遥控变径稳定器及控制方法

1.本发明涉及石油钻井施工过程中，井眼轨迹控制领域，特别是一种遥控变径稳定器及控制方法。

背景技术：

2.随着油气勘探开发的发展，定向井、大斜度井、水平井、大位移井、多分支井、丛式井及复杂地质结构条件下深井和超深井日益增多，迫切需要功能更强的井眼轨迹控制工具，以实现在井下改变底部钻具组合（bha）的力学特性的精确控制。而遥控变径稳定器作为井眼轨迹控制工具中的一种高效辅助提速提效工具，其可以配合螺杆钻具等工具组合使用。可有效提高机械钻速，同时也可辅助旋转导向工具优化井眼质量，提高钻进效率。在使用过程中，通常将变径稳定器设置在钻具的后方，通过改变变径稳定器的直径即可控制钻具的倾角。目前国外贝克休斯、哈里伯顿等公司已有相关遥控变径稳定器的研制，可通过钻具组合实现降斜、增斜、稳斜的作用。但其存在购置成本过高的问题。而国内遥控变径稳定器技术起步较晚，大多以机液式结构为主，其存在的共性问题是：都没有设置安全缓冲装置，在井下作业过程中，当有较大压力的泥浆通过工具流道时，工具的径向活塞就会有伸出的趋势，这在钻进过程中常常会划伤井壁、甚至会造成井塌事故。中国专利文献cn 108952578 a记载了一种钻井遥控可变径稳定器，通过棘轮的端面斜面控制径向活塞的伸缩动作。但是该结构采用端面斜面的差异进行限位，且端面斜面还作为驱动结构，受滑动安息角的限制，轴向位移的高度差受限，相应活塞的伸缩高度也受限。cn 105275397 a记载了一种遥控可变径稳定器，同样也是采用短斜滑面的限位和驱动结构，同样存在相同的问题。上述的方案还存在若液体介质压力波动较大，即可能将径向活塞顶出造成事故的缺陷。

技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是提供一种遥控变径稳定器及控制方法，能够控制径向活塞伸出不同的长度行程，且不受滑动安息角的限制，伸出长度足以适应不同的调斜需求，优选的方案中，设置的缓冲装置能够缓冲液体介质的短波振动，避免因为液体介质的小幅压力振动导致径向活塞被误顶出。
4.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种遥控变径稳定器，包括外壳，外壳内设有可沿轴向滑动的芯套组件，芯套组件为中通结构，芯套组件的外壁设有多个斜面体，斜面体与活动穿过外壳的径向活塞接触，通过斜面体的轴向移动驱动径向活塞径向伸缩；芯套组件外壁设有可转动不可与芯套组件相对轴向移动的变径限位机构，在变径限位机构表面设有滑轨槽，在外壳固设有活动销钉，活动销钉位于滑轨槽内滑动，以限制芯套组件的位移行程。
5.优选的方案中，所述的滑轨槽设有多个不同高程的上极限位，以使芯套组件具有不同的轴向行程，相应径向活塞具有不同的径向伸缩行程。
6.优选的方案中，所述的滑轨槽中，设有第二上极限位、第一上极限位、第二下极限位和第一下极限位；其中第二上极限位的高程高于第一上极限位的高程，第二下极限位和第一下极限位的高程相等；第二上极限位、第一上极限位、第二下极限位和第一下极限位之间在与轴线垂直的平面上交错布置，即第二上极限位、第二下极限位、第一上极限位和第一下极限位沿圆周依次交错布置。
7.优选的方案中，第二上极限位、第二下极限位、第一上极限位和第一下极限位之间通过一个直线段和一个斜线段的滑轨槽连接；在活动销钉上行的斜线段中，上侧斜边的长度大于下侧斜边的长度；在活动销钉下行的斜线段中，上侧斜边的长度小于下侧斜边的长度；以使活动销钉驱动变径限位机构在芯套组件的外壁转动。
8.优选的方案中，在壳体的外壁设有多个凸起的螺旋翼面，螺旋翼面沿着圆周分布，在螺旋翼面之间设有螺旋槽，径向活塞设置在螺旋翼面的表面，每个螺旋翼面设置有多个径向活塞；径向活塞与斜面体之间通过燕尾槽结构连接，燕尾槽沿着斜面体的斜面布置。
