專利名稱：一種倒劃眼保徑擴(kuò)孔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鉆后擴(kuò)大井眼直徑用擴(kuò)孔器，尤其是一種具有保徑和倒劃眼功能的擴(kuò)孔器。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)常用的擴(kuò)孔器大多采用刮刀式切削刀具進(jìn)行擴(kuò)孔切削，存在保徑效果不佳的缺點(diǎn)，同時(shí)由于切削刀具形狀的特殊性，切削元件(復(fù)合片)布齒受到限制，難以發(fā)揮其高切削效率的優(yōu)點(diǎn)；另外該類工具在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上缺少倒劃眼相關(guān)機(jī)構(gòu)，因此不具備倒劃眼功能，遇到井下特殊事故時(shí)，難以及時(shí)進(jìn)行處理。美國專利US6,615,93381采用剪斷銷釘?shù)姆椒ㄍ瞥銮邢鲏K，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。中國專利<一種隨鉆擴(kuò)孔工具>02213884.6，通過鉆具加壓、剪斷銷釘、錐體下移、刀片沿錐體斜面外移，達(dá)到擴(kuò)孔的目的，這種結(jié)構(gòu)存在的問題是它依靠剪斷銷釘、錐體下移、刀片沿錐體斜面外移實(shí)現(xiàn)切削，因此機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，而且無保徑元件、易縮徑、無倒劃眼功能。中國專利ZL94217399.6<一種套管割洗工具>它是采用液壓原理使切削塊張開實(shí)現(xiàn)切削，它的缺點(diǎn)是切削塊收回困難，且無倒劃眼功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種倒劃眼保徑擴(kuò)孔器。本發(fā)明由水力系統(tǒng)、切削塊張開、收縮系統(tǒng)、切削系統(tǒng)、扶正系統(tǒng)四部分組成。其中水力系統(tǒng)由上接頭、支架、調(diào)壓桿、噴嘴、密封圈等組成；切削塊張開、收縮系統(tǒng)由主體、中心桿、回收塊、擋塊、彈簧等組成；切削系統(tǒng)由切削塊、倒劃眼元件、切削元件、保徑元件等組成；扶正系統(tǒng)由扶正套、扶正短節(jié)、合金柱等組成。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，在主體上開有孔，該孔上端為一斜平面，下端有一凹槽，擋塊安裝在主體上孔的下端，擋塊頂端為一斜平面，擋塊內(nèi)側(cè)為一垂直平面，擋塊沿內(nèi)側(cè)垂直平面和頂端斜平面加工有凹槽形成導(dǎo)軌，該導(dǎo)軌的底面為一斜平面；在中心桿上加工有大凹槽，該大凹槽上端面為一斜平面，大凹槽底部在垂直方向上為一平面，在靠近大凹槽的上方加工有小凹槽，大小兩凹槽上下相連，大凹槽下端安裝有回收塊，回收塊頂端為一斜平面，回收塊內(nèi)側(cè)為一垂直平面，回收塊外側(cè)為一圓弧面，回收塊沿內(nèi)側(cè)垂直平面和頂端斜平面加工有凹槽形成導(dǎo)軌，該導(dǎo)軌的底面為一斜平面；回收塊固定在中心桿的大凹槽的下端；切削塊為一圓弧狀楔形塊，切削塊放入中心桿的大凹槽中，切削塊外側(cè)工作面為一圓弧面，切削塊頂部有兩個(gè)斜面，內(nèi)斜面斜度與中心桿大凹槽上端面斜度相同并與之相配合，外斜面斜度與主體上孔的上端斜平面的斜度相同并與之相配合，切削塊的內(nèi)側(cè)垂直平面與中心桿的大凹槽在垂直方向的平面相配合，切削塊下端加工有一斜角，該斜角為一平板狀，該斜角根部兩側(cè)各有一平面，切削塊通過該斜角根部的兩平面坐在回收塊上，而該斜角插入回收塊的導(dǎo)軌中，并與回收塊相配合，在切削狀態(tài)下該斜角插入擋塊的導(dǎo)軌中，并與擋塊相配合；在切削塊的頂部外斜面上鑲焊有倒劃眼元件、在切削塊的外側(cè)圓弧面上鑲焊有保徑元件、在切削塊的右下腳鑲焊有切削元件；彈簧套裝在主體和中心桿形成的環(huán)形空間中，彈簧上端頂在中心桿外壁的臺(tái)肩上，彈簧下端坐在主體的內(nèi)壁臺(tái)肩上。