一種用于擴(kuò)大井眼直徑的工具的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型為一種用于擴(kuò)大井眼直徑的工具，應(yīng)用于石油、地質(zhì)鉆井工程領(lǐng)域。該工具包括：管狀本體，管狀本體具有軸向通孔，其壁面具有開口；管狀本體的軸向通孔內(nèi)具有心軸活塞，心軸活塞具有軸向通孔；至少一個(gè)刀片與心軸活塞連接，刀片位于所述管狀本體的開口，刀片上安裝有至少一個(gè)切削元件；控制裝置，控制裝置包括管狀凸輪和凸輪銷，管狀凸輪可旋轉(zhuǎn)的安裝于所述管狀本體的軸向通孔內(nèi)，其外表面布有凸輪槽，凸輪銷的一端位于凸輪槽內(nèi)，另一端與管狀本體相連。本實(shí)用新型利用凸輪裝置可以多次控制擴(kuò)眼器的開合，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同井段的擴(kuò)眼操作，操作簡單，可靠性高。
【專利說明】一種用于擴(kuò)大井眼直徑的工具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及石油和地質(zhì)鉆井工程領(lǐng)域中的鉆井設(shè)備，尤其涉及一種用于擴(kuò)大井眼直徑的擴(kuò)眼器。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油和地質(zhì)鉆井中，擴(kuò)眼技術(shù)通常用于解決地層蠕變和巖層不穩(wěn)定引起的縮經(jīng)，以及深井、超深井中小井眼環(huán)空間隙過小造成后期作業(yè)困難等問題。隨鉆擴(kuò)眼是在鉆井過程中同時(shí)利用隨鉆擴(kuò)眼工具將原井眼直徑進(jìn)一步擴(kuò)大的技術(shù)。該技術(shù)能夠減少起下鉆的次數(shù)，提高工作效率，并能夠避免鉆后擴(kuò)眼可能帶來的一系列的施工問題。隨鉆擴(kuò)眼技術(shù)通常用于擴(kuò)大裸眼段尺寸，使其大于上部套管串的內(nèi)徑，降低下套管成本。隨著深井、復(fù)雜井的增多，尤其是完井工藝的改進(jìn)，隨鉆擴(kuò)眼技術(shù)的應(yīng)用越來越普遍，同時(shí)對(duì)井下擴(kuò)眼工具的功能及使用提出了更高的要求。在塑性地層或易發(fā)生井漏的地層，需要提前下入非常規(guī)套管封堵該層段，也只有使用擴(kuò)眼器才能完成；在鹽膏層、易縮徑地層，可有效擴(kuò)大井眼直徑，防止事故的發(fā)生；在裸眼礫石充填防砂作業(yè)過程中，為了提高防砂質(zhì)量和過油面積，擴(kuò)大裸眼段內(nèi)徑也是非常必要的。
[0003]隨鉆擴(kuò)眼工具按其擴(kuò)眼原理大致可以分為擴(kuò)張式和固定翼式等。固定翼式擴(kuò)眼器主要是指雙心鉆頭，由領(lǐng)眼鉆頭和擴(kuò)眼刀翼等組成，領(lǐng)眼鉆頭與常規(guī)鉆頭相似，鉆出直徑較小的領(lǐng)眼，然后通過擴(kuò)眼刀翼將領(lǐng)眼擴(kuò)大到設(shè)計(jì)要求的直徑的井眼。由于雙心鉆頭的偏心設(shè)計(jì)，導(dǎo)致該類工具受力不平衡，鉆井過程中容易造成井下振動(dòng)和嚴(yán)重的井斜。
[0004]擴(kuò)張式擴(kuò)眼器分為臂式和塊式兩種，臂式擴(kuò)眼器的擴(kuò)眼體一般通過銷軸固定在本體上，并可以繞銷軸旋轉(zhuǎn)一定的角度，從而張開擴(kuò)眼體，臂式擴(kuò)眼器受泥漿性能的影響較大。中國專利N0.012511889提供了一種臂式擴(kuò)眼器。塊式擴(kuò)眼器的擴(kuò)眼體呈楔狀，在機(jī)械或者液壓力的作用下突出或者縮入本體，該類擴(kuò)眼器對(duì)刀翼的加工精度要求較高。中國專利N0.2008201245650披露了以液壓為推動(dòng)力的塊式擴(kuò)眼器的例子。
[0005]另外，對(duì)于大部分?jǐn)U眼器來說，完成一段井眼的擴(kuò)眼作業(yè)后，需要起鉆更換常規(guī)鉆具才能繼續(xù)鉆進(jìn)，如果還需要擴(kuò)眼，則需要再次起鉆加裝擴(kuò)眼器才能進(jìn)行擴(kuò)眼，另外現(xiàn)有的擴(kuò)眼器存在可靠性差，擴(kuò)完眼后刀片不容易收回等缺陷。