9.优选的方案中，在芯套组件的顶部设有推盖，推盖的上端面构成活塞端面的结构，用于驱动芯套组件下行运动；在芯套组件与外壳之间设有第二弹簧，以使芯套组件上行复位。
10.优选的方案中，在芯套组件与外壳之间还设有缓冲装置，缓冲装置的结构为:在芯套组件与外壳之间设有卡爪体，卡爪体上设有多个悬臂，悬臂的自由端设有棱台，在外壳的内壁设有用于容纳棱台的限位槽，当棱台位于限位槽内，卡爪体被轴向限位，在芯套的外壁与棱台对应的位置设有避让空腔，当避让空腔下行到棱台的位置，棱台从限位槽脱出，解除卡爪体的轴向限位；芯套组件中，芯套与上部芯轴滑动套接，上部芯轴与多个斜面体固定连接，芯套或卡爪体与上部芯轴之间设有相对滑动的限位机构；芯套顶部与推盖连接，由推盖驱动芯套沿轴向移动；芯套的底部与外壳之间设有第一弹簧。
11.优选的方案中，第一弹簧底部设有弹簧座，弹簧座与上部芯轴之间以可相对轴向移动，不可转动的方式连接；弹簧座通过固定销钉与外壳固定连接；悬臂的方向沿轴向方向延伸，悬臂的底部与卡爪体连接，悬臂的顶部设有棱台；在上部芯轴的外壁设有沿轴向的滑槽，芯套上设有避让滑槽，销钉一端与卡爪体的底部固定连接，另一端穿过避让滑槽与上部芯轴的滑槽滑动连接，并在下行程极限位驱动上部芯轴下行；上部芯轴与卡爪体之间的相对运动行程大于芯套轴向移动使卡爪体的棱台从限位槽脱出的运动行程；上部芯轴与中部短节固定接连，变径限位机构可转动的设置在中部短节外壁，并随着中部短节沿轴向移动；
中部短节与下部芯轴固定连接，下部芯轴的底部设有锥形口，锥形口的顶部口径较小，底部口径较大；外壳的底部设有下接头，在下接头中心设有信号阀，信号阀包括一位于中心的锥形头，锥形头靠近边缘的位置设有多个轴向通流通道，液体介质从锥形头周围流过，信号阀的锥形头与锥形口配合，通过芯套组件的轴向位移改变锥形头与锥形口之间的通流截面，并使液体介质的压力发生变化。
12.优选的方案中，芯套靠近顶部的位置设有泄压孔，在芯套的内壁设有环槽，泄压孔与环槽连通，泄压孔用于消除芯套与外壳之间的憋压；在芯套组件与外壳之间构成密封的腔体，在腔体内设有平衡活塞，平衡活塞将腔体分隔成第一密封腔体和第二密封腔体，在第一密封腔体内填充有液体介质；第二密封腔体通过一过滤塞与外界连通；平衡活塞用于补偿因径向活塞径向伸缩后腔体的容积变化和实现腔体与外界的压力平衡。
13.一种采用上述的遥控变径稳定器的控制方法，包括以下步骤：s1、第一次启动液体泵，使液体介质达到预设压力，推动芯套组件下行，斜面体将径向活塞顶出，直至变径限位机构通过活动销钉将芯套组件限定在第一极限位置，此时径向活塞位于第一伸出位置；在芯套组件的底部设有锥形口，在与锥形口相对的位置信号阀与外壳固定连接，信号阀的顶部设有锥形头；当芯套组件位于不同的极限位置，锥形口与锥形头之间的通流截面发生变化，且通流截面的变化影响液体介质的压力值；通过检测液体介质的压力值判断径向活塞的径向位置；s2、停止液体泵，芯套组件复位，径向活塞缩回与外壳的外表面平齐；s3、第二次启动液体泵，使液体达到预设压力，推动芯套组件下行，斜面体将径向活塞顶出，直至变径限位机构通过活动销钉将芯套组件限定在第二极限位置，此时径向活塞位于第二伸出位置；s4、停止液体泵，芯套组件复位，径向活塞缩回与外壳的外表面平齐；通过启动和停止液体泵，切换径向活塞处于不同的伸出位置或与外壳的表面平齐。
