一種液控式隨鉆擴(kuò)眼工具的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種石油天然氣行業(yè)中擴(kuò)大井眼直徑用的液控式隨鉆擴(kuò)眼工具。它解決鉆井過(guò)程中井眼縮徑的問(wèn)題。其技術(shù)方案是：上筒體上端和上接頭下端絲扣連接，上筒體下端和下筒體上端絲扣連接；連桿一端和擴(kuò)眼刀翼下端鉸接，連桿另一端和刀翼座外部的鉸支座鉸接；刀翼座外部的三個(gè)鉸支座分別安裝在上筒體中部的三個(gè)凹槽內(nèi)，擴(kuò)眼刀翼安裝在上筒體中部凹槽的坡面上，活塞筒安裝在下筒體內(nèi)腔上部；中心管安裝在上筒體和下筒體的內(nèi)腔；兩個(gè)滑銷(xiāo)一端和下筒體下部?jī)蓚€(gè)螺紋孔固定，另一端插入中心管下端的滑槽軌道內(nèi)。本發(fā)明利用鉆井液進(jìn)行控制，操作簡(jiǎn)單，控制有效，能有效進(jìn)行井眼擴(kuò)徑，提高油氣井質(zhì)量，大幅降低鉆井成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種液控式隨鉆擴(kuò)眼工具
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種石油天然氣行業(yè)中擴(kuò)大井眼直徑用的液控式隨鉆擴(kuò)眼工具。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油天然氣行業(yè)油氣井開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷進(jìn)步，鉆井深度越來(lái)越深，油氣構(gòu)造也越來(lái)越復(fù)雜，各類(lèi)井況事故也越來(lái)越多樣復(fù)雜。在鉆井工程領(lǐng)域，由于井眼縮小造成起下鉆作業(yè)遇阻、遇卡等情況時(shí)有發(fā)生，如果處理不當(dāng)很可能發(fā)生鉆具掩埋和大段井眼報(bào)廢等事故，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。井眼在鉆井液的循環(huán)和侵泡作用下，因?yàn)樗址稚⒑臀蛎浂斐删畯娇s小，同時(shí)巖肩分散混在鉆井液中難以清除，部分小顆粒的巖肩逐漸粘附在井壁上形成較厚濾餅，使已經(jīng)鉆成的井眼小于原井眼。頁(yè)巖、泥巖、膏鹽巖是主要的縮徑巖層段。
[0003]在鉆進(jìn)的同時(shí)對(duì)已鉆成井段進(jìn)行擴(kuò)眼作業(yè)的技術(shù)稱(chēng)之為隨鉆擴(kuò)眼技術(shù)。隨鉆擴(kuò)眼技術(shù)是處理井下井眼縮徑和進(jìn)行井壁修復(fù)的一種有效途徑，隨鉆擴(kuò)眼技術(shù)在縮徑巖層段的應(yīng)用可以解決多種井下復(fù)雜情況，提高油氣井質(zhì)量，大幅降低鉆井成本。目前使用的隨鉆擴(kuò)眼工具大多是國(guó)外產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)尚處于仿造階段，少有具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，并且目前使用的隨鉆擴(kuò)眼工具在控制上尚不完善，缺乏簡(jiǎn)單有效的控制手段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是:為了解決鉆井過(guò)程中井眼縮徑的問(wèn)題，特提供一種液控式隨鉆擴(kuò)眼工具。