井下擴(kuò)眼器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及石油鉆井設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種井下擴(kuò)眼器，包括：殼體、主軸、伸縮刀機(jī)構(gòu)和控刀裝置；殼體為兩端開口的中空殼體；殼體的側(cè)壁上設(shè)置有出刀孔；主軸設(shè)置在殼體內(nèi)，且與殼體的側(cè)壁具有間隔；伸縮刀機(jī)構(gòu)套設(shè)在主軸外，且伸縮刀機(jī)構(gòu)的刀體位于出刀孔內(nèi)；控刀裝置設(shè)置在殼體內(nèi)，且與伸縮刀機(jī)構(gòu)傳動連接，用于帶動伸縮刀機(jī)構(gòu)運(yùn)動，以使伸縮刀機(jī)構(gòu)的刀體沿出刀孔的開口方向往復(fù)移動；既能夠?qū)⒌扼w伸出，又能夠?qū)⒌扼w縮回，進(jìn)而能控制擴(kuò)眼器的運(yùn)行狀態(tài)，以達(dá)到在地面就可以調(diào)整擴(kuò)眼的工作狀態(tài)。
【專利說明】
井下擴(kuò)眼器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及石油鉆井設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種井下擴(kuò)眼器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著對石油天然氣開采的深入，鉆井的深度也在逐步加深，鉆井遇到的問題也是越來越復(fù)雜，面臨越來越多的復(fù)雜的井身結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的地層結(jié)構(gòu)，在部分地區(qū)施工時(shí)，可能會遇到井眼縮徑，井眼不規(guī)則或下套管環(huán)空間窄小等情況，常規(guī)的方法只能在鉆井過程中、或起下鉆的時(shí)進(jìn)行長時(shí)間的劃眼操作，以到達(dá)去除縮徑、修整井壁的目的，這將耗費(fèi)大量的人力，物力和時(shí)間。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，技術(shù)人員制造了一種用來擴(kuò)大井眼的工具一井下擴(kuò)眼器，又稱擴(kuò)大器劃眼鉆頭。該設(shè)備是在石油鉆井的同時(shí)用來進(jìn)行擴(kuò)眼的工具，一般用于鉆井易斜、易縮徑的地層。目前普通擴(kuò)眼器大部分采用液壓原理，在開栗情況下刀體打開，進(jìn)行擴(kuò)眼作業(yè)，停栗后刀體縮回，可進(jìn)行起鉆作業(yè)。
[0004]但是，現(xiàn)有技術(shù)中的擴(kuò)眼器操作指令單一，入井后只能進(jìn)行擴(kuò)眼作業(yè)，無法進(jìn)行先擇性地?cái)U(kuò)眼作業(yè)，例如在井壁穩(wěn)固、不需擴(kuò)眼段它也將進(jìn)行擴(kuò)眼作業(yè)，這樣增加設(shè)備負(fù)擔(dān)；例如當(dāng)?shù)扼w磨損后，只能起鉆更換擴(kuò)眼器，而無法臨時(shí)暫停擴(kuò)眼，待鉆頭磨損后再起鉆一起更換，等等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種井下擴(kuò)眼器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的無法選擇擴(kuò)眼或非擴(kuò)眼運(yùn)行狀態(tài)的技術(shù)問題。
[0006]本發(fā)明提供的一種井下擴(kuò)眼器，包括:殼體、主軸、伸縮刀機(jī)構(gòu)和控刀裝置;殼體為兩端開口的中空殼體;殼體的側(cè)壁上設(shè)置有出刀孔;主軸設(shè)置在殼體內(nèi)，且與殼體的側(cè)壁具有間隔；伸縮刀機(jī)構(gòu)套設(shè)在主軸外，且伸縮刀機(jī)構(gòu)的刀體位于出刀孔內(nèi)；控刀裝置設(shè)置在殼體內(nèi)，且與伸縮刀機(jī)構(gòu)傳動連接，用于帶動伸縮刀機(jī)構(gòu)運(yùn)動，以使伸縮刀機(jī)構(gòu)的刀體沿出刀孔的開口方向往復(fù)移動。
[0007]進(jìn)一步地，伸縮刀機(jī)構(gòu)包括:凸起、刀架和刀體；刀架上設(shè)置有用于供主軸穿過的套環(huán);刀體的下端與刀架轉(zhuǎn)動連接；凸起設(shè)置在出刀孔的側(cè)壁上或者設(shè)置在主軸的側(cè)壁上；凸起與刀體滑動連接，當(dāng)?shù)都苎刂鬏S移動時(shí)，刀體在凸起的限位下朝遠(yuǎn)離或者靠近主軸移動;刀架與控刀裝置傳動連接。