14.本发明提供了一种遥控变径稳定器及方法，通过采用变径限位机构的结构，由于不受滑动安息角的限制，能够获得较大的行程差，从而控制径向活塞伸出足够的长度。即获得了较大的变径范围。优选的方案中，设置的缓冲装置，通过采用双弹簧和卡爪体的结构，只有当液体介质的压力到达一定值的时候径向活塞才会伸出，过滤掉了液体介质的小幅波动带来的振动，减少了工具卡钻的风险。双弹簧的设计，还增强了工具内部结构的减振效果，两组弹簧采用上下布局，力量分布更加均匀，增强了工具的复位效果，性能更加稳定，减少起钻过程中出事故的风险。工具的径向活塞有至少两个工作状态，即伸出外壳表面一半高度和伸出表面全部高度，不同高度适应不同的井况环境，增强了工具的使用性能。
附图说明
15.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：图1为本发明整体外观结构示意图。
16.图2为本发明整体结构剖视示意图。
17.图3为本发明的芯套组件的结构示意图。
18.图4为本发明中滑轨槽的展开结构示意图。
19.图5为本发明中缓冲装置的另一优选结构示意图。
20.图中：外壳1，限位槽101，螺旋翼面102，螺旋槽103，推盖2，芯套3，泄压孔301，避让空腔302，避让滑槽303，卡爪体4，棱台401，悬臂402，销钉5，上部芯轴6，滑槽601，第一弹簧7，弹簧座8，花键段81，固定销钉9，斜面体10，径向活塞11，推力轴承12，变径限位机构13，滑轨槽131，第二上极限位132，第一上极限位133，第二下极限位134，第一下极限位135，直线段136，斜线段137，活动销钉14，轴承座15，第二螺纹段151，平衡活塞16，第一密封腔体161，第二密封腔体162，中部短节17，第三螺纹段171，第四螺纹段172，下部芯轴18，锥形口181，过液通道182，可变过液通道183，第二弹簧19，过滤塞20，挡环21，信号阀22，下接头23，第一密封圈24，第二密封圈25，第三密封圈26，第四密封圈27，第一螺纹段28，燕尾槽29。
具体实施方式
21.实施例1：如图1~3中，一种遥控变径稳定器，包括外壳1，外壳1内设有可沿轴向滑动的芯套组件，芯套组件为中通结构，芯套组件的外壁设有多个斜面体10，斜面体10与活动穿过外壳1的径向活塞11接触，通过斜面体10的轴向移动驱动径向活塞11径向伸缩；芯套组件外壁设有可转动不可与芯套组件相对轴向移动的变径限位机构13，在变径限位机构13表面设有滑轨槽131，在外壳1固设有活动销钉14，活动销钉14位于滑轨槽131内滑动，以限制芯套组件的位移行程。由此结构，通过斜面体10和变径限位机构13的结构组合，本技术能够通过滑轨槽131来限制径向活塞11径向伸缩位移距离，与现有技术不同的是，滑轨槽131的行程几乎是不受限制的。这使径向活塞11径向伸缩位移距离也不受限制。因此，本发明能够方便的调节适配的不同的井下工况需要。尤其是bha力学特性的需要，从而方便的调整钻具对的导向。
22.优选的方案如图4中，所述的滑轨槽131设有多个不同高程的上极限位，以使芯套组件具有不同的轴向行程，相应径向活塞11具有不同的径向伸缩行程。
23.优选的方案如图4中，所述的滑轨槽131中，设有第二上极限位132、第一上极限位133、第二下极限位134和第一下极限位135；其中第二上极限位132的高程高于第一上极限位133的高程，第二下极限位134和第一下极限位135的高程相等；第二上极限位132、第一上极限位133、第二下极限位134和第一下极限位135之间在与轴线垂直的平面上交错布置，即第二上极限位132、第二下极限位134、第一上极限位133和第一下极限位135沿圆周依次交错布置。本例中记载的是能够实现三组的行程位置，包括第二上极限位132、第一上极限位133和第二下极限位134，但是根据需要，设置更多的上极限位，即使径向活塞11具有不同的伸出行程是可行的。