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種液控式隨鉆擴(kuò)眼工具，是由上接頭、上筒體、上彈簧、擴(kuò)眼刀翼、連桿、刀翼座、下彈簧、活塞筒、下筒體、中心管和滑銷(xiāo)構(gòu)成;其結(jié)構(gòu)特征在于:上接頭上端和上部鉆柱絲扣連接，下筒體下端和下部鉆柱絲扣連接；上筒體中部周向均勻設(shè)置三個(gè)凹槽，凹槽下部連通上筒體內(nèi)外空間，凹槽上部設(shè)置為坡面，坡面兩側(cè)設(shè)置有凹槽，上筒體內(nèi)腔中部設(shè)置一圈凸起臺(tái)階，上筒體外圓周向均勻設(shè)置三條圓弧凹槽;下筒體內(nèi)腔中部設(shè)置為臺(tái)階，下筒體下部周向均勻設(shè)置兩個(gè)螺紋孔，下筒體上部周向均勻設(shè)置三個(gè)通孔;上筒體上端和上接頭下端絲扣連接，上筒體下端和下筒體上端絲扣連接;擴(kuò)眼刀翼外側(cè)設(shè)置為圓弧面，擴(kuò)眼刀翼外側(cè)圓弧面上設(shè)置有切削齒，擴(kuò)眼刀翼內(nèi)側(cè)上部設(shè)置為坡面，擴(kuò)眼刀翼上部?jī)蓚?cè)設(shè)置有凸起外緣，擴(kuò)眼刀翼下端設(shè)置為鉸支座；刀翼座內(nèi)腔設(shè)置為母螺紋，刀翼座外部周向均勻設(shè)置三個(gè)鉸支座;連桿一端設(shè)置一圓形通孔，另一端設(shè)置一腰形通孔;連桿一端和擴(kuò)眼刀翼下端鉸接，連桿另一端和刀翼座外部的鉸支座鉸接;活塞筒上端設(shè)置有公螺紋，活塞筒下端外圓設(shè)置一臺(tái)階，活塞筒上端和刀翼座絲扣連接;刀翼座外部的三個(gè)鉸支座分別安裝在上筒體中部的三個(gè)凹槽內(nèi)，擴(kuò)眼刀翼安裝在上筒體中部凹槽的坡面上，擴(kuò)眼刀翼上部?jī)蓚?cè)的凸起外緣安裝在上筒體中部凹槽坡面兩側(cè)的凹槽內(nèi)，活塞筒安裝在下筒體內(nèi)腔上部;下彈簧安裝在活塞筒下端臺(tái)階上，下彈簧處于壓縮狀態(tài);上彈簧安裝在上筒體內(nèi)腔中部凸起臺(tái)階上，上彈簧處于壓縮狀態(tài)；中心管上端外圓設(shè)置一圈凸起臺(tái)階，中心管內(nèi)腔下部設(shè)置一臺(tái)階，臺(tái)階上方周向均勻設(shè)置三個(gè)上通孔，臺(tái)階下方周向均勻設(shè)置三個(gè)下通孔，中心管外圓下端設(shè)置一圈滑槽軌道，滑槽軌道上部設(shè)置有相互間隔的長(zhǎng)軌道和短軌道，長(zhǎng)軌道和短軌道之間設(shè)置有斜向軌道連通；中心管安裝在上筒體和下筒體的內(nèi)腔;兩個(gè)滑銷(xiāo)一端和下筒體下部?jī)蓚€(gè)螺紋孔固定，另一端插入中心管下端的滑槽軌道內(nèi)；滑銷(xiāo)在中心管的滑槽軌道內(nèi)軸向移動(dòng)時(shí)，可以使中心管單向旋轉(zhuǎn)。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:(I)本發(fā)明可以有效對(duì)井眼進(jìn)行擴(kuò)徑，解決井眼縮徑的問(wèn)題；(2)本發(fā)明利用鉆井液進(jìn)行控制，操作簡(jiǎn)單，控制有效；(3)本發(fā)明在擴(kuò)眼過(guò)程中，擴(kuò)眼刀翼具有徑向張開(kāi)的趨勢(shì)，不存在擴(kuò)眼過(guò)程中刀翼回縮的問(wèn)題；(4)本發(fā)明采用塊式擴(kuò)眼刀翼，強(qiáng)度高，壽命長(zhǎng)。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是本發(fā)明一種液控式隨鉆擴(kuò)眼工具擴(kuò)眼刀翼?yè)伍_(kāi)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖2是本發(fā)明一種液控式隨鉆擴(kuò)眼工具擴(kuò)眼刀翼收回狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖3是本發(fā)明上筒體和擴(kuò)眼刀翼裝配的三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖4是本發(fā)明擴(kuò)眼刀翼和刀翼座裝配的三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011 ]圖5是本發(fā)明中心管滑槽軌道的周向展開(kāi)圖；
