至少設(shè)有第一殼體鎖肖環(huán)槽11、第二殼體鎖肖環(huán)槽19兩個殼體鎖肖環(huán)槽，所述殼體1內(nèi)設(shè)有活塞2，所述活塞2為中空結(jié)構(gòu)，所述活塞2上端設(shè)有壓帽14，所述活塞2上部內(nèi)設(shè)有可沿活塞2軸向運動的滑動套16，所述活塞2外表面從上至下依次設(shè)有卡肖17、第一鎖肖6、第二鎖肖15，所述第一鎖肖6、第二鎖肖15均為多個且周向均勻分布，所述活塞2下部外表面從上至下套設(shè)有多個錐面套3，所述錐面套3下端依次為均套裝在活塞2上的隔環(huán)8和復(fù)位彈簧，所述復(fù)位彈簧下端套設(shè)有限位套5，所述殼體1上設(shè)有與錐面套3的錐面配合連接的扶正柱4；

所述滑動套16下端設(shè)有滑動套復(fù)位彈簧18，該滑動套16外表面從上至下依次設(shè)有卡肖槽25、第一滑動套鎖肖環(huán)槽9、第二滑動套鎖肖環(huán)槽13，所述卡肖槽25與卡肖17配合鎖定滑動套16，所述第一殼體鎖肖環(huán)槽11和第一滑動套鎖肖環(huán)槽9均與第一鎖肖6配合，第二殼體鎖肖環(huán)槽19和第二滑動套鎖肖環(huán)槽13均與第二鎖肖15配合，所述第一滑動套鎖肖環(huán)槽9、第一鎖肖6、第一殼體鎖肖環(huán)槽11、第二滑動套鎖肖環(huán)槽13、第二鎖肖15、第二殼體鎖肖環(huán)槽19與殼體1頂端的距離依次增大。

其中，第一滑動套鎖肖環(huán)槽9、第一鎖肖6、第一殼體鎖肖環(huán)槽11、第二滑動套鎖肖環(huán)槽13、第二鎖肖15、第二殼體鎖肖環(huán)槽19與殼體1頂端的距離依次增大為穩(wěn)定器初始位置，外徑最小。

初始位置時，穩(wěn)定器外徑最小，殼體1和活塞2通過第一殼體鎖肖環(huán)槽11和第一鎖肖6鎖緊，滑動套16在滑動套復(fù)位彈簧18和卡肖17的作用下，處于初始位置，當(dāng)滑動套16克服滑動套復(fù)位彈簧18安裝彈力后可沿軸向向下移動，向上移動被卡肖17在卡肖槽25中限位。如果滑動套16不能克服滑動套16回位彈簧彈力向下移動，穩(wěn)定器將保持在最小外徑狀態(tài)。

當(dāng)需要變徑時，從殼體1頂端投球，滑動套16在液壓作用下克服滑動套復(fù)位彈簧18的彈力后向下運動，當(dāng)?shù)谝换瑒犹祖i肖環(huán)槽9與活塞2第一鎖肖6對齊后，第一鎖肖6在第一殼體鎖肖環(huán)槽11的斜邊作用下，沿徑向被推入第一滑動套鎖肖環(huán)槽9內(nèi)，解除活塞2與殼體1的鎖定，同時，第二鎖肖15被第二滑動套鎖肖環(huán)槽13左斜邊卡住，滑動套16與活塞2被鎖定，滑動套16在液力作用下推動活塞2，活塞2帶動錐面套3向下移動，錐面套3推動扶正柱4沿徑向移動，實現(xiàn)變徑。

其中，錐面套3套裝在活塞2上，可隨活塞2作軸向運動。當(dāng)錐面套3軸向運動時，扶正柱4在錐面套3和活塞復(fù)位彈簧7作用下被動做徑向漲開或回縮運動?；钊麖?fù)位彈簧7于對活塞2施加初始軸向力以及解鎖后活塞2、錐面套3的復(fù)位。殼體上有扶正柱孔22，扶正柱在扶正柱孔22中，第一鎖肖6、第二鎖肖15設(shè)于活塞2的鎖肖孔23中。17卡肖設(shè)于卡肖孔24中。

實施例2：

在實施例1的基礎(chǔ)上，本實施例提供了一種如圖1所示的可變徑穩(wěn)定器，所述殼體1內(nèi)壁從上至下依次設(shè)有第一殼體鎖肖環(huán)槽11、第三殼體鎖肖環(huán)槽12、第二殼體鎖肖環(huán)槽19，所述第一殼體鎖肖環(huán)槽11、第三殼體鎖肖環(huán)槽12和第一滑動套鎖肖環(huán)槽9均與第一鎖肖6配合，所述第二殼體鎖肖環(huán)槽19和第二滑動套鎖肖環(huán)槽13均與第二鎖肖15配合；