24.优选的方案如图4中，第二上极限位132、第二下极限位134、第一上极限位133和第一下极限位135之间通过一个直线段136和一个斜线段137的滑轨槽131连接；在活动销钉14上行的斜线段137中，上侧斜边的长度大于下侧斜边的长度；在活动销钉14下行的斜线段137中，上侧斜边的长度小于下侧斜边的长度；以使活动销钉14驱动变径限位机构13在芯套组件的外壁转动。即每一次芯套组件的往复运动，即使活动销钉14向图4的左侧前进一个工位，即到达前一个直线段136。图4是一个圆周面的展开图，即应该理解图4的左右两侧首尾连接。
25.优选的方案3、4中，变径限位机构13的两端通过轴承与芯套组件连接，在一端还通过轴承座15压紧。本例中，轴承座15与中部短节17的外壁螺纹连接。
26.优选的方案如图1~3中，在壳体的外壁设有多个凸起的螺旋翼面102，螺旋翼面102沿着圆周分布，在螺旋翼面102之间设有螺旋槽103，螺旋槽103的螺旋角设计为工具使用过程中最有利于泥浆循环和排屑的升角，径向活塞11设置在螺旋翼面102的表面，每个螺旋翼面102设置有多个径向活塞11。螺旋翼面102和径向活塞11的外表面镶嵌有陶瓷片或硬质合金片做耐磨处理。
27.优选的方案如图3中，径向活塞11与斜面体10之间通过燕尾槽29结构连接，燕尾槽29沿着斜面体10的斜面布置。由此结构，能够便于滑动和便于使径向活塞11缩回。
28.优选的方案如图2中，在芯套组件的顶部设有推盖2，推盖2的上端面构成活塞端面的结构，用于驱动芯套组件下行运动；优选的，推盖2的上端面设置陶瓷或合金层，以提高耐磨性能。
29.在芯套组件与外壳1之间设有第二弹簧19，以使芯套组件上行复位。
30.优选的方案如图2、3中，在芯套组件与外壳1之间还设有缓冲装置，缓冲装置的结构为:在芯套组件与外壳1之间设有卡爪体4，卡爪体4上设有多个悬臂402，悬臂402的自由端设有棱台401，在外壳1的内壁设有用于容纳棱台401的限位槽101，当棱台401位于限位槽101内，卡爪体4被轴向限位，在芯套3的外壁与棱台401对应的位置设有避让空腔302，当避让空腔302下行到棱台401的位置，棱台401从限位槽101脱出，解除卡爪体4的轴向限位；芯套组件中，芯套3与上部芯轴6滑动套接，上部芯轴6与多个斜面体10固定连接，芯套3或卡爪体4与上部芯轴6之间设有相对滑动的限位机构；芯套3顶部与推盖2连接，由推盖2驱动芯套3沿轴向移动；芯套3的底部与外壳1之间设有第一弹簧7。
31.优选的方案如图2中，第一弹簧7底部设有弹簧座8，弹簧座8与上部芯轴6之间以可相对轴向移动，不可转动的方式连接；例如花键连接方式。
32.优选的方案中，弹簧座8通过固定销钉9与外壳1固定连接，固定销钉9穿过弹簧座8与上部芯轴6之间以可相对轴向移动，不可转动的方式连接。即弹簧座8与上部芯轴6之间以花键的方式连接，而固定销钉9的端头也设有凹槽，凹槽也套在上部芯轴6的花键上，以限制上部芯轴6的转动，由此结构，有利于减少滑动摩擦力。
33.优选的方案如图2中，悬臂402的方向沿轴向方向延伸，悬臂402的底部与卡爪体4连接，悬臂402的顶部设有棱台401。本例中优选采用该方案。
34.优选的方案中，上部芯轴6与中部短节17固定接连，变径限位机构13可转动的设置在中部短节17外壁，并随着中部短节17沿轴向移动。
35.优选的方案中，中部短节17与下部芯轴18固定连接，下部芯轴18的底部设有锥形口181，锥形口181的顶部口径较小，底部口径较大；外壳1的底部设有下接头23，在下接头23中心设有信号阀22，信号阀22包括一位于中心的锥形头，锥形头靠近边缘的位置设有多个轴向通流通道，液体介质从锥形头周围流过，信号阀22的锥形头与锥形口181配合，通过芯套组件的轴向位移改变锥形头与锥形口181之间的通流截面，并使液体介质的压力发生变化。通过监测液体介质的压力，经过多个不同位置的压力值的比较，即可得出径向活塞11所处的位置，通常径向活塞11伸出的行程越长，液体介质的压力值增大幅度越大。
