阅读说明：本技术 一种井下压力平衡装置 (Underground pressure balancing device ) 是由 耿淦 顾鹏 时好振 于 2021-04-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及压力平衡技术领域,提供一种井下压力平衡装置,其中所述的钻铤内壁安装内筒,钻铤一端设公螺纹,另一端设母螺纹；钻铤内远离公螺纹一端设有过孔端盖,过孔端盖与内筒间安装止动环；过孔端盖顶部且活塞底部为钻井液室,活塞与滑块连杆机构间安装有碟簧组；顶杆一端与短连杆一端连接,短连杆另一端与推力杆一端连接,推力杆另一端与扶正块一端铰接,扶正块另一端与支撑杆一端铰接,支撑杆另一端与钻铤连接；优点为：本发明将可变的钻井液压力转换成碟簧组的压缩力,根据钻井液压力的变化调整扶正块的伸缩,将钻井液压力近乎恒定,同时可扶正钻具,对钻井轨迹纠斜；液压系统是纯机械,不包括电子和电气控制的组件,可靠性更高。(The invention relates to the technical field of pressure balance and provides a downhole pressure balance device, wherein an inner cylinder is arranged on the inner wall of a drill collar, male threads are arranged at one end of the drill collar, and female threads are arranged at the other end of the drill collar; a through hole end cover is arranged at one end, far away from the male thread, in the drill collar, and a stop ring is arranged between the through hole end cover and the inner cylinder; a drilling fluid chamber is arranged at the top of the via hole end cover and the bottom of the piston, and a disc spring group is arranged between the piston and the sliding block connecting rod mechanism; one end of the ejector rod is connected with one end of a short connecting rod, the other end of the short connecting rod is connected with one end of a thrust rod, the other end of the thrust rod is hinged with one end of a centering block, the other end of the centering block is hinged with one end of a supporting rod, and the other end of the supporting rod is connected with a drill collar; has the advantages that: the invention converts the variable drilling fluid pressure into the compression force of the disc spring group, adjusts the extension of the centralizing block according to the change of the drilling fluid pressure, ensures that the drilling fluid pressure is nearly constant, and simultaneously can centralize a drilling tool to correct the drilling track; the hydraulic system is purely mechanical, does not comprise components controlled electronically and electrically, and has higher reliability.)

一种井下压力平衡装置

技术领域

本发明涉及压力平衡技术领域，尤其是涉及一种井下压力平衡装置。

背景技术

随着钻井技术的不断进步，各种压力平衡装置被广泛应用于钻井行业。常见的压力平衡装置是利用钻具组合内的钻井液和井眼环空中的钻井液之间的压差来实现仪器的功能；也可利用压差调节扶正装置的翼板，使其按照预定轨迹钻进。然而，井眼尺寸、钻井液的排量、粘度、钻速、钻头喷嘴的尺寸及液压系统与钻头的距离等参数都会影响压差的准确性；因此，在不同的井况下，钻井参数存在很大差异，使得压差发生较大变化，影响到钻井液压力控制的准确性，使得仪器的可靠性能大大降低。此外，常规的压力平衡装置在下井前都会根据当前的排量、粘度等参数对进行相应的设置，如果钻井参数改变，需停泵对压力平衡装置进行调整。

作为现阶段炙手可热的旋转导向工具，也应用了压力平衡装置，它的压力平衡装置相对复杂。下井之前，首先在控制电路中预置井眼轨迹数据，井下钻进时压力平衡装置为支撑翼板提供动力，通过井下控制电路控制3个支撑冀板的支出液压的大小，达到控制偏置合力的大小和方向的目的。这样既可以调节井眼轨迹方向，也可以调节造斜率的大小，从而实现控制导向钻井。虽然压力平衡装置在旋转导向工具中得到了可靠的应用，但由于其复杂性，生产和维护成本往往很高。因此，常规油气井不适用。