所述第一滑動套鎖肖環(huán)槽9、第一鎖肖6、第一殼體鎖肖環(huán)槽11、第三殼體鎖肖環(huán)槽12、第二滑動套鎖肖環(huán)槽13、第二鎖肖15、第二殼體鎖肖環(huán)槽19與殼體1頂端的距離依次增大。本實施例中錐面套3有兩個。

本實施例動作過程為：如圖1所示本發(fā)明處于小外徑的初始狀態(tài)，殼體1和活塞2為鎖定狀態(tài)，滑動套16在滑動套復(fù)位彈簧18和卡肖17的作用下，處于初始位置；如圖8所示，當(dāng)需要變徑時，投入鋼球，滑動套16（在液力作用下開始運動，在此過程中，殼體1和活塞2解鎖，與此同時，滑動套16和活塞2鎖定，如圖9所示，滑動套16的第一滑動套鎖肖環(huán)槽9、第二滑動套鎖肖環(huán)槽13分別和活塞2的第一鎖肖6、第二鎖肖15配合鎖定，之后，滑動套16在液力作用下推動活塞2，活塞2帶動錐面套3向下移動，錐面套3推動扶正柱4沿徑向移動，實現(xiàn)外徑逐漸增大，當(dāng)活塞2推動錐面套3向下運動到與限位套5接觸，如圖10所示，活塞2到達(dá)下部極限位置，變徑達(dá)到最大外徑，此時第一鎖肖6與第三殼體鎖肖環(huán)槽12對齊，第二鎖肖15與第二殼體鎖肖環(huán)槽19對齊，活塞2與滑動套16的鎖定解除。

隨著滑動套16在液力作用下繼續(xù)向下運動，如圖11所示，第一鎖肖6卡入第三殼體鎖肖環(huán)槽12，第二鎖肖15卡入第二殼體鎖肖環(huán)槽19，將活塞2與外殼鎖死，穩(wěn)定器將保持在最大外徑尺寸。殼體1結(jié)構(gòu)如圖2所示。

如圖12，在滑動套16繼續(xù)向右移動過程中，卡肖槽25斜面首先與卡肖17接觸，滑動套16繼續(xù)右移，將在卡肖17與卡肖槽25斜面的作用下被動地扭轉(zhuǎn)一個角度。當(dāng)滑動套16右端面頂在活塞2臺階面上時，卡肖17位置處于鎖定位置。此時滑動套16液流通道打開，滑動套16所受軸向推力減少，在滑動套復(fù)位彈簧18作用下向上移動，卡肖槽25自鎖面被固定在活塞2上的卡肖17擋住，滑動套16位置鎖定，活塞2與殼體1保持鎖定狀態(tài)?；瑒犹?6結(jié)構(gòu)如圖4所示，錐面套3結(jié)構(gòu)如圖5所示。

通井完成后，穩(wěn)定器起出并從鉆柱上拆下來后，扶正柱4的縮回操作在地面通過手動操作完成。如圖13，將一專用工具插入滑動套16中，沿逆時針旋轉(zhuǎn)一個角度，卡肖17經(jīng)卡肖槽25斜面后處于卡肖槽25直段。此時，在活塞復(fù)位彈簧7和滑動套復(fù)位彈簧18的作用下，滑動套16、活塞2、錐面套3一塊向上移動，扶正柱4在錐面套3帶動下縮回。

實施例3：

在實施例2的基礎(chǔ)上，本實施例提供了一種可變徑穩(wěn)定器，所述活塞2為內(nèi)徑上大下小的中空結(jié)構(gòu)，套設(shè)有多個錐面套3的所述活塞2下部內(nèi)徑較小。大徑部分兩端設(shè)有密封件10，活塞2結(jié)構(gòu)如圖3所示。

所述滑動套16的一端設(shè)有卡肖槽25，另一端從上至下依次設(shè)有泄流孔27、投球阻攔臺肩26?；瑒犹?6液流通道打開，液體通過泄流孔27流出。

如圖6所示，所述扶正柱4為柱狀，一端面為圓柱面，另一端為與錐面套3錐面配合的錐平面，該錐平面上設(shè)有燕尾槽20，所述錐面套3上設(shè)有與燕尾槽20配合的燕尾形凸臺21。

如圖7所示，所述第一鎖肖6、第二鎖肖15均為柱狀，兩端均為圓錐形。

所述壓帽14為中空螺母，所述卡肖17為圓柱形肖子，所述卡肖17過盈安裝在活塞2上。壓帽14用于對活塞2限位并防止活塞2從殼體1中脫出。卡肖17用于在特定位置鎖定滑動套16的位置。

以上各實施例沒有詳細(xì)敘述的結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知常識，這里不一一敘述。

以上例舉僅僅是對本發(fā)明的舉例說明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。