專利名稱：一種液壓平行滑移擴張式隨鉆擴眼器的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種用于石油、天然氣和地質(zhì)鉆井的特殊井下工具，尤其是一種液壓平行滑移擴張式隨鉆擴眼器。
背景技術(shù)：
油氣勘探面臨著越來越復雜的地質(zhì)問題，鉆井難度日益增大，深井和超深井中小井眼井段環(huán)空間隙小，給鉆井、固井作業(yè)帶來一系列問題，如環(huán)空壓耗過大、井底水力作用能量較低，固井質(zhì)量不能保證等，且常遇到復雜地層縮徑卡鉆、鹽層蠕變縮徑、鉆屑沉積、井壁形成虛泥餅等復雜情況。如果發(fā)生井眼縮徑或是垮塌，則鉆頭和鉆柱難以再次下入，當垮塌發(fā)生在鉆頭或穩(wěn)定器之上，則可能導致無法轉(zhuǎn)動和上提；當下套管前井眼發(fā)生縮徑，則套管無法下入。如果在固井或完井時發(fā)生縮徑或是坍塌，則會導致固井質(zhì)量差，油井壽命短。采用擴眼鉆井工藝可以提高鉆井效率、提升固井質(zhì)量、優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)、降低作業(yè)成本，擴眼工藝的主要工具是隨鉆擴眼器。利用隨鉆擴眼器可以增大正常段、縮徑段井眼的直徑，減少鹽膏層縮徑卡鉆的幾率，緩解巖層蠕變對套管的擠毀問題，以及解決深部井段環(huán)空間隙小所帶來的一系列鉆井、完井、固井及采油等環(huán)節(jié)的技術(shù)問題。目前國產(chǎn)擴眼器的技術(shù)還不成熟，效率不高、安全性低，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)還需繼續(xù)完善。 國外擴眼器產(chǎn)品服務費用昂貴，長期依賴國外不利于我國石油行業(yè)發(fā)展。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供能夠隨鉆工作的一種液壓平行滑移擴張式隨鉆擴眼器。利用壓差控制工具的工作狀態(tài)，能有效避免鉆井過程中繁瑣的起下鉆過程，節(jié)省時間，操作簡便。本實用新型所采用的技術(shù)方案是本實用新型一種液壓平行滑移擴張式隨鉆擴眼器，主要由本體、上蓋、彈簧、心軸、 止動環(huán)、限位塊、刀翼、驅(qū)動環(huán)、驅(qū)動環(huán)鎖塊、活塞、分流腔、下端蓋組成。所述心軸上端通過螺紋連接到上蓋，上蓋與本體之間用上蓋長銷連接。彈簧安裝在上蓋內(nèi)部，彈簧下端緊壓在止動環(huán)上。限位塊通過螺釘連接在止動環(huán)上。刀翼壓緊在止動環(huán)和驅(qū)動環(huán)之間，止動環(huán)和驅(qū)動環(huán)都套裝在心軸上。止動環(huán)與刀翼的接觸面為傾角為1° 10°的斜面。本體和刀翼上設有引導刀翼滑動且與中心軸成15° 30°的梯形滑槽和梯形滑條。驅(qū)動環(huán)臂上設有與水平線成 10° 30°夾角的噴嘴?；钊万?qū)動環(huán)設置了定位塊保證兩者的分流孔在安裝時對齊。驅(qū)動環(huán)鎖塊將驅(qū)動環(huán)和活塞鎖緊在一起，刀翼上下切削結(jié)構(gòu)都布置了切削齒，中間保徑部分安裝有不同規(guī)格的硬質(zhì)合金塊。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的優(yōu)點和效果是1、利用梯形滑槽引導張開和收回刀翼，工作可靠性高，可減少張開和收回時出現(xiàn)刀翼卡死問題的發(fā)生；2、噴嘴隨著刀翼一起運動，便于清洗、冷卻刀翼，減少刀翼出現(xiàn)泥包的幾率，提高工具的壽命和鉆井的效率；3、在向下擴眼的過程中，刀翼在壓差和巖石力作用下，始終保持著最大的擴張狀態(tài)，保證擴眼率和擴眼質(zhì)量；4、當壓差達到一定值的時候，刀翼才會擴張即擴眼器才會開始工作，保證了擴眼井段位置的準確性；5、無需工作時只需停泵刀翼就可以在彈簧作用下復位，操作方便；6、可隨鉆擴眼工作，也可單獨工作；7、止動環(huán)與刀翼的接觸面為斜面，可減少切削過程中刀翼的振動。
圖1是本實用新型一種液壓平行滑移擴張式隨鉆擴眼器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A-A剖視圖。圖中，1.本體，2.心軸，3.上蓋，4.上蓋長銷，5.彈簧，6.限位塊，7.止動環(huán)，8.刀翼，9.驅(qū)動環(huán)，10.驅(qū)動環(huán)鎖塊，11.活塞，12.分流腔，13.下端蓋短銷，14.下端蓋，15.噴嘴，16.定位塊，17.活塞分流孔。
具體實施方式