[0008]進(jìn)一步地，控刀裝置包括控制出刀機(jī)構(gòu)和控制縮刀機(jī)構(gòu)；控制縮刀機(jī)構(gòu)設(shè)置在伸縮刀機(jī)構(gòu)的上方，以向下推動刀架，以使刀體朝主軸方向移動;控制出刀機(jī)構(gòu)設(shè)置在伸縮刀機(jī)構(gòu)的下方，以向上推動刀架，以使刀體朝遠(yuǎn)離主軸的方向移動。
[0009]進(jìn)一步地，控制出刀機(jī)構(gòu)包括限位軸、限位銷、控制銷、連接筒、套筒和復(fù)位彈簧；主軸包括同軸線設(shè)置的上芯軸和限位軸，且上芯軸和限位軸之間具有間隔；刀架套設(shè)在上芯軸上;殼體的內(nèi)壁上從上之下依次設(shè)置有控制銷和限位銷，且控制銷位于上芯軸的下方；限位軸為兩端開口的中空殼體，限位軸包括上部的光軸和下部的呈圓柱狀的凸輪軸;光軸的上端設(shè)置有上側(cè)孔;凸輪軸的外壁上設(shè)置有多個(gè)依次交錯(cuò)設(shè)置的第一軌跡槽和第二軌跡槽，且相鄰的第一軌跡槽和第二軌跡槽連通;控制銷滑設(shè)在第一軌跡槽和第二軌跡槽內(nèi)；凸輪軸的外壁上，位于第一軌道槽的下方，設(shè)置多個(gè)依次交錯(cuò)設(shè)置的凸緣和凹槽;當(dāng)控制銷在多個(gè)第一軌跡槽內(nèi)移動時(shí)，限位銷與凸緣抵接;當(dāng)控制銷在多個(gè)第二軌跡槽內(nèi)移動時(shí)，限位銷與凹槽抵接;連接筒的上端固定在上芯軸的下端，光軸的上端位于連接筒內(nèi)；套筒的套設(shè)在光軸外，且下端與光軸貼合，其上端與殼體的內(nèi)壁連接;套筒的上端用于與刀架抵接，套筒與刀架圍成推動空間；凸輪軸套設(shè)在限位軸的上端;限位銷位于凸輪軸的下方，用于與凸緣或者凹槽抵接，以阻止凸輪軸向下移動;復(fù)位彈簧的上端與凸輪軸的下端抵接，復(fù)位彈簧的下端固定，復(fù)位彈簧用于使凸輪軸具有向上運(yùn)動的趨勢。
[0010]進(jìn)一步地，每個(gè)第一軌跡槽包括第一上軌槽、第一下軌槽和兩個(gè)第一中軌槽，第一上軌槽、第一下軌槽和兩個(gè)第一中軌槽均直線形;兩個(gè)第一中軌槽平行間隔設(shè)置，兩個(gè)第一中軌槽的上端均與第一上軌槽連通;一個(gè)中軌槽的下端與第一下軌槽連通，另一個(gè)中軌槽的下端與相鄰的第一軌跡槽的第一下軌槽連通;每個(gè)第二軌跡槽包括第二上軌槽、第二下軌槽和兩個(gè)第二中軌槽，第二上軌槽、第二下軌槽和兩個(gè)第二中軌槽均直線形;兩個(gè)第二中軌槽平行間隔設(shè)置，且每個(gè)第二中軌槽與相鄰的第一中軌槽部分重合;兩個(gè)第二中軌槽的上端均與第二上軌槽連通，且第二上軌槽位于相鄰的兩個(gè)第一上軌槽之間；一個(gè)第二中軌槽的下端與第二下軌槽連通，另一個(gè)第二中軌槽的下端與相鄰的第二軌跡槽的第二下軌槽連通;第二下軌槽位于相鄰的兩個(gè)第一下軌槽之間，且每個(gè)第二下軌槽均與一個(gè)第一上軌槽對應(yīng);相鄰的第一軌跡槽和第二軌跡槽之間形成梯形限位塊，且相對應(yīng)的第一上軌槽和第二下軌槽的中心線位于梯形限位塊的上底和下底之間。
[0011 ]進(jìn)一步地，殼體的側(cè)壁上，位于所述套筒的上方，設(shè)置有旁通孔，旁通孔內(nèi)設(shè)置噴嘴。
[0012]進(jìn)一步地，控制縮刀機(jī)構(gòu)包括螺旋彈簧和彈簧座;上殼體的下端和下殼體的上端可拆卸連接，上芯軸設(shè)置在上殼體內(nèi)，套筒的上端與上殼體連接，下端位于下殼體內(nèi)。
[0013]進(jìn)一步地，刀架包括上擋塊、下?lián)鯄K、套環(huán)、連接塊和活塞環(huán);上擋塊置于刀體的上端，下?lián)鯄K置于刀體的下端，刀體下端與所述刀架的套環(huán)轉(zhuǎn)動連接;活塞環(huán)上端外圓設(shè)置有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)置連接塊，連接塊與下?lián)鯄K連接。
[0014]進(jìn)一步地，殼體包括上殼體和下殼體;上殼體和下殼體可拆卸固定連接。
[0015]進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的一種井下擴(kuò)眼器還包括上接頭和下接頭；上接頭與上殼體的上端連接;下接頭與下殼體的下端連接。