36.优选的方案中，在上部芯轴6的外壁设有沿轴向的滑槽601，在芯套3或卡爪体4上固设有销钉5，销钉5在滑槽601内滑动，并在下行程极限位驱动上部芯轴6下行。
37.芯套3与上部芯轴6的连接关系见图2中所示。在上部芯轴6设有滑槽601，在芯套3靠近底部的位置设有销钉5，销钉5在滑槽601内滑动。芯套3先压缩第一弹簧7，此时的上部芯轴6并不会随动，且芯套3还需要有足够的轴向推力来克服卡爪体4与外壳1内壁之间的锁紧力，因此该方案能够克服小幅波动造成的干扰。当芯套3运行足够的此乃过程，并使销钉5与滑槽601的底部接触后，才会驱动上部芯轴6下行，即带动斜面体10下行，径向活塞11开始伸出。
38.卡爪体4与上部芯轴6之间的连接关系见图5中所示。在图5中，连接方式是在芯套3设有一个避让滑槽303，销钉5一端与卡爪体4的底部固定连接，另一端穿过避让滑槽303与上部芯轴6的滑槽601滑动连接。使用时，芯套3先压缩第一弹簧7，此时的上部芯轴6和卡爪体4并不会随动，直至行程足够，使卡爪体4开始下行，此时棱台401位于避让空腔302的位置，棱台401继续下行并从外壳1的限位槽101中脱出。此时卡爪体4继续下行，并使销钉5与滑槽601的底部接触后，才会驱动上部芯轴6下行，即带动斜面体10下行，径向活塞11开始伸出。
39.优选的方案如图2中，上部芯轴6与芯套3或卡爪体4之间的相对运动行程大于芯套3轴向移动使卡爪体4的棱台401从限位槽101脱出的运动行程。
40.优选的方案中，芯套3靠近顶部的位置设有泄压孔301，在芯套3的内壁设有环槽，泄压孔301与环槽连通，泄压孔301用于消除芯套3与外壳1之间的憋压。
41.优选的方案中，在芯套组件与外壳1之间构成密封的腔体，在腔体内设有平衡活塞16，平衡活塞16将腔体分隔成第一密封腔体161和第二密封腔体162，在第一密封腔体161内填充有液体介质，优选采用液压油；第二密封腔体162通过一过滤塞20与外界连通；此处的外界是指工具外，油井内的环空空间。
42.平衡活塞16用于补偿因径向活塞11径向伸缩后腔体的容积变化和实现腔体与外界的压力平衡。
43.实施例2：如图1、3~5中，以最优的结构对本发明进行具体的描述。
44.本发明由外壳1、芯套组件两个结构部分组成，其中，外壳1中部设有螺旋翼面102，螺旋翼面102之间设有螺旋槽103，在螺旋翼面102上从上到下设有四个径向活塞11，外壳1的底部与下接头23固定连接，在下接头23中设有信号阀22，信号阀22设有锥形头，在信号阀
22的锥形头周围设有多个通流孔。
45.芯套组件从上到下设有推盖2、芯套3、上部芯轴6、中部短节17和下部芯轴18，整个芯套组件中部贯通，以便于液体介质，通常是泥浆通过。由于压降的存在，推盖2的顶部端面也构成一个活塞结构。推盖2与芯套3固定连接，推盖2外壁通过第一密封圈24与外壳1内壁构成密封。推盖2套入在芯套3内，并通过螺纹连接。卡爪体4设置在芯套3与外壳1之间，卡爪体4的棱台401卡在外壳1内壁的限位槽101内，由于空间受限，被芯套3外壁挡住，棱台401不能脱出，实现限位。芯套3的底部套在上部芯轴6内，芯套3的外壁设有密封圈与上部芯轴6的内壁密封滑动连接。在靠近上部芯轴6上端的位置，芯套3内壁的阶台一侧设有泄压孔301，用于当芯套3与上部芯轴6之间的相对距离变化时，排出上部芯轴6上端的液压油。该结构也具有缓冲的效果。如图5中，销钉5一端与卡爪体4的底部连接，另一端滑动穿过避让滑槽303与滑槽601滑动连接。在芯套3底部与第一弹簧7接触，第一弹簧7的底部与弹簧座8接触，弹簧座8通过花键段81与上部芯轴6之间以花键方式连接。