[0006]綜上所述，現(xiàn)有的擴(kuò)眼器結(jié)構(gòu)仍然不夠完善，難以滿足鉆井工程的全部要求，仍然需要做進(jìn)一步的改進(jìn)設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于上述已有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足之處，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于擴(kuò)大井眼直徑的擴(kuò)眼器，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題。
[0008]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種用于擴(kuò)大井眼直徑的工具，該井下工具包括:管狀本體，所述管狀本體具有軸向通孔，其壁面具有開口 ；心軸活塞，所述心軸活塞位于所述管狀本體的軸向通孔內(nèi)，并具有軸向通孔；刀片，至少一個(gè)所述刀片與所述心軸活塞連接，所述刀片位于所述管狀本體的開口，所述刀片上安裝有至少一個(gè)切削元件；控制裝置，所述控制裝置包括管狀凸輪和凸輪銷，所述管狀凸輪可旋轉(zhuǎn)的安裝于所述管狀本體的軸向通孔內(nèi)，其外表面布有凸輪槽，所述凸輪銷的一端位于所述凸輪槽內(nèi)，另一端與所述管狀本體相連。
[0009]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述工具還包括偏壓元件，所述偏壓元件安裝于所述管狀本體的軸向通孔中，并對(duì)所述管狀凸輪施加偏置力。
[0010]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述凸輪槽為繞著所述管狀凸輪的外表面的、沿管狀凸輪軸向上下彎折的連續(xù)的槽，所述凸輪槽具有上止點(diǎn)、鎖定點(diǎn)和下止點(diǎn)。
[0011]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述凸輪槽的深度是漸變的。
[0012]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述控制裝置還包括蓄能裝置，所述蓄能裝置與所述管狀凸輪相連接。
[0013]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述蓄能裝置為噴嘴或可擴(kuò)張球座。
[0014]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述控制裝置還包括球座套筒，所述球座套筒位于所述管狀本體的軸向通孔內(nèi)，所述球座套筒具有軸向通孔，所述球座套筒的軸向通孔具有擴(kuò)大的內(nèi)徑，所述可擴(kuò)張球座位于所述球座套筒的軸向通孔內(nèi)。
[0015]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述工具還包括收球裝置，所述收球裝置為具有孔的球袋。
[0016]作為優(yōu)選的技術(shù)方案,所述工具還包括活塞套筒,所述活塞套筒固定于所述管狀本體的內(nèi)壁上，所述活塞套筒具有軸向通孔，所述心軸活塞的一端位于所述活塞套筒的軸向通孔中并與之滑動(dòng)配合。
[0017]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述控制裝置還包括至少一個(gè)軸承，所述軸承安裝于所述管狀凸輪的上、下端部。
[0018]本實(shí)用新型利用凸輪結(jié)構(gòu)以及投球控制裝置或者噴嘴裝置，可以多次控制刀片的狀態(tài)和位置，從而多次實(shí)現(xiàn)擴(kuò)眼器的打開和閉合，可以根據(jù)需要對(duì)不同井段進(jìn)行擴(kuò)眼操作，可以實(shí)現(xiàn)同一趟鉆，對(duì)不同井段進(jìn)行擴(kuò)眼操作，以機(jī)械液壓的形式控制刀片的展開和縮回，