[0016]本發(fā)明提供的一種井下擴(kuò)眼器，通過在殼體的側(cè)壁上設(shè)置有出刀孔，在殼體內(nèi)設(shè)置有主軸，且與殼體的側(cè)壁具有間隔，將伸縮刀機(jī)構(gòu)套設(shè)在主軸外且伸縮刀機(jī)構(gòu)的刀體位于出刀孔內(nèi)，運(yùn)用控刀裝置與伸縮刀機(jī)構(gòu)傳動連接，用于帶動伸縮刀機(jī)構(gòu)運(yùn)動，以使伸縮刀機(jī)構(gòu)的刀體沿出刀孔的開口方向往復(fù)移動，既能夠?qū)⒌扼w伸出，又能夠?qū)⒌扼w縮回，進(jìn)而能控制擴(kuò)眼器的運(yùn)行狀態(tài)，以達(dá)到在地面就可以調(diào)整擴(kuò)眼的工作狀態(tài)。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發(fā)明【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的井下擴(kuò)眼器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的井下擴(kuò)眼器的刀體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的井下擴(kuò)眼器的限位軸軌跡槽的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的井下擴(kuò)眼器的限位軸軌跡槽的展開示意圖(短行程)；
[0022]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的井下擴(kuò)眼器的限位軸軌跡槽的展開示意圖(長行程)。
[0023]附圖標(biāo)記:
[0024]1-上接頭； 2-上芯軸；3-開口環(huán)；
[0025]4-彈簧座； 5-螺旋彈簧； 6-上殼體；
[0026]7-導(dǎo)向塊； 8-固定螺釘； 9-上擋塊；
[0027]10-刀體；11-下?lián)鯄K；12-連接塊；
[0028]13-活塞環(huán)； 14-噴嘴；15-連接筒；
[0029]16-套筒；17-限位軸；18-下殼體；
[0030]19-控制銷； 20-復(fù)位彈簧； 21-限位銷；
[0031]22-密封體； 23-下接頭；100-密封圈；
[0032]101-密封圈；102-密封圈； 103-密封圈；
[0033]104密封圈； 105-密封圈； A-主流道；
[0034]B-旁通孔； C-第一環(huán)腔； D-第二環(huán)腔；
[0035]P-上側(cè)孔； Q-下側(cè)孔；H-軌跡槽；
[0036]G-凸緣；H12-第一上軌槽；Hll-第一下軌槽。
[0037]Hl 3-第一下軌槽
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0039]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0040]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機(jī)械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0041]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的井下擴(kuò)眼器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種井下擴(kuò)眼器，包括:殼體、主軸、伸縮刀機(jī)構(gòu)和控刀裝置;殼體為兩端開口的中空殼體;殼體的側(cè)壁上設(shè)置有出刀孔;主軸設(shè)置在殼體內(nèi)，且與殼體的側(cè)壁具有間隔；伸縮刀機(jī)構(gòu)套設(shè)在主軸外，且伸縮刀機(jī)構(gòu)的刀體10位于出刀孔內(nèi)；控刀裝置設(shè)置在殼體內(nèi)，且與伸縮刀機(jī)構(gòu)傳動連接，用于帶動伸縮刀機(jī)構(gòu)運(yùn)動，以使伸縮刀機(jī)構(gòu)的刀體沿出刀孔的開口方向往復(fù)移動。
[0042]其中，出刀孔為條形孔結(jié)構(gòu)，在出刀孔處設(shè)置有斜槽，當(dāng)控刀裝置控制伸縮刀機(jī)構(gòu)的刀體10沿出刀孔的開口方向移動，伸縮刀機(jī)構(gòu)沿著出刀孔的斜槽移動。
[0043]本實(shí)施例提供的井下擴(kuò)眼器通過在殼體的側(cè)壁上設(shè)置有出刀孔，在殼體內(nèi)設(shè)置有主軸，且與殼體的側(cè)壁具有間隔，將伸縮刀機(jī)構(gòu)套設(shè)在主軸外且伸縮刀機(jī)構(gòu)的刀體10位于出刀孔內(nèi)，用于帶動伸縮刀機(jī)構(gòu)運(yùn)動，以使伸縮刀機(jī)構(gòu)的刀體10沿出刀孔的開口方向往復(fù)移動，既能夠?qū)⒌扼w伸出，又能夠?qū)⒌扼w縮回，進(jìn)而能控制擴(kuò)眼器的運(yùn)行狀態(tài)，以達(dá)到在地面就可以調(diào)整擴(kuò)眼的工作狀態(tài)。
