本發明涉及石油鉆井裝備領域,尤其涉及一種閉環電控可變徑穩定器。
背景技術:
1、在水平井、超深井和大位移鉆井技術中,需要工具輔助完成鉆井定向。采用彎接頭等工具定向,需要根據鉆井參數實施多次起下鉆,鉆井周期長。采用旋轉導向工具定向,精度高但是費用昂貴。可變徑穩定器控制信號一般為泥漿脈沖,通過機械力和液壓力的作用,變徑塊實現徑向伸縮,達到變徑的目的。可變徑穩定器的關鍵技術是扶正塊的伸縮,如若伸縮精確性差,如以彈簧來控制扶正塊的伸縮,將導致可變徑穩定器可靠性以及效率低。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供一種閉環電控可變徑穩定器,以緩解相關技術中扶正塊伸縮精度低的技術問題。
2、為了解決上述技術問題,本發明提供的技術方案在于:
3、本發明提供的閉環電控可變徑穩定器包括:變徑總成和驅動總成;
4、所述變徑總成包括變徑本體、扶正塊、燕尾塊和燕尾套;
5、所述變徑本體呈筒狀,并設有貫穿其側壁的多個鏤空孔,多個所述鏤空孔繞所述變徑本體的軸線間隔均勻分布;
6、所述扶正塊與所述鏤空孔一一對應,并設置于所述鏤空孔,且可沿垂直于所述變徑本體軸線的方向移動;
7、所述燕尾塊與所述扶正塊一一對應,并與所述扶正塊固定連接,且處于各所述扶正塊之間;
8、所述燕尾套處于所述變徑本體內,并與所述變徑本體滑動配合,所述燕尾套還與所述燕尾塊插接配合,處于各所述燕尾塊之間,并與各所述燕尾塊均構成斜楔機構;
9、所述驅動總成設置于所述變徑本體內,并與所述燕尾套傳動連接,以驅動所述燕尾套沿所述變徑本體的軸向滑動。
10、進一步的,所述燕尾塊分為兩個子燕尾塊,沿所述變徑本體的軸向,兩個所述子燕尾塊間隔分布;
11、所述燕尾套分為上燕尾套和下燕尾套,沿所述變徑本體的軸向,所述上燕尾套和所述下燕尾套間隔分布,且二者中的一者與其中一所述子燕尾塊插接配合,另一者與另一所述子燕尾塊插接配合。
12、進一步的,所述驅動總成包括電控機構;
13、所述電控機構包括電控腔體、無刷電機和傳動芯軸和傳動螺帽;
14、所述電控腔體與所述上燕尾套螺紋連接;
15、所述無刷電機設置于所述電控腔體內,其輸出軸與所述傳動芯軸固定連接;
16、所述傳動芯軸穿設于所述上燕尾套和所述下燕尾套;
17、所述傳動螺帽套設于所述傳動芯軸,并與所述傳動芯軸固定連接,以隨所述傳動芯軸轉動;
18、所述下燕尾套套設于所述傳動螺帽,并與所述傳動螺帽螺紋連接。
19、進一步的,所述電控機構還包括卡箍和壓帽;
20、所述傳動螺帽與所述傳動芯軸鍵連接;
21、所述卡箍嵌設于所述傳動芯軸的側面,并與所述傳動螺帽的端面接觸;
22、所述壓帽與所述傳動芯軸的端部螺紋連接,且其內壁與所述卡箍的外壁抵觸。
23、進一步的,所述上燕尾套內設有軸承,所述傳動芯軸穿設于所述軸承,并與所述軸承過渡配合。
24、進一步的,所述電控機構還包括高溫電池,所述高溫電池設置于所述電控腔體內,并與所述無刷電機電連接。
25、進一步的,所述驅動總成還包括傳感機構;
26、所述傳感機構包括傳感器,所述傳感器與所述無刷電機通訊連接,并用于接收泥漿泵傳遞的脈沖信號。
27、進一步的,所述傳感機構還包括底座和傳感腔體;
28、所述傳感腔體呈筒狀,其一端與所述底座固定連接,另一端固定連接于所述電控腔體;
29、所述傳感器設置于所述底座與所述傳感腔體圍合形成的空間內。
30、進一步的,沿所述變徑本體的軸向,所述變徑本體分為上接頭、變徑段以及下接頭;