扶正套通過銷釘固定在主體上，合金柱鑲焊在扶正套的齒孔中；扶正短節(jié)通過螺紋與主體連接；本發(fā)明用于鉆后擴(kuò)大井眼，它不僅具有良好的保徑效果、高切削效率，同時(shí)還具備倒劃眼功能，有利于增加套管環(huán)空間隙，擴(kuò)大油層段井眼直徑，提高油層段固井質(zhì)量，對(duì)降低鉆井成本具有重要的意義。


圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖 圖中1-上接頭、2-支架、3-密封圈、4-密封圈、5-中心桿、6-倒劃眼元件、7-保徑元件、8-切削元件、9-擋塊、10-銷釘、11-主體、12-彈簧、13-扶正套、14-合金柱、15-焊縫、16-扶正短節(jié)、17-螺絲、18-調(diào)壓桿、19-噴嘴、20-切削塊、21-回收塊、22-銷釘；圖2本發(fā)明擴(kuò)孔作業(yè)時(shí)的工作示意圖；圖3本發(fā)明中中心桿的剖面圖，圖中31-中心桿小凹槽底部平面、32-中心桿大凹槽上端斜平面、33-中心桿大凹槽底部平面；圖4本發(fā)明中擋塊俯視圖，圖中41-擋塊頂部斜平面、42-擋塊導(dǎo)軌底部的斜平面、43-擋塊外側(cè)圓弧面；圖4-1本發(fā)明中擋塊的A-A剖面圖，圖中44-擋塊內(nèi)側(cè)垂直平面；圖5本發(fā)明中切削塊的右視圖，圖中54-切削塊斜角底面、55-切削塊根部平面；圖5-1本發(fā)明中切削塊的主視圖，圖中51-切削塊頂部外斜面、52-切削塊外側(cè)圓弧面、53-切削塊右下側(cè)弧形面、56-切削塊內(nèi)側(cè)平面、57-切削塊頂部內(nèi)斜面。
具體實(shí)施例方式
參照附圖1，附圖2，附圖3，附圖4，附圖4-1，附圖5，附圖5-1，本發(fā)明由水力系統(tǒng)、切削塊張開、收縮系統(tǒng)、切削系統(tǒng)、扶正系統(tǒng)四部分組成。其中水力系統(tǒng)由上接頭(1)、支架(2)、調(diào)壓桿(18)、噴嘴(19)、密封圈(3)、(4)組成；切削塊張開、收縮系統(tǒng)由主體(11)、中心桿(5)、回收塊(21)、擋塊(9)、彈簧(12)組成；切削系統(tǒng)由切削塊(20)、倒劃眼元件(6)、切削元件(8)、保徑元件(7)組成；扶正系統(tǒng)由扶正套(13)、扶正短節(jié)(16)、合金柱(14)組成。各部件形狀及相互裝配關(guān)系是在主體(11)上開有孔，該孔上端為一斜平面，下端有一凹槽，該凹槽為臺(tái)肩式凹槽。銷釘(10)穿過該凹槽上的絲孔將擋塊(9)安裝在主體(11)的孔中，擋塊(9)外側(cè)為一圓弧面(43)，擋塊(9)頂端為一斜平面(41)，擋塊(9)內(nèi)側(cè)為一垂直平面(44)，擋塊(9)沿內(nèi)側(cè)垂直平面(44)和頂端斜平面(41)加工有凹槽形成導(dǎo)軌，該導(dǎo)軌的底面為一斜平面(42)；在中心桿(5)上加工有大凹槽，大凹槽上部加工有小凹槽，大小凹槽相連，其軸線在同一平面上，該大凹槽上端面為一斜平面(32)，大凹槽底部在垂直方向上為一平面(33)，回收塊(21)通過銷釘(22)固定在中心桿(5)的大凹槽的下端，擋塊(9)與回收塊(21)幾何形狀相似，回收塊(21)頂端為一斜平面，回收塊(21)內(nèi)側(cè)為一垂直平面，回收塊(21)外側(cè)為一圓弧面，回收塊(21)沿內(nèi)側(cè)垂直平面和頂端斜平面加工有凹槽形成導(dǎo)軌，該導(dǎo)軌的底面為一斜平面；切削塊(20)為一圓弧狀楔形塊，切削塊(20)放入中心桿(5)的凹槽中，切削塊(20)外側(cè)工作面為一圓弧面(52)，切削塊(20)頂部有兩個(gè)斜面，內(nèi)斜面(57)、外斜面(51)，內(nèi)斜面(57)斜度與中心桿大凹槽上端的