[0044]圖2為本實(shí)施例提供的井下擴(kuò)眼器的刀體的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，伸縮刀機(jī)構(gòu)包括:凸起、刀架和刀體10;刀架上設(shè)置有用于供主軸穿過的套環(huán)；刀體10的下端與刀架轉(zhuǎn)動連接；凸起設(shè)置在出刀孔的側(cè)壁上或者設(shè)置在主軸的側(cè)壁上；凸起與刀體滑動連接，當(dāng)?shù)都苎刂鬏S移動時(shí)，刀體10在凸起的限位下朝遠(yuǎn)離或者靠近主軸移動;刀架與控刀裝置傳動連接。
[0045]其中，伸縮刀機(jī)構(gòu)可以為兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或者五個(gè)等等，較佳地，伸縮刀機(jī)構(gòu)為三個(gè)。
[0046]刀體10移動的方式可以為多種:例如:凸起上設(shè)置有滑軌，刀背上設(shè)置有長條狀的突起，直接滑設(shè)在滑軌上;或者凸起與出刀孔內(nèi)的斜槽兩兩配合，當(dāng)控刀裝置控制伸縮刀機(jī)構(gòu)移動時(shí)，凸起沿著出刀孔內(nèi)的斜槽移動，刀體10伸出出刀孔內(nèi)。
[0047]刀體10的結(jié)構(gòu)可以為梯形，長方形，半圓形等等，較佳地，刀體的結(jié)構(gòu)為梯形。
[0048]刀體10的材質(zhì)可以為多種，例如:不銹鋼，合金鋼或者金剛石等等。較佳地，刀體的材質(zhì)為金剛石材料。
[0049]另外，刀架包括上擋塊9、下?lián)鯄K11、連接塊12和活塞環(huán)13;上擋塊9置于刀體10的上端，下?lián)鯄K11置于刀體10的下端;活塞環(huán)13上端外圓設(shè)置有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)置連接塊12，連接塊12與下?lián)鯄K11連接。
[0050]連接塊12與下?lián)鯄K11采用螺釘固定連接，使活塞環(huán)13與下?lián)鯄K11成為一個(gè)整體，有利于控刀裝置對于伸縮刀機(jī)構(gòu)的控制。
[0051]本實(shí)施例提供的井下擴(kuò)眼器，通過設(shè)置一定數(shù)量的伸縮刀機(jī)構(gòu)，凸起與出刀口的斜槽兩兩配合，且在刀體10的上下端分別設(shè)置有上擋塊9和下?lián)鯄K11，通過活塞環(huán)13的一定設(shè)置凹槽，可以更好的保證伸縮刀機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)，且更好的利于控刀裝置對于伸縮刀機(jī)構(gòu)的控制。
[0052]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，控刀裝置包括控制出刀機(jī)構(gòu)和控制縮刀機(jī)構(gòu)；控制縮刀機(jī)構(gòu)設(shè)置在伸縮刀機(jī)構(gòu)的上方，以向下推動刀架，以使刀體朝主軸方向移動;控制出刀機(jī)構(gòu)設(shè)置在伸縮刀機(jī)構(gòu)的下方，以向上推動刀架，以使刀體朝遠(yuǎn)離主軸的方向移動。
[0053]其中，控制縮刀機(jī)構(gòu)可以為多種，例如:螺旋彈簧與彈簧座機(jī)構(gòu)、套管機(jī)構(gòu)及銷鍵等等;較佳地，控制縮刀機(jī)構(gòu)為螺旋彈簧與彈簧座機(jī)構(gòu)。
[0054]套管機(jī)構(gòu)是采用依次配合的套管連接在一起，并且在套管的一端設(shè)置有彈簧銷鍵用于卡緊伸出套管中，通過套管伸出的位移從而控制刀體的縮回。
[0055]螺旋彈簧與彈簧座機(jī)構(gòu)是在殼體上端內(nèi)設(shè)置有環(huán)槽，環(huán)槽內(nèi)設(shè)置有開口環(huán)3，彈簧座4設(shè)置于開口環(huán)3上，螺旋彈簧5設(shè)置在彈簧座4上。螺旋彈簧5另一端與上擋塊9相連，通過對于上擋塊9施加向下的壓力，從而向下推動刀架，以使刀體10朝主軸方向移動。
[0056]控制出刀機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式可以為多種，例如:復(fù)位彈簧及限位軸機(jī)構(gòu)或者利用限位銷控制彈簧壓力，通過剪斷限位銷而使彈簧擠壓刀體伸出，實(shí)現(xiàn)控制出刀;較佳地，控制出刀機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式為復(fù)位彈簧及限位軸機(jī)構(gòu)。