发明内容

本发明的目的在于为解决现有技术的不足，而提供一种井下压力平衡装置。

本发明新的技术方案是：一种井下压力平衡装置，包括钻铤、钻井液室及滑块连杆机构，所述的钻铤内部中空，且钻铤内壁安装有内筒，所述的内筒为水眼部位，所述的钻铤一端设有公螺纹，且公螺纹连接有钻具组合，所述的钻铤另一端设有母螺纹，且母螺纹与钻头连接；所述的钻铤内远离公螺纹一端设有过孔端盖，所述的过孔端盖通过螺纹固定在钻铤上，且过孔端盖与内筒间安装有止动环，所述的过孔端盖将内筒及止动环压紧在钻铤上；所述的过孔端盖顶部且活塞底部为钻井液室，所述的钻井液室一侧且钻铤壁上安装有剪切销，且剪切销一端延伸至活塞内，所述的活塞及内筒上安装有密封圈，所述的活塞与滑块连杆机构间安装有碟簧组；所述的滑块连杆机构包括顶杆、短连杆、推力杆、扶正块及支撑杆，所述的顶杆一端通过铰链与短连杆一端连接，所述的短连杆另一端通过铰链与推力杆一端连接，所述的推力杆另一端通过销子及铰链与扶正块一端铰接，所述的扶正块另一端通过销子及铰链与支撑杆一端铰接，所述的支撑杆另一端通过铰链与钻铤连接。

所述的钻铤外部圆周方向均匀分布4组滑块连杆机构。

所述的滑块连杆机构可径向延伸至与井壁接触。

所述的滑块连杆机构与碟簧组暴露于钻铤外的泥浆中。

所述的内筒隔绝钻铤内钻井液与钻铤外钻井液。

所述的钻井液室为环形。

所述的扶正块外表面设有耐磨层或耐磨带。

所述的铰链为圆柱铰链。

本发明的有益效果为：本发明将可变的钻井液压力转换成碟簧组的压缩力，根据钻井液压力的变化调整扶正块的伸缩，将钻井液压力近乎恒定，同时可扶正钻具，对钻井轨迹纠斜；液压系统是纯机械，不包括电子和电气控制的组件，可靠性更高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明工作状态的结构示意图。

图3为本发明的外部结构示意图。

其中：1、钻铤，2、扶正块，3、支撑杆，4、推力杆，5、短连杆，6、顶杆，7、碟簧组，8、活塞，9、内筒，10、剪切销，11、过孔端盖，12、止动环，13、钻井液室。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步地说明。

一种井下压力平衡装置，包括钻铤1、钻井液室13及滑块连杆机构，所述的钻铤1内部中空，且钻铤1内壁安装有内筒9，所述的内筒9为水眼部位，所述的钻铤1一端设有公螺纹，且公螺纹连接有钻具组合，所述的钻铤1另一端设有母螺纹，且母螺纹与钻头连接；所述的钻铤1内远离公螺纹一端设有过孔端盖11，所述的过孔端盖11通过螺纹固定在钻铤1上，且过孔端盖11与内筒9间安装有止动环12，所述的过孔端盖11将内筒9及止动环12压紧在钻铤1上；所述的过孔端盖11顶部且活塞8底部为钻井液室13，所述的钻井液室13一侧且钻铤1壁上安装有剪切销10，且剪切销10一端延伸至活塞8内，所述的活塞8及内筒9上安装有密封圈，所述的活塞8与滑块连杆机构间安装有碟簧组7；所述的滑块连杆机构包括顶杆6、短连杆5、推力杆4、扶正块2及支撑杆3，所述的顶杆6一端通过铰链与短连杆5一端连接，所述的短连杆5另一端通过铰链与推力杆4一端连接，所述的推力杆4另一端通过销子及铰链与扶正块2一端铰接，所述的扶正块2另一端通过销子及铰链与支撑杆3一端铰接，所述的支撑杆3另一端通过铰链与钻铤1连接。

所述的钻铤1外部圆周方向均匀分布4组滑块连杆机构。

所述的滑块连杆机构可径向延伸至与井壁接触。

所述的滑块连杆机构与碟簧组7暴露于钻铤1外的泥浆中。

所述的内筒9隔绝钻铤1内钻井液与钻铤1外钻井液。

所述的钻井液室13为环形。

所述的扶正块2外表面设有耐磨层或耐磨带。

所述的铰链为圆柱铰链。

一种井下压力平衡装置，开泵状态下，井眼内钻井液压力增加，钻井液通过过孔端盖11进入到钻井液室13内，钻井液推动活塞8，活塞8运动将剪切销10剪断，活塞8继续运动压缩碟簧组7，活塞8进而推动滑块连杆机构动作，使得扶正块2张开，扶正块2逐步接近井壁，即达到平衡水眼压力的作用，同时通过扶正块2与井壁的接触，可扶正钻具，对钻井轨迹起到纠偏的作用。