[0012]圖中:1.上接頭、2.上筒體、3.上彈簧、4.擴(kuò)眼刀翼、5.連桿、6.刀翼座、7.下彈簧、8.活塞筒、9.下筒體、10.中心管、11.滑銷(xiāo)、1a.上通孔、1b.下通孔、1c.滑槽軌道。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明一種液控式隨鉆擴(kuò)眼工具，是由上接頭1、上筒體2、上彈簧3、擴(kuò)眼刀翼4、連桿5、刀翼座6、下彈簧7、活塞筒8、下筒體9、中心管10和滑銷(xiāo)11構(gòu)成;其結(jié)構(gòu)特征在于:上接頭I上端和上部鉆柱絲扣連接，下筒體9下端和下部鉆柱絲扣連接;上筒體2中部周向均勻設(shè)置三個(gè)凹槽，凹槽下部連通上筒體2內(nèi)外空間，凹槽上部設(shè)置為坡面，坡面兩側(cè)設(shè)置有凹槽，上筒體2內(nèi)腔中部設(shè)置一圈凸起臺(tái)階，上筒體2外圓周向均勻設(shè)置三條圓弧凹槽;下筒體9內(nèi)腔中部設(shè)置為臺(tái)階，下筒體9下部周向均勻設(shè)置兩個(gè)螺紋孔，下筒體9上部周向均勻設(shè)置三個(gè)通孔;上筒體2上端和上接頭I下端絲扣連接，上筒體2下端和下筒體9上端絲扣連接;擴(kuò)眼刀翼4外側(cè)設(shè)置為圓弧面，擴(kuò)眼刀翼4外側(cè)圓弧面上設(shè)置有切削齒，擴(kuò)眼刀翼4內(nèi)側(cè)上部設(shè)置為坡面，擴(kuò)眼刀翼4上部?jī)蓚?cè)設(shè)置有凸起外緣，擴(kuò)眼刀翼4下端設(shè)置為鉸支座；刀翼座6內(nèi)腔設(shè)置為母螺紋，刀翼座6外部周向均勻設(shè)置三個(gè)鉸支座;連桿5一端設(shè)置一圓形通孔，另一端設(shè)置一腰形通孔;連桿5—端和擴(kuò)眼刀翼4下端鉸接，連桿5另一端和刀翼座6外部的鉸支座鉸接;活塞筒8上端設(shè)置有公螺紋，活塞筒8下端外圓設(shè)置一臺(tái)階，活塞筒8上端和刀翼座6絲扣連接;刀翼座6外部的三個(gè)鉸支座分別安裝在上筒體2中部的三個(gè)凹槽內(nèi)，擴(kuò)眼刀翼4安裝在上筒體2中部凹槽的坡面上，擴(kuò)眼刀翼4上部?jī)蓚?cè)的凸起外緣安裝在上筒體2中部凹槽坡面兩側(cè)的凹槽內(nèi)，活塞筒8安裝在下筒體9內(nèi)腔上部；下彈簧7安裝在活塞筒8下端臺(tái)階上，下彈簧7處于壓縮狀態(tài);上彈簧3安裝在上筒體2內(nèi)腔中部凸起臺(tái)階上，上彈簧3處于壓縮狀態(tài)；中心管10上端外圓設(shè)置一圈凸起臺(tái)階，中心管10內(nèi)腔下部設(shè)置一臺(tái)階，臺(tái)階上方周向均勻設(shè)置三個(gè)上通孔10a，臺(tái)階下方周向均勻設(shè)置三個(gè)下通孔10b，中心管10外圓下端設(shè)置一圈滑槽軌道1c;中心管10安裝在上筒體2和下筒體9的內(nèi)腔；兩個(gè)滑銷(xiāo)11 一端和下筒體9下部?jī)蓚€(gè)螺紋孔固定，另一端插入中心管10下端的滑槽軌道1c內(nèi)。
[0014]如圖5所示，中心管10外圓下端的滑槽軌道1c上部設(shè)置有相互間隔的長(zhǎng)軌道和短軌道，長(zhǎng)軌道和短軌道之間設(shè)置有斜向軌道連通;滑銷(xiāo)11在中心管10的滑槽軌道1c內(nèi)軸向移動(dòng)時(shí)，可以使中心管1單向旋轉(zhuǎn)。
[0015]本發(fā)明一種液控式隨鉆擴(kuò)眼工具的工作原理是:下入本發(fā)明至設(shè)置井段，初始位置如圖2所示;開(kāi)栗循環(huán)鉆井液至正常鉆井流量，中心管10在節(jié)流壓差作用下壓縮上彈簧3，軸向下移;滑銷(xiāo)11處于中心管10的滑槽軌道1c短軌道位置時(shí)，上通孔1a無(wú)法與活塞筒8內(nèi)腔連通，擴(kuò)眼刀翼4不動(dòng)作;滑銷(xiāo)11處于中心管10的滑槽軌道1c長(zhǎng)軌道位置時(shí)，上通孔1a和活塞筒8內(nèi)腔連通，鉆井液推動(dòng)活塞筒8軸向上移，擴(kuò)眼刀翼4徑向張開(kāi)，如圖1所示，此時(shí)可以進(jìn)行隨鉆擴(kuò)眼作業(yè);每停栗、開(kāi)栗一次，可以控制擴(kuò)眼刀翼4張開(kāi)或縮回。