可靠性高，操作簡單。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]以下附圖僅對(duì)本實(shí)用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實(shí)用新型的范圍，其中。
[0020]圖1為本實(shí)用新型的擴(kuò)眼器的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為圖1所示擴(kuò)眼器的控制短接的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3為圖1所示擴(kuò)眼器的執(zhí)行短接的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4為圖1所示擴(kuò)眼器的儲(chǔ)球短接的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖5為圖1所示擴(kuò)眼器的管狀凸輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖6為圖4所示管狀凸輪的表面展開圖。
[0026]圖7為沿圖6中的剖切線C-C截取的剖面圖。
[0027]圖8為圖1所示擴(kuò)眼器的凸輪銷裝置的剖面圖。
[0028]圖9為沿圖3中的剖切線A-A截取的剖面圖。
[0029]圖10為沿圖3中的剖切線B-B截取的剖面圖。[0030]圖11為本實(shí)用新型擴(kuò)眼器的第二實(shí)施例中管狀凸輪表面的展開圖。
[0031]圖12為圖1所示擴(kuò)眼器處于始動(dòng)狀態(tài)的示意圖。
[0032]圖13為圖1所示擴(kuò)眼器處于工作狀態(tài)的示意圖。
[0033]圖14為本實(shí)用新型擴(kuò)眼器的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖15為本實(shí)用新型擴(kuò)眼器的第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖16為圖15所示擴(kuò)眼器的管狀凸輪的表面展開圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]上述附圖以及下文中的具體結(jié)構(gòu)和功能的文字描述不用于限制 申請人:發(fā)明的范圍或者附加的權(quán)力要求的范圍。相反，提供附圖和文字描述來指導(dǎo)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員去制造和使用本專利保護(hù)的發(fā)明。在此披露的發(fā)明適合于各種各樣的變形和替代形式。
[0037]擴(kuò)眼器位于鉆柱的底部鉆具組合(BHA)中，做為鉆柱的一部分，上下端分別與鉆具相連，鉆井液通過擴(kuò)眼器的內(nèi)流道，一部分通過擴(kuò)眼器的噴嘴進(jìn)入環(huán)空，一部分通過鉆頭進(jìn)入環(huán)空。
[0038]如圖1-4所示，擴(kuò)眼器主要包括控制短接100，執(zhí)行短接200和儲(chǔ)球短接300?？刂贫探?00包括上部本體1，上部本體I具有軸向通孔，上部套筒2固定于上部本體I的內(nèi)壁，并與之軸向?qū)R，上部套筒2具有軸向通孔27為鉆井液流道，上部心軸3的上端具有蓄能裝置一可擴(kuò)張球座26，并位于上部套筒2內(nèi)，上部心軸3的外壁與通孔27的擴(kuò)大部分形成球座腔30，上部心軸3具有軸向通孔為鉆井液流道，并可以在通孔27內(nèi)軸向運(yùn)動(dòng)，上部心軸3的外壁與上部套筒2的內(nèi)壁之間具有密封件28。上部心軸3具有肩部37，壓環(huán)4固定于上部心軸3的外壁，肩部37與壓環(huán)4通過上推力軸承5和下推力軸承44將管狀凸輪7固定住，因此凸輪7可以圍繞上部心軸3轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0039]如圖5、圖6所示，圖5為凸輪7的全剖視圖，凸輪7兩端具有環(huán)狀上凹槽40和下凹槽47，上推力軸承5 —端位于上凹槽40中，下推力軸承44的一端位于下凹槽47中。