[0057]其中，剪斷限位銷是在擴(kuò)眼器下井時(shí)，刀體處于縮回狀態(tài)，當(dāng)需要擴(kuò)眼時(shí)，限位銷上下會設(shè)置一個(gè)剪切器，從地面加入一個(gè)外部壓力，剪切器啟動，剪斷限位銷，刀體伸出。
[0058]另外，控刀裝置的壓力來自于工作過程泥漿栗的泥漿對于裝置的外部壓力，當(dāng)泥漿栗中泥漿排量改變時(shí)，對控刀裝置施加不同的外部壓力，控刀裝置產(chǎn)生相應(yīng)的工作狀態(tài)的變化，從而控制伸縮刀機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)。
[0059]控制出刀機(jī)構(gòu)收到外部壓力，從而在刀架機(jī)構(gòu)的下方施加向上的壓力，以向上推動刀架，以使刀體10朝遠(yuǎn)離主軸的方向移動。
[0060]本實(shí)施例提供的井下擴(kuò)眼器，通過泥漿栗的控制泥漿對于控刀裝置的外部壓力，運(yùn)用控刀裝置與伸縮刀機(jī)構(gòu)傳動連接，進(jìn)而控制縮刀機(jī)構(gòu)和控制出刀機(jī)構(gòu)的對于伸縮刀機(jī)構(gòu)的控制，從而控制伸縮刀機(jī)構(gòu)的刀體10的伸出和回縮的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了可選擇擴(kuò)眼器是否為擴(kuò)眼工作狀態(tài)或者非擴(kuò)眼工作狀態(tài)。
[0061]圖3為本實(shí)施例提供的井下擴(kuò)眼器的限位軸17軌跡槽的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，控制出刀機(jī)構(gòu)包括限位銷21、控制銷19、連接筒15、套筒16和復(fù)位彈簧20;主軸包括同軸線設(shè)置的上芯軸2和限位軸17，且上芯軸2和限位軸17之間具有間隔；刀架套設(shè)在上芯軸2上；殼體的內(nèi)壁上從上至下依次設(shè)置有控制銷19和限位銷21，且控制銷19位于上芯軸2的下方；限位軸17為兩端開口的中空殼體，限位軸17包括上部的光軸和下部的呈圓柱狀的凸輪軸，光軸的上端設(shè)置有上側(cè)孔。
[0062]圖4為本實(shí)施例提供的井下擴(kuò)眼器的限位軸軌跡槽的展開示意圖(短行程)；圖5為本實(shí)施例提供的井下擴(kuò)眼器的限位軸軌跡槽的展開示意圖(長行程)。如圖4，圖5所示，凸輪軸的外壁上設(shè)置有多個(gè)依次交錯(cuò)設(shè)置的第一軌跡槽和第二軌跡槽，且相鄰的第一軌跡槽和第二軌跡槽連通;控制銷19滑設(shè)在第一軌跡槽和第二軌跡槽內(nèi)；凸輪軸的外壁上，位于第一軌道槽的下方，設(shè)置多個(gè)依次交錯(cuò)設(shè)置的凸緣和凹槽；當(dāng)控制銷19在多個(gè)第一軌跡槽內(nèi)移動時(shí)，限位銷21與凸緣Gl抵接；當(dāng)控制銷19在多個(gè)第二軌跡槽內(nèi)移動時(shí)，限位銷21與凹槽G2抵接;連接筒15的上端固定在上芯軸2的下端，光軸的上端位于連接筒15內(nèi)；套筒16的套設(shè)在光軸外，且下端與光軸貼合，其上端與殼體的內(nèi)壁連接;套筒16的上端用于與刀架抵接，套筒16與刀架圍成推動空間；凸輪軸套設(shè)在限位軸17的上端;限位銷21位于凸輪軸的下方，用于與凸緣Gl或者凹槽G2抵接，以阻止凸輪軸向下移動；復(fù)位彈簧20的上端與凸輪軸的下端抵接，復(fù)位彈簧20的下端固定，復(fù)位彈簧用于使凸輪軸具有向上運(yùn)動的趨勢。
[0063]具體工作狀態(tài)為，如圖4所示，當(dāng)泥漿栗停栗狀態(tài)時(shí)，伸縮刀機(jī)構(gòu)控制控刀裝置，刀體10處于出刀孔內(nèi)，此時(shí)控制銷19處于限位軸第一下軌槽的Hll處。當(dāng)泥漿栗開栗后，泥漿流經(jīng)主通道A，在壓力作用下，限位軸17沿第一軌跡槽H下移，到達(dá)第一上軌槽H12處，此時(shí)限位銷21與凸緣Gl抵接，限位軸17將無法繼續(xù)下移，下移距離為LI;同時(shí)，限位軸17的上側(cè)孔P仍處于連接筒15的內(nèi)腔中，上側(cè)孔P處于關(guān)閉狀態(tài)，刀體10仍處于縮回狀態(tài)，不進(jìn)行擴(kuò)眼作業(yè)。停栗后，限位軸17又回到初始位置，控制銷19到達(dá)第二個(gè)第一下軌槽Hll處；當(dāng)再次開栗，工具仍處于不擴(kuò)眼狀態(tài)，如此循環(huán)。
