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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106437514A(43)申请公布日2017.02.22(21)申请号201610910416.6(22)申请日2016.10.18(71)申请人裴绪建地址457001河南省濮阳市中原路超越小区23楼3单元6室(72)发明人裴绪建(51)Int.Cl.E21B7/04(2006.01)E21B3/02(2006.01)E21B3/04(2006.01)E21B17/042(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种工具面稳定器(57)摘要本发明所涉及的一种工具面稳定器,主要由上接头、花键轴、凸轮、导向轮、外筒、下接头、密封端、销轴和推板组成。当复合钻进时,井下钻具和螺杆钻具共同驱动钻头双速顺时针旋转,花键轴顺时针旋转,工具面稳定器把推板收回,确保井下钻具与螺杆钻具一起顺时针旋转,工具面稳定器相当于钻柱稳定器。当滑动钻进时,井下钻具不旋转,螺杆钻具驱动钻头顺时针旋转,花键轴随着螺杆钻具外壳逆时针旋转,工具面稳定器把推板推出并支撑在井壁上,阻止螺杆钻具外壳反扭矩向上传递,消除螺杆钻具反扭角,确保滑动钻进时工具面稳定不变。CN106437514ACN106437514A权利要求书1/2页1.一种工具面稳定器,其特征在于:工具面稳定器由上接头(1)、花键轴(2)、凸轮(3)、导向轮(4)、外筒(5)、下接头(6)、密封端(7)、销轴(8)和推板(9)组成。2.根据权利要求1所述的一种工具面稳定器,其特征在于:花键轴(2)是中孔结构金属管;其内孔与上、下部钻具水眼相连通,用于高压泥浆通过;其外部中段是外花键,用于安装凸轮(3)和导向轮(4);其外部两端是圆轴和特殊螺纹公扣且对称分布,特殊螺纹公扣用于连接上接头(1)和下接头(6),圆轴用于安装密封端(7)。3.根据权利要求1所述的一种工具面稳定器,其特征在于:外筒(5)是中孔结构三棱形金属管,三个扶正棱呈120°均布设计;其泥浆流道外径与上接头(1)、下接头(6)直径相同;其扶正棱外径略小于井眼直径,扶正棱宽度按照石油井下工具推荐泥浆流道面积计算确定;三个扶正棱上均加工有长方形孔,其技术参数与推板(9)相同,用于安装推板(9);三个泥浆流道两端对称加工有螺孔,用于安装螺钉把外筒(5)和两个密封端(7)固定在一起。4.根据权利要求1或2或3所述的一种工具面稳定器,其特征在于:外筒(5)和密封端(7)使用螺钉固定成一体,且通过密封端(7)内孔安装在花键轴(2)圆轴上,外筒(5)和密封端(7)绕着花键轴(2)可相互转动;外筒(5)、密封端(7)和花键轴(2)共同形成一个环形腔室,安装和保护凸轮(3)等内部部件,同时,外筒(5)和密封端(7)承受井壁摩擦力,并借助井壁摩擦力协助推板(9)被推出支撑在井壁上,消除螺杆钻具反扭角。5.根据权利要求1所述的一种工具面稳定器,其特征在于:凸轮(3)是中孔结构不规则金属柱状体,其外沿按照120°均布设计三个耳板,每个耳板上有凸轮轨道,且三个耳板上凸轮轨道技术参数相同;凸轮轨道在耳板上构成腰型通孔;或者说,根据凸轮结构不同,其凸轮轨道也可能设计成腰型滑槽;凸轮轨道形状是左、右两端为两条半径相等的圆弧,上、下两侧为两条平行线段,且两条平行线段与两条半径相等的圆弧相切连接构成闭环结构,以中孔部分的中心孔圆心O为基准圆心,凸轮轨道左侧圆弧圆心O1到中心孔圆心O的距离小于凸轮轨道右侧圆弧圆心O2到中心孔圆心O的距离;除圆弧和线段外,凸轮轨道形状也可采用圆弧和其他曲线构成闭环结构,尽最大程度地减少其推动推板(9)时所需推力;凸轮(3)中心孔设计成内花键,其技术参数与花键轴(2)相匹配,并通过中心孔内花键安装在花键轴(2)上。6.根据权利要求1所述的一种工具面稳定器,其特征在于:导向轮(4)是中孔结构不规则金属柱状体,三个扶正棱按照120°均布设计,其技术参数与外筒(5)内壁相同;每个扶正棱上有推板(9)轨道,并根据花键轴(2)旋转方向不同限制推板(9)在其轨道内做径向往复运动起导向作用;导向轮(4)通过内孔安装在花键轴(2)上。7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种工具面稳定器,其特征在于:凸轮(3)、导向轮(4)、销轴(8)和推板(9)安装在外筒(5)、密封端(7)和花键轴(2)之间的环形腔室内;当花键轴(2)顺时针旋转时,凸轮(3)耳板上的三个凸轮轨道外侧璧推动销轴(8)向内运动,导向轮(4)与销轴(8)协调配合把推板(9)收回;2CN106437514A权利要求书2/2页当花键轴(2)逆时针旋转时,凸轮(3)耳板上的三个凸轮轨道内侧璧推动销轴(8)向外运动,导向轮(4)与销轴(8)协调配合把推板(9)推出并支撑在井壁上,阻止螺杆钻具外壳反扭矩向上传