圖6為凸輪7的外表面展開圖，圖7為凸輪7的C-C視圖，凸輪7外表面布有凸輪槽29，凸輪槽29的深度是變化的，其深度在鎖定點(diǎn)91、上止點(diǎn)92、下止點(diǎn)93、臨靠點(diǎn)94處突變?yōu)樽畲?，沿凸輪銷6的移動(dòng)路徑，從一個(gè)點(diǎn)到另一個(gè)點(diǎn)凸輪槽29的深度不斷減小，另外凸輪槽29的軸向段的深度可保持不變，從而保證凸輪銷6的路線為沿著鎖定點(diǎn)91-上止點(diǎn)92-下止點(diǎn)93-臨靠點(diǎn)94循環(huán)，使得凸輪7的轉(zhuǎn)動(dòng)方向一定，防止出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。固定于本體I上的凸輪銷6的一端插入凸輪槽29中。如圖8所示為凸輪銷裝置的全剖視圖，凸輪銷6位于管狀本體I的徑向孔中，孔的一端安裝有絲堵50，凸輪銷6的一端51上套有彈簧52，從而使凸輪銷6可以沿管狀本體I徑向移動(dòng)一定的距離。
[0040]凸輪7、壓環(huán)4、上止推軸承5、下止推軸承44以及上部心軸3可以同時(shí)做軸向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)凸輪7可以繞上部心軸3做圓周運(yùn)動(dòng)。上部心軸3與本體I形成環(huán)狀彈簧腔8，彈簧腔8內(nèi)安裝有回位彈簧11，回位彈簧11兩端通過上彈簧止動(dòng)件10和下彈簧止動(dòng)件45分別固定于肩部37和本體I上。密封環(huán)9安裝于本體I上，密封環(huán)9的內(nèi)壁與上部心軸3的外壁間有密封件32。
[0041]上部心軸3與下部心軸活塞20連接在一起，二者聯(lián)動(dòng)，心軸活塞可以單獨(dú)指下部心軸活塞20，也可以是上部心軸3與下部心軸活塞20的連接體，如圖3所示。圖9為A-A視圖，圖10為B-B視圖。上部本體I通過雙公短接13與中部本體15連接在一起，從而將控制短接100與執(zhí)行短接200連接在一起。
[0042]執(zhí)行短接200包括具有軸向通孔的中部本體15，中部本體15上具有三個(gè)周向均勻分布的刀片腔34，刀片腔34沿著中部本體15的內(nèi)壁延伸到外壁，并形成具有一定角度的燕尾形軌道33。刀片銷14、刀片銷18與連桿19將刀片17與下部心軸活塞20相連，如圖3所示，刀片17底部具有燕尾體36，與燕尾形軌道33相配合，可以使刀片17沿著燕尾形軌道33移動(dòng)，同時(shí)在連桿19的作用下，刀片17可以實(shí)現(xiàn)向上向外擴(kuò)展運(yùn)動(dòng)，刀片17頂面布置有兩層硬質(zhì)合金齒35。其它方向的兩個(gè)刀片腔及刀片結(jié)構(gòu)與圖中所顯示的結(jié)構(gòu)一樣。
[0043]支撐套筒16固定于中部本體15的內(nèi)壁，下部心軸活塞20穿過支撐套筒16的通孔，密封件47位于支撐套筒16的內(nèi)壁和下部心軸活塞20的外壁之間，下部心軸活塞20上具有噴嘴21，中部本體15內(nèi)固定有活塞套筒23，活塞套筒23具有活塞腔41，下部心軸活塞20的一端具有活塞42，活塞42位于活塞腔41內(nèi)，活塞42外壁上安裝有密封件38。密封套筒22固定在活塞套筒23的軸向通孔中，并且一端位于下部心軸活塞20的通孔中，密封套筒22的壁面開有一個(gè)或者多個(gè)徑向通孔12，使擴(kuò)眼器內(nèi)流道與活塞腔41相通，密封件39和密封件46位于密封套筒22的外壁和下部活塞心軸20的內(nèi)壁之間，耐磨塊49安裝在本體15上。
[0044]儲(chǔ)球短接300主要包括具有軸向通孔的下部本體24和網(wǎng)狀球袋25，球袋25固定在下部本體24的肩部31上。中部本體15通過螺紋與下部本體24相連，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)球短接300與執(zhí)行短接200的連接。