[0064]如圖5所示，當(dāng)鉆至需要擴(kuò)眼井段時(shí)，需停栗后再開栗，逐漸增大排量到一小排量值(低于正常鉆進(jìn)排量)，使限位軸17只能下移一小段距離，控制銷19只能到達(dá)H12位置，后再停栗，控制銷19回到H13位置，此時(shí)再開栗至正常排量，限位軸17能完全下移，下移行程為L2，控制銷19到達(dá)頂端位置。隨著限位軸17下移L2行程后，限位軸17的上側(cè)孔P也下移至連接筒15的下端面之外。此時(shí)，流經(jīng)主流道A里的部分高壓泥漿將通過上側(cè)孔P進(jìn)入到環(huán)腔C內(nèi)，在密封圈100、密封圈101的密封作用下，高壓泥漿將推動活塞環(huán)13上行，直至旁通孔B打開?；钊h(huán)13帶動下?lián)鯄K11、刀體10、上擋塊9等一起上行，并壓縮螺旋彈簧5，凸起沿著配合斜槽移動，到達(dá)斜槽頂部卡緊刀體，刀體伸出出刀孔，開始作業(yè)。此時(shí)刀體10將切削井壁，工具進(jìn)行擴(kuò)眼作業(yè)。當(dāng)泥漿栗停栗后，限位軸17在復(fù)位彈簧20的作用下上行至擴(kuò)眼工作位置，控制銷19到達(dá)H15位置，上側(cè)孔P關(guān)閉，高壓泥漿無法進(jìn)入環(huán)腔C，在螺旋彈簧5的作用下，凸起將沿著出刀孔斜槽向下移動，刀體10將下行，并縮回到出刀孔內(nèi)；當(dāng)再次開栗，工具又進(jìn)入擴(kuò)眼狀態(tài)，如此循環(huán)。
[0065]本實(shí)施例提供的井下擴(kuò)眼器，詳細(xì)說明擴(kuò)眼器選擇工作狀態(tài)的操作方法及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，按照停栗—開栗(小排量)—停栗—開栗(正常排量)”的操作過程，通過對于泥漿栗排量的控制，從而控制是否將高壓泥漿進(jìn)入到內(nèi)腔，以決定限位軸17的上下位移，最后決定伸縮刀機(jī)構(gòu)的伸出和縮回狀態(tài)以達(dá)到遙控井下擴(kuò)眼器是否擴(kuò)眼的工作狀態(tài)。
[0066]如圖4所示，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，每個(gè)第一軌跡槽包括第一上軌槽H12、第一下軌槽Hll和兩個(gè)第一中軌槽，第一上軌槽H12、第一下軌槽Hll和兩個(gè)第一中軌槽均直線形;兩個(gè)第一中軌槽平行間隔設(shè)置，兩個(gè)第一中軌槽的上端均與第一上軌槽連通;一個(gè)中軌槽的下端與第一下軌槽Hll連通，另一個(gè)中軌槽的下端與相鄰的第一軌跡槽的第一下軌槽Hl I連通;如圖5所示，每個(gè)第二軌跡槽包括第二上軌槽、第二下軌槽和兩個(gè)第二中軌槽，第二上軌槽、第二下軌槽和兩個(gè)第二中軌槽均直線形;兩個(gè)第二中軌槽平行間隔設(shè)置，且每個(gè)第二中軌槽與相鄰的第一中軌槽部分重合;兩個(gè)第二中軌槽的上端均與第二上軌槽連通，且第二上軌槽位于相鄰的兩個(gè)第一上軌槽H12之間；一個(gè)第二中軌槽的下端與第二下軌槽連通，另一個(gè)第二中軌槽的下端與相鄰的第二軌跡槽的第二下軌槽連通;第二下軌槽位于相鄰的兩個(gè)第一下軌槽Hll之間，且每個(gè)第二下軌槽均與一個(gè)第一上軌槽H12對應(yīng);相鄰的第一軌跡槽和第二軌跡槽之間形成梯形限位塊，且相對應(yīng)的第一上軌槽H12和第二下軌槽的中心線位于梯形限位塊的上底和下底之間。
[0067]本實(shí)例提供的井下擴(kuò)眼器，通過將第一軌跡槽和第二軌跡槽分別設(shè)置為第一上軌槽H12、第一下軌槽Hll和兩個(gè)第一中軌槽及第二上軌槽、第二下軌槽和兩個(gè)第二中軌槽，詳細(xì)說明了限位軸17在第一軌跡槽和第二軌跡槽之間的位移距離及位置關(guān)系，更加說明本實(shí)施例提供的井下擴(kuò)眼器的準(zhǔn)確性及保證擴(kuò)眼狀態(tài)的結(jié)構(gòu)。
[0068]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，殼體的側(cè)壁上，位于所述套筒的上方，設(shè)置有旁通孔B，旁通孔內(nèi)設(shè)置噴嘴。