弹簧座8通过多个固定销钉9与外壳1固定连接。在弹簧座8的底部与多个斜面体10接触，最顶部的斜面体10同时和弹簧座8和上部芯轴6的轴肩接触，弹簧座8用于行程限位，上部芯轴6的轴肩用于推动斜面体10下行。在外壳1上还设有油道，用于使液压油通过，并起到润滑效果。在斜面体10的斜面设有燕尾槽，通过燕尾槽与径向活塞11连接。上部芯轴6的底部通过第三螺纹段171与中部短节17螺纹连接，中部短节17的外壁设有肩台，设有推力轴承12，推力轴承12下方设有变径限位机构13，变径限位机构13下方设有另一个推力轴承12。推力轴承12的底部设有轴承座15。变径限位机构13的表面设有滑轨槽131，活动销钉14与外壳1固定连接，活动销钉14在滑轨槽131内滑动。轴承座15下方的空腔内设有平衡活塞16，平衡活塞16的内壁和外壁都设有第二密封圈25以形成密封的结构，在平衡活塞16以上的第一密封腔体161内填充有液压油。中部短节17的底部与下部芯轴18通过螺纹固定连接，中部短节17的底部与下部芯轴18通过第三密封圈26形成密封。在第二密封腔体162的位置外壳1上设有过滤塞20，以平衡压力。在下部芯轴18的外壁设有肩台，还设有通孔，肩台底部与第二弹簧19接触，第二弹簧19的底部与挡环21接触，挡环21与下接头23套接，信号阀22位于挡环21的中间。下部芯轴18的底部设有锥形口181，锥形口181正对信号阀22。
46.实施例3：在实施例1、2的基础上，一种采用上述的遥控变径稳定器的控制方法，包括以下步骤：如图2、5中，s1、第一次启动液体泵，使液体介质达到预设压力，推动芯套组件下行，芯套3在第一弹簧7的作用下缓冲一段距离，使卡爪体4与外壳1脱离，直至销钉5驱动上部芯轴6下行，上部芯轴6带动斜面体10下行，斜面体10将径向活塞11顶出，直至变径限位机构13通过活动销钉14限定在第一上极限位133，即将芯套组件限定在第一极限位置，此时径向活塞11位于第一伸出位置，此处由于斜面体10下行距离较短，径向活塞11的伸出行程也较短；s2、停止液体泵，芯套组件在第一弹簧7和第二弹簧19的作用下复位，径向活塞11在燕尾槽29的作用下缩回与外壳1的外表面平齐；s3、第二次启动液体泵，使液体达到预设压力，推动芯套组件下行，斜面体10将径向活塞11顶出，直至变径限位机构13通过活动销钉14限定在第二上极限位132，即将芯套组
件限定在第二极限位置，此时径向活塞11位于第二伸出位置；此处由于斜面体10下行距离较长，径向活塞11的伸出行程也较长；s4、停止液体泵，芯套组件复位，径向活塞11缩回与外壳1的外表面平齐；通过启动和停止液体泵，切换径向活塞11处于不同的伸出位置或与外壳1的表面平齐。本例中仅示出了径向活塞11的两个行程位置，其实设置更多的行程位置也是可行的。
47.优选的方案如图2中，包括以下步骤：在芯套组件的底部设有锥形口181，在与锥形口181相对的位置信号阀22与外壳1固定连接，信号阀22的顶部设有锥形头；当芯套组件位于不同的极限位置，锥形口181与锥形头之间的通流截面发生变化，且通流截面的变化影响液体介质的压力值；在步骤s1和s3中，通过检测液体介质的压力值判断径向活塞11的径向位置。