[0045]操作過程如圖1、圖12、圖13所示，正常鉆進(jìn)時(shí)，與常規(guī)鉆井一樣，擴(kuò)眼器處于鎖定狀態(tài)，如圖1所示，凸輪銷6位于凸輪槽29的鎖定點(diǎn)91處，回位彈簧11處于壓縮狀態(tài)，凸輪7受到回位彈簧11產(chǎn)生的一個(gè)向上的作用力，將凸輪7以及心軸活塞鎖定。開泵后，擴(kuò)眼器內(nèi)鉆井液通過通孔12，進(jìn)入活塞腔41，心軸活塞受到擴(kuò)眼器內(nèi)與環(huán)空之間的鉆井液的壓差作用，該壓差方向向上，進(jìn)一步鎖定擴(kuò)眼器，刀片17處于刀片腔34中，可以進(jìn)行常規(guī)鉆進(jìn)。
[0046]如圖12所示，當(dāng)?shù)竭_(dá)需要進(jìn)行擴(kuò)眼的位置時(shí)，在地面向鉆柱內(nèi)投入鋼球，開泵循環(huán)，鋼球在自身重力以及鉆井液的作用下到達(dá)球座26上，阻塞流道，致使流道變窄，在流體壓力的作用下，鋼球帶動(dòng)心軸活塞以及凸輪7 —起向下移動(dòng)并壓縮回位彈簧11，刀片17沿燕尾形軌道33向下向內(nèi)移動(dòng)，凸輪7在凸輪銷6的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，使凸輪銷6從鎖定點(diǎn)91移動(dòng)到上止點(diǎn)92，此時(shí)，球座26在流體壓力的作用下移動(dòng)到球座腔30，球座腔30的直徑較通孔27大，球座26在壓力作用下擴(kuò)張，使得鋼球通過球座26并進(jìn)一步下落到球袋25中。此時(shí)刀片17在活塞心軸的帶動(dòng)下沿燕尾形軌道33向下、向內(nèi)移動(dòng)一段距離，擴(kuò)眼器處于始動(dòng)狀態(tài)，該狀態(tài)只是一個(gè)臨時(shí)狀態(tài)。
[0047]鋼球從球座26脫落后，心軸活塞在回位彈簧11以及活塞腔41內(nèi)流體壓力的作用下向上移動(dòng)，并帶動(dòng)刀片17沿著燕尾形軌道33向上、向外擴(kuò)展。轉(zhuǎn)動(dòng)鉆柱，刀片17上的硬質(zhì)合金齒35切削井壁，將井眼直徑慢慢擴(kuò)大，隨著心軸活塞不斷的向上移動(dòng)，刀片17沿燕尾形軌道33逐漸突出刀片腔34，井眼直徑不斷變大，隨著凸輪銷6向下止點(diǎn)93移動(dòng)，噴嘴21從密封套筒22頂端露出，擴(kuò)眼器內(nèi)鉆井液通過噴嘴21噴入環(huán)空，起到清洗和冷卻刀片17的作用，如圖13所示，心軸活塞不再向上移動(dòng)，刀片17達(dá)到最大擴(kuò)展位置，此時(shí)擴(kuò)眼器處于工作狀態(tài)。擴(kuò)眼鉆進(jìn)時(shí)，鉆完一個(gè)單根后，接完單根，在鉆頭到達(dá)井底前開泵，使刀片17完全擴(kuò)展開后再進(jìn)行擴(kuò)眼鉆進(jìn)。
[0048]當(dāng)鉆完所需要擴(kuò)眼的井段后，從地面投入鋼球，鋼球到達(dá)球座26后，壓動(dòng)球座26帶動(dòng)心軸活塞向下移動(dòng)，刀片17隨著心軸活塞的下移，逐漸縮回到刀片腔34中，凸輪銷6的位置從下止點(diǎn)93移動(dòng)到臨靠點(diǎn)94，此時(shí)擴(kuò)眼器刀片17、球座26的位置與圖12相同，球座26到達(dá)球座腔30并擴(kuò)大，鋼球通過球座26后落入球袋25中，心軸活塞在回位彈簧11以及活塞腔41內(nèi)鉆井液壓力的作用下向上移動(dòng)，凸輪7轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪銷6的位置由臨靠點(diǎn)94移動(dòng)到另一個(gè)鎖定點(diǎn)，從而完成擴(kuò)眼器的鎖定，可以進(jìn)行常規(guī)鉆進(jìn)，當(dāng)再需要擴(kuò)眼時(shí)，只需要重復(fù)以上的過程。
[0049]在一個(gè)優(yōu)選的是實(shí)例中，上部本體1、上部套筒2、上部心軸3以及密封環(huán)9組成密閉的腔體，密封件28和密封件32能夠阻止鉆井液進(jìn)入腔體，在腔體內(nèi)注入潤滑油，使得凸輪7以及彈簧11等組件浸泡在潤滑油中。