[0069]在開栗控制排量為正常鉆井排量后，若工具處于不擴(kuò)眼狀態(tài)，即控制銷19處于第一上軌槽H12的位置，此時(shí)，主流道A暢通，旁通孔B處于關(guān)閉狀態(tài)，由地面栗入的泥漿均只能經(jīng)過主流道A流入下部鉆具；當(dāng)工作狀態(tài)切換后，工具處于擴(kuò)眼狀態(tài)，即控制銷19處于頂端位置，此時(shí)，主流道A與旁通孔B均處于打開狀態(tài)，由地面栗入的泥漿一部分經(jīng)過主流道A流入下部鉆具，另一部分經(jīng)過旁通孔B返回地面，若控制栗排量仍為正常排量，由于過流面積增大，工具節(jié)流減小，此時(shí)地面泥漿栗栗壓值將會略微降低。所以，可以在數(shù)次開停栗后，保持相同的栗排量，根據(jù)栗壓值的變化，可判斷工具在井底處于擴(kuò)眼狀態(tài)還是非擴(kuò)眼狀態(tài)。
[0070]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，殼體包括上殼體和下殼體;上殼體和下殼體可拆卸固定連接。上芯軸設(shè)置在上殼體內(nèi)，套筒的上端與上殼體連接，下端位于下殼體內(nèi)。
[0071]另外，本實(shí)施例井下擴(kuò)眼器還包括上接頭和下接頭;上接頭與上殼體的上端連接；下接頭與下殼體的下端連接。
[0072]上殼體和下殼體的連接方式可以有多種，例如:過盈配合，螺栓固定鏈接，螺紋連接等等，較佳地，上殼體和下殼體的連接方式為螺紋連接。
[0073]上接頭和上殼體以及下殼體和下接頭的連接方式也可以為多種，較佳的，選用螺紋連接。
[0074]上接頭、上殼體、下殼體、下接頭構(gòu)成本實(shí)例提供的井下擴(kuò)眼器的外部保護(hù)裝置。
[0075]最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制;盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種井下擴(kuò)眼器，其特征在于，包括:殼體、主軸、伸縮刀機(jī)構(gòu)和控刀裝置； 所述殼體為兩端開口的中空殼體;所述殼體的側(cè)壁上設(shè)置有出刀孔;所述主軸設(shè)置在所述殼體內(nèi)，且與所述殼體的側(cè)壁具有間隔;所述伸縮刀機(jī)構(gòu)套設(shè)在所述主軸外，且所述伸縮刀機(jī)構(gòu)的刀體位于所述出刀孔內(nèi)；所述控刀裝置設(shè)置在所述殼體內(nèi)，且與所述伸縮刀機(jī)構(gòu)傳動連接，用于帶動所述伸縮刀機(jī)構(gòu)運(yùn)動，以使所述伸縮刀機(jī)構(gòu)的刀體沿所述出刀孔的開口方向往復(fù)移動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下擴(kuò)眼器，其特征在于，所述伸縮刀機(jī)構(gòu)包括:凸起、刀架和刀體； 所述刀架上設(shè)置有用于供所述主軸穿過的套環(huán)；所述刀體的下端與所述刀架轉(zhuǎn)動連接;所述凸起設(shè)置在所述出刀孔的側(cè)壁上或者設(shè)置在所述主軸的側(cè)壁上;所述凸起與所述刀體滑動連接，當(dāng)所述刀架沿所述主軸移動時(shí)，所述刀體在所述凸起的限位下朝遠(yuǎn)離或者靠近主軸移動;所述刀架與所述控刀裝置傳動連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的井下擴(kuò)眼器，其特征在于，所述控刀裝置包括控制出刀機(jī)構(gòu)和控制縮刀機(jī)構(gòu)； 所述控制縮刀機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述伸縮刀機(jī)構(gòu)的上方，以向下推動所述刀架，以使所述刀體朝所述主軸方向移動； 所述控制出刀機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述伸縮刀機(jī)構(gòu)的下方，以向上推動所述刀架，以使所述刀體朝遠(yuǎn)離所述主軸的方向移動。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的井下擴(kuò)眼器，其特征在于，所述控制出刀機(jī)構(gòu)包括限位軸、限位銷、控制銷、連接筒、套筒和復(fù)位彈簧； 所述主軸包括同軸線設(shè)置的上芯軸和限位軸，且所述上芯軸和所述限位軸之間具有間隔;所述刀架套設(shè)在上芯軸上;所述殼體的內(nèi)壁上從上之下依次設(shè)置有控制銷和限位銷，且所述控制銷位于所述上芯軸的下方； 所述限位軸為兩端開口的中空殼體，所述限位軸包括上部的光軸和下部的呈圓柱狀的凸輪軸;所述光軸的上端設(shè)置有上側(cè)孔;所述凸輪軸的外壁上設(shè)置有多個(gè)依次交錯(cuò)設(shè)置的第一軌跡槽和第二軌跡槽，且相鄰的所述第一軌跡槽和所述第二軌跡槽連通;所述控制銷滑設(shè)在所述第一軌跡槽和所述第二軌跡槽內(nèi)；所述凸輪軸的外壁上，位于所述第一軌道槽的下方，設(shè)置多個(gè)依次交錯(cuò)設(shè)置的凸緣和凹槽;當(dāng)所述控制銷在多個(gè)第一軌跡槽內(nèi)移動時(shí)，所述限位銷與所述凸緣抵接；當(dāng)所述控制銷在多個(gè)第二軌跡槽內(nèi)移動時(shí)，所述限位銷與所述凹槽抵接； 