变位变径稳定器 技术领域：
本发明涉及的是一种用于油气钻探工程中，起调整下部钻具组合性能的稳定器。技术背景：
在石油天然气钻井过程中，为了实现在不起钻条件下改变下部钻具组合的性能及提高井眼轨迹控制能力，为了减小井下振动对钻柱的破坏，国内已研制成功并使用了井下稳定器安放位置调节器和变径稳定器、液力减振器等。尽管上述工具在改变下部钻具的力学性能方面，起到了一定的积极作用，但由于其目的单一、结构简单，致使它们的调节能力极为有限，尤其在不规则的井眼中，其调节能力更差。
基于上述技术背景而提出的本发明，其结构简单，集井下变径稳定器、井下稳定器安放位置调节器和井下液力推进器之功能于一体，具有同时改变稳定器的直径和安放位置、吸收井下钻柱振动的能力。本发明的目的是为井眼轨迹控制提供一种既能在较大范围内调节下部钻具性能，又能吸收井下振动的变位变径钻柱稳定器。发明内容：
本发明是这样实现的：由外壳(1)和变位变径活塞总成(2)组成；变位变径活塞总成(2)配装于由上活塞缸(3)和下活塞缸(5)组成的外壳(1)中；上活塞缸(3)和下活塞缸(5)通过门限开启压差设定、控制总成(4)联接在一起。
外壳(1)为一管状构件，由左端加工有钻具联接丝扣、右端加工有联接螺纹的上活塞缸(3)和左端车有联接螺纹、右端为正六方通孔且带有可伸缩扶正体(6)及压力平衡通道的下活塞缸(5)，通过门限开启压差设定、控制总成(4)联接组成。
变位变径活塞总成(2)为一同轴组件，由嵌装于变径活塞杆(9)左端的阻尼环(7)和密封环(8)(10)及用螺纹联结于变径活塞杆右端的变位驱动轴(11)组成。
阻尼环(7)为一倒装的钻头用普通硬质合金喷嘴；变径活塞杆(9)为一通孔金属棒体，其左端加工有凹槽，右端内加工有螺纹，密封环(8)和(10)之间的活塞杆直径相同，密封环(10)右端地活塞杆直径逐渐变大且刻有三道均布、等深、锥度相同的导向槽；变位驱动轴(11)为通孔金属棒体，其左段为正六方体且左端加工有联接螺纹、右段为圆柱体且内加工有钻具联接丝扣；密封环(8)、(10)为尼龙或橡胶件，配装于变径活塞杆(9)等径段的两端外部。
门限开启压差设定、控制总成(4)为一两端内加工有联接螺纹的管状内外密封组件，由管体(12)和均布配装的单向压力阀(13)及配装于门限开启压差设定、控制总成(4)基体内的密封环(14)组成。密封环(14)为尼龙或橡胶件，配装于门限开启压差设定、控制总成(4)的基体内。
密封环(8)、变径活塞杆(9)、密封环(14)和单向压力阀(13)所围成的环形空间内充满液压油，形成上油腔；密封环(10)、变径活塞杆(9)、密封环(14)和单向压力阀(13)所围成的空间内也充满液压油，形成下油腔。附图说明：
图1变位变径稳定器的结构示意图
图2变位变径活塞总成结构示意图
图3门限开启压差设定、控制总成结构示意图
1.外壳
2.变位变径活塞总成
3.上活塞缸
4.门限开启压差设定、控制总成
5.下活塞缸
6.可伸缩扶正体
7.阻尼环
8.密封环
9.变径活塞杆
10.密封环
11.变位驱动轴
12.管体
13.单向压力阀
14.密封环具体实施方式：
本发明所述的变位变径稳定器由外壳(1)和变位变径活塞总成(2)组成，变位变径活塞总成(2)配装于由上活塞缸(3)和下活塞缸(5)组成的外壳(1)中。外壳(1)为一管状构件，由左端加工有钻具联接丝扣、右端加工有联接螺纹的上活塞缸(3)和左端加工有联接螺纹、右端为正六方通孔且带有可伸缩扶正体(6)及压力平衡通道的下活塞缸(5)，通过门限开启压差设定、控制总成(4)联结组成。变位变径活塞总成(2)为一同轴组件，由嵌装于变径活塞杆(9)一端的阻尼环(7)和密封环(8)(10)及用螺纹联结于变径活塞杆另一端的变位驱动轴(11)组成。门限开启压差设定、控制总成(4)为一两端内加工有联接螺纹的管状内外密封组件，由管体(12)和均布配装的单向压力阀(13)及配装于门限开启压差设定、控制总成(4)基体内的密封环(14)组成。根据施工需求可实现两种不同的变位变径功能，工作过程分别是这样的：