[0050]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，密封套筒22上的通孔12的位置保證擴(kuò)眼器在鎖定狀態(tài)下，通孔12不與活塞腔41相通。此時(shí)，擴(kuò)眼器在鎖定狀態(tài)、以及由鎖定狀態(tài)向始動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變的過程中，心軸活塞不會(huì)受到擴(kuò)眼器內(nèi)鉆井液與環(huán)空中鉆井液壓差的作用力，從而減小凸輪銷6的受力。
[0051]在一個(gè)優(yōu)選的是實(shí)例中，噴嘴21為具有為耐腐蝕、耐沖蝕材料，如硬質(zhì)合金，并可以利用計(jì)算流體力學(xué)對(duì)噴嘴的方向及位置進(jìn)行優(yōu)化。
[0052]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，燕尾形軌道33的角度可以在鉆柱向下移動(dòng)時(shí)，使刀片17受到一個(gè)向上的作用力，從而保證擴(kuò)眼后井眼直徑的穩(wěn)定性，并使刀片17容易移動(dòng)到最突出的位置，其角度的大小可以根據(jù)受力分析進(jìn)行優(yōu)化。
[0053]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，燕尾形軌道可以用其它類型的、銳角的軌道代替，只要保證刀片17能夠沿著軌道向上、徑向向外伸展。
[0054]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，儲(chǔ)球短接300可以與執(zhí)行短接200合并在一起。儲(chǔ)球袋25以及上面的孔眼可以是任何形狀的，只要保證鉆井液的順暢通過，以及鋼球的儲(chǔ)存。
[0055]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，凸輪槽為圖11所示的形狀。
[0056]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，蓄能裝置為噴嘴裝置，如圖14所示，上部心軸303具有噴嘴座331，上面安裝有噴嘴326，噴嘴326為耐磨材料，如硬質(zhì)合金等，上部套筒302為具有通徑的管狀結(jié)構(gòu)，通過密封圈330將上部套筒302的外壁與上部心軸303的內(nèi)壁密封，通過增大泥漿的排量增加作用在噴嘴上的作用力，以推動(dòng)活塞心軸的移動(dòng)。
[0057]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，如圖15所示，上部套筒202的內(nèi)壁與上部心軸204的外壁之間具有密封圈203，上部套筒202固定在上部管狀本體201的軸向通孔內(nèi)，上部心軸204軸向向上運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)壓縮彈簧208，活塞套筒245通過剪切銷釘240與心軸活塞219連接在一起?；钊淄?45具有肩部221，通過止推軸承220、止推軸承224以及壓環(huán)226將管狀凸輪236與活塞套筒245固定在一起。彈簧腔228內(nèi)有彈簧227，上部彈簧套筒225和下部彈簧套筒229對(duì)彈簧227起到徑向約束作用，球座套筒233固定于下部管狀本體235的軸向通孔，其內(nèi)徑具有擴(kuò)大部分，活塞套筒245具有可擴(kuò)張球座232，活塞套筒245的外壁與球座套筒233的內(nèi)壁間具有密封件230。
[0058]操作井下工具前，活塞套筒245通過剪切銷釘240與心軸活塞219連接在一起，從而可以進(jìn)行正常的鉆進(jìn)，此時(shí)凸輪銷223的位置位于293處，如圖16所示的凸輪表面展開圖。當(dāng)投球到球座232后，在鉆井液壓力的作用下，活塞套筒245剪斷銷釘240并軸向向下移動(dòng)，帶動(dòng)管狀凸輪236向下移動(dòng)，壓縮彈簧227，管狀凸輪236在凸輪銷223的作用下旋轉(zhuǎn)，隨著活塞套筒245的移動(dòng)，孔247達(dá)到活塞腔237處，鉆井液通過孔247進(jìn)入活塞腔237，心軸活塞219在壓差的作用下軸向向上移動(dòng)，并壓縮彈簧208，使刀片218達(dá)到擴(kuò)展位置。