48.上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本技术中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种遥控变径稳定器，其特征是：包括外壳（1），外壳（1）内设有可沿轴向滑动的芯套组件，芯套组件为中通结构，芯套组件的外壁设有多个斜面体（10），斜面体（10）与活动穿过外壳（1）的径向活塞（11）接触，通过斜面体（10）的轴向移动驱动径向活塞（11）径向伸缩；芯套组件外壁设有可转动不可与芯套组件相对轴向移动的变径限位机构（13），在变径限位机构（13）表面设有滑轨槽（131），在外壳（1）固设有活动销钉（14），活动销钉（14）位于滑轨槽（131）内滑动，以限制芯套组件的位移行程。2.根据权利要求1所述的一种遥控变径稳定器，其特征是：所述的滑轨槽（131）设有多个不同高程的上极限位，以使芯套组件具有不同的轴向行程，相应径向活塞（11）具有不同的径向伸缩行程。3.根据权利要求1所述的一种遥控变径稳定器，其特征是：所述的滑轨槽（131）中，设有第二上极限位（132）、第一上极限位（133）、第二下极限位（134）和第一下极限位（135）；其中第二上极限位（132）的高程高于第一上极限位（133）的高程，第二下极限位（134）和第一下极限位（135）的高程相等；第二上极限位（132）、第一上极限位（133）、第二下极限位（134）和第一下极限位（135）之间在与轴线垂直的平面上交错布置，即第二上极限位（132）、第二下极限位（134）、第一上极限位（133）和第一下极限位（135）沿圆周依次交错布置。4.根据权利要求3所述的一种遥控变径稳定器，其特征是：第二上极限位（132）、第二下极限位（134）、第一上极限位（133）和第一下极限位（135）之间通过一个直线段（136）和一个斜线段（137）的滑轨槽（131）连接；在活动销钉（14）上行的斜线段（137）中，上侧斜边的长度大于下侧斜边的长度；在活动销钉（14）下行的斜线段（137）中，上侧斜边的长度小于下侧斜边的长度；以使活动销钉（14）驱动变径限位机构（13）在芯套组件的外壁转动。5.根据权利要求1所述的一种遥控变径稳定器，其特征是：在壳体的外壁设有多个凸起的螺旋翼面（102），螺旋翼面（102）沿着圆周分布，在螺旋翼面（102）之间设有螺旋槽（103），径向活塞（11）设置在螺旋翼面（102）的表面，每个螺旋翼面（102）设置有多个径向活塞（11）；径向活塞（11）与斜面体（10）之间通过燕尾槽（29）结构连接，燕尾槽（29）沿着斜面体（10）的斜面布置。6.根据权利要求1所述的一种遥控变径稳定器，其特征是：在芯套组件的顶部设有推盖（2），推盖（2）的上端面构成活塞端面的结构，用于驱动芯套组件下行运动；在芯套组件与外壳（1）之间设有第二弹簧（19），以使芯套组件上行复位。7.根据权利要求1所述的一种遥控变径稳定器，其特征是：在芯套组件与外壳（1）之间还设有缓冲装置，缓冲装置的结构为:在芯套组件与外壳（1）之间设有卡爪体（4），卡爪体（4）上设有多个悬臂（402），悬臂（402）的自由端设有棱台（401），在外壳（1）的内壁设有用于容纳棱台（401）的限位槽（101），当棱台（401）位于限位槽（101）内，卡爪体（4）被轴向限位，在芯套（3）的外壁与棱台（401）对应的位置设有避让空腔（302），当避让空腔（302）下行到棱台（401）的位置，棱台（401）从限位槽（101）脱出，解除卡爪体（4）的轴向限位；芯套组件中，芯套（3）与上部芯轴（6）滑动套接，上部芯轴（6）与多个斜面体（10）固定连接，芯套（3）或卡爪体（4）与上部芯轴（6）之间设有相对滑动的限位机构；