斜平面(32)斜度相同并與之相配合，外斜面(51)斜度與主體(11)孔的上端斜平面的斜度相同并與之相配合，切削塊(20)的內(nèi)側(cè)平面(56)與中心桿(5)的大凹槽在垂直方向的底部平面(33)相配合，切削塊(20)下端加工有一斜角，該斜角為一平板狀，該斜角根部有兩平面(55)，切削塊(20)通過該斜角根部的兩平面(55)坐在回收塊(21)上，而該斜角插入回收塊(21)導(dǎo)軌中并與回收塊(21)相配合，在切削狀態(tài)下該斜角插入擋塊(9)的導(dǎo)軌中并與擋塊(9)相配合；在切削塊(20)的頂部外斜面(51)上鑲焊有倒劃眼元件(6)、在切削塊(20)的外側(cè)圓弧面(52)上鑲焊有保徑元件(7)、在切削塊(20)的右下側(cè)弧形面(53)上鑲焊有復(fù)合片組成的切削元件(8)；彈簧(12)套裝在主體(11)和中心桿(5)形成的環(huán)形空間中，彈簧(12)上端頂在中心桿(5)外壁的臺(tái)肩上，彈簧(12)下端坐在主體(11)的內(nèi)壁臺(tái)肩上。扶正套(13)通過銷釘固定在主體(11)上，合金柱(14)鑲焊在扶正套(13)的齒孔中；扶正短節(jié)(16)通過螺紋與主體(11)連接；其工作原理是將該工具與上部鉆具連接好后，下到設(shè)計(jì)井深后，啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤，緩慢開泵，此時(shí)泥漿流經(jīng)噴嘴(19)產(chǎn)生壓力降，形成的壓力推動(dòng)中心桿(5)下行，中心桿(5)下行時(shí)推動(dòng)切削塊(20)沿著擋塊(9)的導(dǎo)軌向外伸張，切削元件(8)、保徑元件(7)與井壁接觸，對(duì)井壁進(jìn)行切削，這時(shí)整套工具隨著鉆具緩慢下行，當(dāng)切削塊(20)向外張開到最大位置時(shí)，此時(shí)的泵壓與起始鉆壓相比有明顯下降，這時(shí)加壓進(jìn)行擴(kuò)孔作業(yè)，切削元件(8)對(duì)井壁進(jìn)行切削，當(dāng)需要倒劃眼時(shí)，就將鉆具向上提起，倒劃眼元件(6)將對(duì)井壁上的阻礙物進(jìn)行切削；扶正短節(jié)(16)在作業(yè)中對(duì)工具起扶正作用。擴(kuò)孔作業(yè)完畢，停泵后，泥漿形成的壓力降消失，中心桿(5)在彈簧(12)的反力作用下向上走，切削塊(20)在中心桿(5)的拉力作用下，沿著回收塊(21)的導(dǎo)軌收回工具腔內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種倒劃眼保徑擴(kuò)孔器，它包括上接頭(1)、支架(2)、調(diào)壓桿(18)、噴嘴(19)、密封圈(3)、密封圈(4)、主體(11)、中心桿(5)、切削塊(20)、扶正套(13)、扶正短節(jié)(16)，上接頭(1)通過其內(nèi)螺紋與主體(11)外螺紋相連接；支架(2)安裝在上接頭(1)和主體(11)的腔內(nèi)，并通過密封圈(3)與上接頭(1)、主體(11)密封好；中心桿(5)安裝在主體(11)內(nèi)，并通過密封圈(4)與主體(11)密封好；噴嘴(19)鑲焊在中心桿(5)的孔中；調(diào)壓桿(18)通過螺絲(17)固定在支架(2)上；其特征是在主體(11)上開有孔，該孔上端為一斜平面，擋塊(9)安裝在主體(11)孔的下端，擋塊(9)頂端為一斜平面，擋塊(9)內(nèi)側(cè)為一垂直平面，擋塊(9)沿內(nèi)側(cè)垂直平面和頂端斜平面加工有凹槽形成導(dǎo)軌，該導(dǎo)軌的底面為一斜平面；在中心桿(5)上加工有大凹槽，該大凹槽上端面為一斜平面，大凹槽底部在垂直方向上為一平面，在靠近大凹槽的上方加工有小凹槽，大小兩凹槽上下相連，大凹槽下端安裝有回收塊(21)，回收塊(21)頂端為一斜平面，回收塊(21)內(nèi)側(cè)為一垂直平面，回收塊(21)沿內(nèi)側(cè)垂直平面和頂端斜平面加工有凹槽形成導(dǎo)軌，該導(dǎo)軌的底面為一斜平面；回