當(dāng)球座232達(dá)到球座套筒233的內(nèi)徑擴(kuò)張部分234時(shí)，可擴(kuò)展球座232展開，球落出進(jìn)入球袋25，此時(shí)凸輪銷223位于291處。球落出后，活塞套筒245在彈簧227的作用下，軸向向上移動(dòng)，管狀凸輪236旋轉(zhuǎn)，凸輪銷223達(dá)到294處，可以進(jìn)行正常鉆進(jìn)。當(dāng)不需要擴(kuò)眼操作時(shí)，投球達(dá)到球座232，活塞套筒245軸向向下移動(dòng)，球座232達(dá)到擴(kuò)張部分234時(shí)，凸輪銷223達(dá)到位置292處，球落出進(jìn)入球袋25，此時(shí)活塞套筒245在彈簧227的作用下向上移動(dòng)，凸輪銷223移動(dòng)到293處，孔216向上移動(dòng)，此時(shí)停泵，心軸活塞219在彈簧208的作用下向下移動(dòng)，刀片達(dá)到縮回位置，如果刀片不能縮回，可以通過上提鉆具，將刀片縮回。
[0059]在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，刀片腔的結(jié)構(gòu)、刀片的結(jié)構(gòu)以及刀片與心軸活塞的連接方式可以是已知的或者本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的或類似的結(jié)構(gòu)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于擴(kuò)大井眼直徑的工具，包括: 管狀本體，所述管狀本體具有軸向通孔，其壁面具有開口 ； 心軸活塞，所述心軸活塞位于所述管狀本體的軸向通孔內(nèi)，并具有軸向通孔； 刀片，至少一個(gè)所述刀片與所述心軸活塞連接，所述刀片位于所述管狀本體的開口，所述刀片上安裝有至少一個(gè)切削元件； 其特征在于:還包括控制裝置，所述控制裝置包括管狀凸輪和凸輪銷，所述管狀凸輪可旋轉(zhuǎn)的安裝于所述管狀本體的軸向通孔內(nèi)，其外表面布有凸輪槽，所述凸輪銷的一端位于所述凸輪槽內(nèi)，另一端與所述管狀本體相連。
2.如權(quán)利要求1所述工具，其特征在于:還包括偏壓元件，所述偏壓元件安裝于所述管狀本體的軸向通孔中，并對(duì)所述管狀凸輪施加偏置力。
3.如權(quán)利要求1所述的工具，其特征在于:所述凸輪槽為繞著所述管狀凸輪的外表面的、沿管狀凸輪軸向上下彎折的連續(xù)的槽，所述凸輪槽具有上止點(diǎn)、鎖定點(diǎn)和下止點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求1所述的工具，其特征在于:所述凸輪槽的深度是變化的。
5.如權(quán)利要求1所述的工具，其特征在于:所述控制裝置還包括蓄能裝置，所述蓄能裝置與所述管狀凸輪相連接。
6.如權(quán)利要求5所述的工具，其特征在于:所述蓄能裝置為噴嘴或可擴(kuò)張球座。
7.如權(quán)利要求6所述的工具，其特征在于:所述控制裝置還包括球座套筒，所述球座套筒位于所述管狀本體的軸向通孔內(nèi)，所述球座套筒具有軸向通孔，所述球座套筒的軸向通孔具有擴(kuò)大的內(nèi)徑，所述可擴(kuò)張球座位于所述球座套筒的軸向通孔內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7所述的工具，其特征在于:還包括收球裝置，所述收球裝置為具有孔的球袋。
9.如權(quán)利要求1所述的工具，其特征在于:還包括活塞套筒，所述活塞套筒固定于所述管狀本體的內(nèi)壁上，所述活塞套筒具有軸向通孔，所述心軸活塞的一端位于所述活塞套筒的軸向通孔中并與之滑動(dòng)配合。
10.如權(quán)利要求1-9中任一所述的工具，其特征在于:所述控制裝置還包括至少一個(gè)軸承，所述軸承安裝于所述管狀凸輪的上、下端部。
【文檔編號(hào)】E21B10/32GK203808841SQ201420130411
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年3月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月22日
【發(fā)明者】王傳偉 申請人:王傳偉