31、所述變徑段的兩端部分別與所述上接頭和所述下接頭螺紋連接;
32、沿所述變徑段的軸向,所述變徑段的側壁上設有旁通流道,所述旁通流道與所述下接頭連通。
33、進一步的,所述變徑段靠近所述下接頭的端部插接有活塞,所述活塞外套設有卡環,所述卡環嵌設于所述變徑段的內壁,以限制所述活塞在所述變徑段的軸向上滑出所述變徑段。
34、綜合上述技術方案,本發明提供的閉環電控可變徑穩定器所能實現的技術效果在于:
35、該閉環電控可變徑穩定器包括變徑總成和驅動總成;變徑總成包括變徑本體、扶正塊、燕尾塊和燕尾套;變徑本體呈筒狀,并設有貫穿其側壁的多個鏤空孔,多個鏤空孔繞變徑本體的軸線間隔均勻分布;扶正塊與鏤空孔一一對應,并設置于鏤空孔,且可沿垂直于變徑本體軸線的方向移動;燕尾塊與扶正塊一一對應,并與扶正塊固定連接,且處于各扶正塊之間;燕尾套處于變徑本體內,并與變徑本體滑動配合,燕尾套還與燕尾塊插接配合,處于各燕尾塊之間,并與各燕尾塊均構成斜楔機構;驅動總成設置于變徑本體內,并與燕尾套傳動連接,以驅動燕尾套沿變徑本體的軸向滑動。
36、在該閉環電控可變徑穩定器中,燕尾塊與扶正塊固定連接,可隨扶正塊沿垂直于變徑本體軸線的方向滑動,燕尾套與變徑本體滑動配合,可沿變徑本體的軸向滑動,而燕尾套與燕尾塊構成斜楔機構,如此一來,驅動總成驅動燕尾套滑動時,燕尾塊即對應滑動,這里燕尾套與燕尾塊配合,變軸向移動為徑向移動,從而帶動扶正塊對應擴徑或縮徑。
37、可以看出,該閉環電控可變徑穩定器通過變軸向移動為徑向移動來驅動扶正塊沿徑向伸縮,相較于現有技術中通過彈簧來控制扶正塊的伸縮,該設計能夠精確滿足多情況下的定向需求,且操作簡單,同時高效,安全。
1.一種閉環電控可變徑穩定器,其特征在于,包括:變徑總成和驅動總成;
2.根據權利要求1所述的閉環電控可變徑穩定器,其特征在于,所述燕尾塊(3)分為兩個子燕尾塊(301),沿所述變徑本體(1)的軸向,兩個所述子燕尾塊(301)間隔分布;
3.根據權利要求2所述的閉環電控可變徑穩定器,其特征在于,所述驅動總成包括電控機構;
4.根據權利要求3所述的閉環電控可變徑穩定器,其特征在于,所述電控機構還包括卡箍(9)和壓帽(10);
5.根據權利要求3所述的閉環電控可變徑穩定器,其特征在于,所述上燕尾套(401)內設有軸承(11),所述傳動芯軸(7)穿設于所述軸承(11),并與所述軸承(11)過渡配合。
6.根據權利要求3所述的閉環電控可變徑穩定器,其特征在于,所述電控機構還包括高溫電池(12),所述高溫電池(12)設置于所述電控腔體(5)內,并與所述無刷電機(6)電連接。
7.根據權利要求3所述的閉環電控可變徑穩定器,其特征在于,所述驅動總成還包括傳感機構;
8.根據權利要求7所述的閉環電控可變徑穩定器,其特征在于,所述傳感機構還包括底座(14)和傳感腔體(15);
9.根據權利要求1至8任一項所述的閉環電控可變徑穩定器,其特征在于,沿所述變徑本體(1)的軸向,所述變徑本體(1)分為上接頭(101)、變徑段(102)以及下接頭(103);
10.根據權利要求9所述的閉環電控可變徑穩定器,其特征在于,所述變徑段(102)靠近所述下接頭(103)的端部插接有活塞(16),所述活塞(16)外套設有卡環(17),所述卡環(17)嵌設于所述變徑段(102)的內壁,以限制所述活塞(16)在所述變徑段(102)的軸向上滑出所述變徑段(102)。