所述連接筒的上端固定在所述上芯軸的下端，所述光軸的上端位于所述連接筒內(nèi)；所述套筒的套設(shè)在所述光軸外，且下端與所述光軸貼合，其上端與所述殼體的內(nèi)壁連接;所述套筒的上端用于與刀架抵接，所述套筒與所述刀架圍成推動空間；所述凸輪軸套設(shè)在所述限位軸的上端;所述限位銷位于所述凸輪軸的下方，用于與所述凸緣或者凹槽抵接，以阻止所述凸輪軸向下移動;所述復(fù)位彈簧的上端與所述凸輪軸的下端抵接，所述復(fù)位彈簧的下端固定，所述復(fù)位彈簧用于使所述凸輪軸具有向上運(yùn)動的趨勢。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的井下擴(kuò)眼器，其特征在于，每個(gè)所述第一軌跡槽包括第一上軌槽、第一下軌槽和兩個(gè)第一中軌槽，所述第一上軌槽、第一下軌槽和兩個(gè)第一中軌槽均直線形;兩個(gè)所述第一中軌槽平行間隔設(shè)置，兩個(gè)所述第一中軌槽的上端均與所述第一上軌槽連通;一個(gè)所述中軌槽的下端與所述第一下軌槽連通，另一個(gè)所述中軌槽的下端與相鄰的第一軌跡槽的第一下軌槽連通； 每個(gè)所述第二軌跡槽包括第二上軌槽、第二下軌槽和兩個(gè)第二中軌槽，所述第二上軌槽、第二下軌槽和兩個(gè)第二中軌槽均直線形;兩個(gè)所述第二中軌槽平行間隔設(shè)置，且每個(gè)所述第二中軌槽與相鄰的第一中軌槽部分重合;兩個(gè)所述第二中軌槽的上端均與所述第二上軌槽連通，且所述第二上軌槽位于相鄰的兩個(gè)所述第一上軌槽之間；一個(gè)所述第二中軌槽的下端與所述第二下軌槽連通，另一個(gè)所述第二中軌槽的下端與相鄰的第二軌跡槽的第二下軌槽連通;所述第二下軌槽位于相鄰的兩個(gè)第一下軌槽之間，且每個(gè)所述第二下軌槽均與一個(gè)所述第一上軌槽對應(yīng);相鄰的第一軌跡槽和第二軌跡槽之間形成梯形限位塊，且相對應(yīng)的第一上軌槽和第二下軌槽的中心線位于梯形限位塊的上底和下底之間。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的井下擴(kuò)眼器，其特征在于，所述殼體的側(cè)壁上，位于所述套筒的上方，設(shè)置有旁通孔，所述旁通孔內(nèi)設(shè)置噴嘴。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的井下擴(kuò)眼器，其特征在于，所述控制縮刀機(jī)構(gòu)包括螺旋彈簧和彈貪座； 所述殼體上端內(nèi)設(shè)置有環(huán)槽，所述環(huán)槽內(nèi)設(shè)置有開口環(huán)，所述彈簧座設(shè)置于所述開口環(huán)上;所述螺旋彈簧的上端設(shè)置在所述彈簧座內(nèi)，其下端與所述伸縮刀機(jī)構(gòu)抵接。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的井下擴(kuò)眼器，其特征在于，所述刀架包括上擋塊、下?lián)鯄K、套環(huán)、連接塊和活塞環(huán)； 所述上擋塊置于所述刀體的上端，所述下?lián)鯄K置于所述刀體的下端所述刀體下端與所述刀架的套環(huán)轉(zhuǎn)動連接； 所述活塞環(huán)上端外圓設(shè)置有凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)置連接塊，所述連接塊與所述下?lián)鯄K連接。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的井下擴(kuò)眼器，其特征在于，所述殼體包括上殼體和下殼體； 所述上殼體的下端和下殼體的上端可拆卸連接，所述上芯軸設(shè)置在所述上殼體內(nèi)，所述套筒的上端與所述上殼體連接，下端位于所述下殼體內(nèi)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的井下擴(kuò)眼器，其特征在于，還包括上接頭和下接頭； 所述上接頭與所述上殼體的上端連接;所述下接頭與所述下殼體的下端連接。
【文檔編號】E21B10/32GK105888558SQ201610440344
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】魏學(xué)成, 胡波, 沈建文, 王岳
【申請人】王岳