在钻进过程中，当需要增大稳定器与井底钻头的距离和减小稳定器的直径时，上提钻具让钻头暂时离开井底，上提高度略大于稳定器变位长度，提高泵排量，当泵送的钻井液流经下部钻具组合中的本稳定器时，受阻尼环(7)的约束，阻尼环(7)两端的钻井液必将产生一个压降。当上油腔与下油腔的油压差大于单向压力阀(13)的门限开启压差时，单向压力阀(13)开启，上油腔中的液压油流向下油腔，这时变位变径活塞总成(2)整体向下运动，从而使得稳定器的安放位置相对于钻头得以升高，与此同时装配于变径活塞杆(9)右段的三道均布、等深、锥度相同的导向槽内的可伸缩扶正体(6)随之缩进，使得稳定器的直径得以减少，达到预定的变位变径目的后，将泵排量降回到正常值，恢复钻进，这一动作完成后的结果，实现了本稳定器在不起钻条件下，增大稳定器与井底钻头的距离并同步减小稳定器直径的变位变径目的。
在钻进过程中，当需要减小稳定器与井底钻头的距离和增大稳定器的直径时，停泵，提高钻压，使下油腔中的油压力升高，当下油腔与上油腔的油压差大于单向压力阀(13)的门限开启压差时，单向压力阀(13)开启，下油腔中的液压油流向上油腔，这时本稳定器的变位变径活塞总成(2)整体向上运动，使得稳定器的安放位置得以降低，与此同时装配于变径活塞杆(9)右段的三道均布、等深、锥度相同的导向槽内的可伸缩扶正体(6)伸出，使得稳定器的直径得以增大，这一动作过程完成后的结果，实现了本稳定器在不起钻条件下，减小稳定器与井底钻头的距离并增大稳定器直径的变位变径目的。
本稳定器内有一门限开启压差设定、控制和储能系统，由门限开启压差设定、控制总成(4)、上活塞缸(3)、变径活塞杆(9)和密封环(8)构成的上活塞缸(3)中的上油腔(充满液压油)，和由门限压差设定、控制总成(4)、下活塞缸(5)、变径活塞杆(9)和密封环(10)构成的下活塞缸(5)中的下油腔(充满液压油)组成，该系统除具有门限开启压差设定、控制的功能外，另具有减振的作用。在钻进施工过程中，当钻柱的下部钻具组合受冲击载荷影响，而产生剧烈的轴向振动时，本稳定器通过此系统消除跳钻产生的瞬时冲击力，实现减振的工作目的。
本稳定器内由门限开启压差设定、控制总成(4)和密封环(8)、(10)组成的门限开启压差设定、控制和储能系统，实现控制的工作过程是这样的：依据现场常规钻井技术参数(最大可能钻压)和水力参数(最大可能钻井液排量)，在地面注充好液压油，设定并分别调整好单向压力阀门限开启压差的本稳定器下井后，在依据现场施工需求实施动作过程中，当系统内上下油腔的液压油压力差大于单向压力阀(13)的门限开启压差时，单向压力阀(13)开启，液压油在上下油腔中的体积重新分配；在正常钻进过程中，上下油腔中的液压油的压差小于单向压力阀(13)的门限开启压差，液压油不流动，保证本稳定器的直径和距钻头的距离不变。
本发明对下部钻具组合性能的调节能力强，可实现在不起钻条件下，由地面操作控制井下稳定器安放位置和直径的工作目标。由于钻压是由钻柱的自重与阻尼环处的压降引起的推力迭加而成，具有井下液力推进器的功能。钻压通过液压油作用在钻头上，具有减振器功能，可减轻钻柱的纵向振动和疲劳破坏。本发明结构简单、一器多用途且造价低廉，推广应用前景广阔。