芯套（3）顶部与推盖（2）连接，由推盖（2）驱动芯套（3）沿轴向移动；芯套（3）的底部与外壳（1）之间设有第一弹簧（7）。8.根据权利要求7所述的一种遥控变径稳定器，其特征是：第一弹簧（7）底部设有弹簧座（8），弹簧座（8）与上部芯轴（6）之间以可相对轴向移动，不可转动的方式连接；弹簧座（8）通过固定销钉（9）与外壳（1）固定连接；悬臂（402）的方向沿轴向方向延伸，悬臂（402）的底部与卡爪体（4）连接，悬臂（402）的顶部设有棱台（401）；在上部芯轴（6）的外壁设有沿轴向的滑槽（601），芯套（3）上设有避让滑槽（303），销钉（5）一端与卡爪体（4）的底部固定连接，另一端穿过避让滑槽（303）与上部芯轴（6）的滑槽（601）滑动连接，并在下行程极限位驱动上部芯轴（6）下行；上部芯轴（6）与卡爪体（4）之间的相对运动行程大于芯套（3）轴向移动使卡爪体（4）的棱台（401）从限位槽（101）脱出的运动行程；上部芯轴（6）与中部短节（17）固定接连，变径限位机构（13）可转动的设置在中部短节（17）外壁，并随着中部短节（17）沿轴向移动；中部短节（17）与下部芯轴（18）固定连接，下部芯轴（18）的底部设有锥形口（181），锥形口（181）的顶部口径较小，底部口径较大；外壳（1）的底部设有下接头（23），在下接头（23）中心设有信号阀（22），信号阀（22）包括一位于中心的锥形头，锥形头靠近边缘的位置设有多个轴向通流通道，液体介质从锥形头周围流过，信号阀（22）的锥形头与锥形口（181）配合，通过芯套组件的轴向位移改变锥形头与锥形口（181）之间的通流截面，并使液体介质的压力发生变化。9.根据权利要求1所述的一种遥控变径稳定器，其特征是：芯套（3）靠近顶部的位置设有泄压孔（301），在芯套（3）的内壁设有环槽，泄压孔（301）与环槽连通，泄压孔（301）用于消除芯套（3）与外壳（1）之间的憋压；在芯套组件与外壳（1）之间构成密封的腔体，在腔体内设有平衡活塞（16），平衡活塞（16）将腔体分隔成第一密封腔体（161）和第二密封腔体（162），在第一密封腔体（161）内填充有液体介质；第二密封腔体（162）通过一过滤塞（20）与外界连通；平衡活塞（16）用于补偿因径向活塞（11）径向伸缩后腔体的容积变化和实现腔体与外界的压力平衡。10.一种采用权利要求1~9任一项所述的遥控变径稳定器的控制方法，其特征是包括以下步骤：s1、第一次启动液体泵，使液体介质达到预设压力，推动芯套组件下行，斜面体（10）将径向活塞（11）顶出，直至变径限位机构（13）通过活动销钉（14）将芯套组件限定在第一极限位置，此时径向活塞（11）位于第一伸出位置；在芯套组件的底部设有锥形口（181），在与锥形口（181）相对的位置信号阀（22）与外壳（1）固定连接，信号阀（22）的顶部设有锥形头；当芯套组件位于不同的极限位置，锥形口（181）与锥形头之间的通流截面发生变化，且通流截面的变化影响液体介质的压力值；通过检测液体介质的压力值判断径向活塞（11）的径向位置；
s2、停止液体泵，芯套组件复位，径向活塞（11）缩回与外壳（1）的外表面平齐；s3、第二次启动液体泵，使液体达到预设压力，推动芯套组件下行，斜面体（10）将径向活塞（11）顶出，直至变径限位机构（13）通过活动销钉（14）将芯套组件限定在第二极限位置，此时径向活塞（11）位于第二伸出位置；s4、停止液体泵，芯套组件复位，径向活塞（11）缩回与外壳（1）的外表面平齐；通过启动和停止液体泵，切换径向活塞（11）处于不同的伸出位置或与外壳（1）的表面平齐。

技术总结

本发明提供一种遥控变径稳定器及控制方法，包括外壳，外壳内设有可沿轴向滑动的芯套组件，芯套组件为中通结构，芯套组件的外壁设有多个斜面体，斜面体与活动穿过外壳的径向活塞接触，通过斜面体的轴向移动驱动径向活塞径向伸缩；芯套组件外壁设有可转动不可与芯套组件相对轴向移动的变径限位机构，在变径限位机构表面设有滑轨槽，在外壳固设有活动销钉，活动销钉位于滑轨槽内滑动，以限制芯套组件的位移行程。通过采用变径限位机构的结构，由于不受滑动安息角的限制，能够获得较大的行程差，从而控制径向活塞伸出足够的长度。即获得了较大的变径范围。大的变径范围。大的变径范围。