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種液控式隨鉆擴(kuò)眼工具，是由上接頭(1)、上筒體(2)、上彈簧(3)、擴(kuò)眼刀翼(4)、連桿(5)、刀翼座(6)、下彈簧(7)、活塞筒(8)、下筒體(9)、中心管(10)和滑銷(xiāo)(11)構(gòu)成;其特征在于:上接頭(I)上端和上部鉆柱絲扣連接，下筒體(9)下端和下部鉆柱絲扣連接；下筒體(9)內(nèi)腔中部設(shè)置為臺(tái)階，下筒體(9)下部周向均勻設(shè)置兩個(gè)螺紋孔，下筒體(9)上部周向均勻設(shè)置三個(gè)通孔;上筒體(2)上端和上接頭(I)下端絲扣連接，上筒體(2)下端和下筒體(9)上端絲扣連接;連桿(5)—端設(shè)置一圓形通孔，另一端設(shè)置一腰形通孔;連桿(5)—端和擴(kuò)眼刀翼(4)下端鉸接，連桿(5)另一端和刀翼座(6)外部的鉸支座鉸接;活塞筒(8)上端設(shè)置有公螺紋，活塞筒(8)下端外圓設(shè)置一臺(tái)階，活塞筒(8)上端和刀翼座(6)絲扣連接;刀翼座(6)外部的三個(gè)鉸支座分別安裝在上筒體(2)中部的三個(gè)凹槽內(nèi)，擴(kuò)眼刀翼(4)安裝在上筒體(2)中部凹槽的坡面上，擴(kuò)眼刀翼(4)上部?jī)蓚?cè)的凸起外緣安裝在上筒體(2)中部凹槽坡面兩側(cè)的凹槽內(nèi)，活塞筒(8)安裝在下筒體(9)內(nèi)腔上部;下彈簧(7)安裝在活塞筒(8)下端臺(tái)階上，下彈簧(7)處于壓縮狀態(tài);上彈簧(3)安裝在上筒體(2)內(nèi)腔中部凸起臺(tái)階上，上彈簧(3)處于壓縮狀態(tài)；中心管(10)上端外圓設(shè)置一圈凸起臺(tái)階，中心管(10)內(nèi)腔下部設(shè)置一臺(tái)階，臺(tái)階上方周向均勻設(shè)置三個(gè)上通孔(10a)，臺(tái)階下方周向均勻設(shè)置三個(gè)下通孔(1b);中心管(10)安裝在上筒體(2)和下筒體(9)的內(nèi)腔;兩個(gè)滑銷(xiāo)(11)一端和下筒體(9)下部?jī)蓚€(gè)螺紋孔固定，另一端插入中心管(10)下端的滑槽軌道(1c)內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液控式隨鉆擴(kuò)眼工具，其特征是:所述上筒體(2)中部周向均勻設(shè)置三個(gè)凹槽，凹槽下部連通上筒體(2)內(nèi)外空間，凹槽上部設(shè)置為坡面，坡面兩側(cè)設(shè)置有凹槽，上筒體(2)內(nèi)腔中部設(shè)置一圈凸起臺(tái)階，上筒體(2)外圓周向均勻設(shè)置三條圓弧凹槽。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液控式隨鉆擴(kuò)眼工具，其特征是:所述擴(kuò)眼刀翼(4)外側(cè)設(shè)置為圓弧面，擴(kuò)眼刀翼(4)外側(cè)圓弧面上設(shè)置有切削齒，擴(kuò)眼刀翼(4)內(nèi)側(cè)上部設(shè)置為坡面，擴(kuò)眼刀翼(4)上部?jī)蓚?cè)設(shè)置有凸起外緣，擴(kuò)眼刀翼(4)下端設(shè)置為鉸支座;刀翼座(6)內(nèi)腔設(shè)置為母螺紋，刀翼座(6)外部周向均勻設(shè)置三個(gè)鉸支座。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液控式隨鉆擴(kuò)眼工具，其特征是:所述中心管(10)外圓下端設(shè)置一圈滑槽軌道(10c)，滑槽軌道(1c)上部設(shè)置有相互間隔的長(zhǎng)軌道和短軌道，長(zhǎng)軌道和短軌道之間設(shè)置有斜向軌道連通;滑銷(xiāo)(11)在中心管(10)的滑槽軌道(1c)內(nèi)軸向移動(dòng)時(shí)，可以使中心管(10)單向旋轉(zhuǎn)。
【文檔編號(hào)】E21B7/28GK105863514SQ201610218248
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月11日
【發(fā)明人】葉哲偉, 梁政, 趙勇, 鄧嚴(yán)
【申請(qǐng)人】西南石油大學(xué)