收塊(21)固定在中心桿(5)的大凹槽的下端；切削塊(20)為一圓弧狀楔形塊，切削塊(20)放入中心桿(5)的大凹槽中，切削塊(20)頂部有兩個(gè)斜面，內(nèi)斜面斜度與中心桿大凹槽上端面斜度相同并與之相配合，外斜面斜度與主體(11)孔的上端斜平面的斜度相同并與之相配合，切削塊(20)的內(nèi)側(cè)垂直平面與中心桿(5)的大凹槽在垂直方向的平面相配合，切削塊(20)下端加工有一斜角，該斜角為一平板狀，該斜角根部兩側(cè)各有一平面，切削塊(20)通過該斜角根部的兩平面坐在回收塊(21)上，而該斜角插入回收塊(21)導(dǎo)軌中；在切削狀態(tài)下該斜角插入擋塊(9)的導(dǎo)軌中并與擋塊(9)相配合；彈簧(12)套裝在主體(11)和中心桿(5)形成的環(huán)形空間中，彈簧(12)上端頂在中心桿(5)外壁的臺(tái)肩上，彈簧(12)下端坐在主體(11)的內(nèi)壁臺(tái)肩上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種倒劃眼保徑擴(kuò)孔器，其特征是在主體(11)孔的下端有一凹槽，銷釘(10)通過該凹槽上的絲孔將擋塊(9)安裝在主體(11)的孔中，回收塊(21)通過銷釘(22)固定在中心桿(5)的大凹槽的下端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種倒劃眼保徑擴(kuò)孔器，其特征是在切削塊(20)的頂部外斜面上鑲焊有倒劃眼元件(6)、在切削塊(20)的外側(cè)圓弧面上鑲焊有保徑元件(7)、在切削塊(20)的右下腳鑲焊有切削元件(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種倒劃眼保徑擴(kuò)孔器，其特征是合金柱(14)鑲焊在扶正套(13)的齒孔中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種倒劃眼保徑擴(kuò)孔器，其特征是擋塊(9)外側(cè)為一圓弧面，切削塊(20)外側(cè)工作面為一圓弧面，回收塊(21)外側(cè)為一圓弧面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種倒劃眼保徑擴(kuò)孔器，其特征是主體(11)孔的下端的凹槽為臺(tái)肩式凹槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種倒劃眼保徑擴(kuò)孔器，其特征是在中心桿(5)上安裝有三組切削塊(20)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種倒劃眼保徑擴(kuò)孔器，它包括上接頭、支架、調(diào)壓桿、噴嘴、密封圈、主體、中心桿、彈簧、切削塊等，在主體上開有孔，擋塊安裝在主體上孔的下端，在中心桿上加工有大、小凹槽，導(dǎo)向塊固定在中心桿的大凹槽的下端；切削塊放入中心桿的大凹槽中，切削塊下端加工有一斜角，該斜角插入導(dǎo)向塊導(dǎo)軌中，在切削狀態(tài)下該斜角插入擋塊的導(dǎo)軌中；在切削塊上鑲焊有倒劃眼元件、保徑元件和切削元件；本發(fā)明用于鉆后擴(kuò)大井眼，不僅具有良好的保徑效果、高切削效率，同時(shí)還具備倒劃眼功能，有利于增加套管環(huán)空間隙，擴(kuò)大油層段井眼直徑，提高油層段固井質(zhì)量，對(duì)降低鉆井成本具有重要的意義。
文檔編號(hào)E21B10/26GK101021146SQ20061001240
公開日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2006年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月14日
發(fā)明者王鑫, 徐建飛, 郝榮明, 王延文, 吳鵬, 夏兵, 鄭風(fēng)海, 張振民 申請(qǐng)人:中國石化集團(tuán)勝利石油管理局黃河鉆井總公司