如圖1和圖2所示，本使用新型一種液壓平行滑移擴張式隨鉆擴眼器，主要由本體 1、心軸2、上蓋3、上蓋長銷4、彈簧5、止動環(huán)7，限位塊6、刀翼8、驅(qū)動環(huán)9、驅(qū)動環(huán)鎖塊10、 活塞11、分流腔12、下端蓋短銷13、下端蓋14組成。所述心軸2上端通過螺紋連接到上蓋 3，上蓋3與本體1之間用上蓋長銷4連接；彈簧5安裝在上蓋3內(nèi)部，彈簧5下端壓緊在止動環(huán)7上；限位塊6通過螺釘連接在止動環(huán)7上，刀翼8壓緊在止動環(huán)7和驅(qū)動環(huán)9之間， 刀翼8與本體1通過與中心軸成15° 30°的梯形滑條和梯形滑槽配合安裝；止動環(huán)7和驅(qū)動環(huán)9都套裝在心軸2上；驅(qū)動環(huán)9和活塞11通過定位塊16進行安裝時的定位，驅(qū)動環(huán)鎖塊10將驅(qū)動環(huán)9和活塞11鎖緊在一起，驅(qū)動環(huán)9臂上設有與水平線成10° 30°夾角的噴嘴15。擴眼器未工作的時候，驅(qū)動環(huán)9、活塞11在彈簧5的作用下緊壓在由分流腔12、 下端蓋14組成的分流座上。分流腔12與下端蓋14通過螺紋相對固定，下端蓋14與本體 1之間用下蓋短銷13進行連接。本實用新型的工作原理如圖1所示，當擴眼器在不工作時候的收縮狀態(tài)。刀翼8在上蓋3內(nèi)部的彈簧5 作用下，收回在本體1的刀翼窗口中，活塞11緊壓在下端蓋14上部。擴眼器工作的時候， 一部分鉆井液經(jīng)分流腔12、活塞11、活塞分流孔17和驅(qū)動環(huán)9上的分流孔和噴嘴15進入環(huán)空。另一部分流過分流腔12，流到下部鉆柱，作用于鉆頭，清洗鉆頭。排量增加后，作用在活塞11上的壓差增加，推動活塞11向上移動，活塞11推動驅(qū)動環(huán)9 一同向上運動，刀翼8 便在驅(qū)動環(huán)9的推動下，沿著本體1上的梯形滑槽向上、向外張開。止動環(huán)7也向上運動壓縮彈簧5，直至安裝在止動環(huán)7上的限位塊6與本體1接觸，開始限位。此時刀翼8張開到最大行程位置。降低泵壓或是停泵，作用在活塞上的壓差減小，在彈簧5回復力的作用下，推動止動環(huán)7、限位塊6、刀翼8、驅(qū)動塊9、驅(qū)動環(huán)鎖塊10、活塞11向下運動，直至刀翼8收回到初始位置。
權(quán)利要求1.一種液壓平行滑移擴張式隨鉆擴眼器，主要由本體(1)、上蓋(3)、彈簧(5)、心軸 (2)、止動環(huán)(7)、限位塊(6)、刀翼(8)、驅(qū)動環(huán)(9)、活塞(11)、分流腔(12)、下端蓋(14)組成，其特征在于所述心軸⑵上端通過螺紋連接到上蓋(3)，上蓋(3)與本體⑴之間用上蓋長銷⑷連接；彈簧(5)安裝在上蓋(3)內(nèi)部，彈簧(5)下端緊壓在止動環(huán)(7)上，限位塊(6)通過螺釘連接在止動環(huán)(7)上；刀翼(8)壓緊在止動環(huán)(7)和驅(qū)動環(huán)(9)之間，本體 ⑴上設置了裝刀翼⑶的窗孔；驅(qū)動環(huán)(9)、活塞(11)在彈簧(5)的作用下緊壓在由分流腔(12)、下端蓋(14)組成的分流座上；分流腔(1 與下端蓋(14)通過螺紋相對固定，下端蓋(14)與本體⑴之間用下蓋短銷(13)進行連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓平行滑移擴張式隨鉆擴眼器，其特征在于止動環(huán)(7) 與刀翼(8)的接觸面為傾角為1° 10°的斜面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓平行滑移擴張式隨鉆擴眼器，其特征在于本體(1)和刀翼(8)上設有引導刀翼滑動且與中心軸成15° 30°的梯形滑槽和梯形滑條。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓平行滑移擴張式隨鉆擴眼器，其特征在于驅(qū)動環(huán)(9) 臂上設有與水平線成10° 30°夾角的噴嘴(15)。
專利摘要本實用新型涉及一種用于石油天然氣鉆井中的液壓平行滑移擴張式隨鉆擴眼器，它主要由本體、上蓋、彈簧、心軸、止動環(huán)、限位塊、刀翼、驅(qū)動環(huán)、驅(qū)動環(huán)鎖塊、活塞、分流腔、下端蓋組成。所述心軸上端通過螺紋連接到上蓋，上蓋與本體之間用上蓋長銷連接；彈簧安裝在上蓋內(nèi)部，彈簧下端緊壓在止動環(huán)上；限位塊通過螺釘連接在止動環(huán)上；刀翼壓緊在止動環(huán)和驅(qū)動環(huán)之間；止動環(huán)和驅(qū)動環(huán)都套裝在心軸上，止動環(huán)與刀翼的接觸面為傾角為1°～10°的斜面；噴嘴設置在驅(qū)動環(huán)臂上，可隨驅(qū)動環(huán)一起運動，保證了對刀翼的清洗效果。本實用新型能有效擴大井眼直徑，用于井壁易縮徑、堵塞井況的鉆井施工中。
文檔編號E21B10/32GK202081824SQ201020549680
公開日2011年12月21日 申請日期2011年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者敬俊, 祝效華 申請人:西南石油大學