專利名稱：一種柱塞式隨鉆擴(kuò)眼工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種柱塞式隨鉆擴(kuò)眼工具技術(shù)領(lǐng)域本賣用薪型渉及油氣鈷井屮的一種適應(yīng)于用軟一中地層鉆井隨鉆微擴(kuò)眼 工具，特別是一種柱塞式隨鉆微擴(kuò)眼工具，屬石油鉆井井下工具。
技術(shù)背景目前，隨著勘探、開發(fā)領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，套管開窗惻鉆、老井加深、小井 眼鉆進(jìn)、復(fù)雜地區(qū)鉆探等技術(shù)的應(yīng)用已成為各油田公司油氣增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要 技術(shù)手段。這些技術(shù)在目前的應(yīng)用過程中，由于存在著各種原因，需對(duì)井眼 進(jìn)行擴(kuò)徑，以減小在鉆井施工過程中卡鉆、套管下入困難和固井質(zhì)量難保證 等問題出現(xiàn)。為解決擴(kuò)眼問題，研制出了以牙輪擴(kuò)眼鉆頭為代表的第一代井下擴(kuò)眼工 具，使用中發(fā)現(xiàn)該擴(kuò)眼鉆頭使用壽命短、易掉牙輪、鉆速慢等問題。近年來， 隨著擴(kuò)眼領(lǐng)域的擴(kuò)大，同時(shí)新型超硬材料的發(fā)展為井下擴(kuò)眼工具提供了廣闊 的發(fā)展空間。為此各大井下工具制造公司都進(jìn)行了研究，并取得了一些成果。 如雙心(偏心)擴(kuò)眼鉆頭在油田的擴(kuò)眼鉆進(jìn)中得到了較好地應(yīng)用，減少了井 下復(fù)雜情況、提高了鉆井時(shí)效和固井質(zhì)量。但這種鉆頭的在鉆井過程中主要表現(xiàn)為鉆頭扭矩大、蹩跳嚴(yán)重，對(duì)鉆頭和鉆柱均造成了不同程度的損害；此 外由于這種鉆頭把領(lǐng)眼鉆頭和擴(kuò)眼部份做成一體，使鉆頭對(duì)地層的適應(yīng)能力 差和鉆頭無可換性，同時(shí)雙心鉆頭的工作受力狀態(tài)決定了它鉆出的井眼為螺 旋型井眼，造成井身質(zhì)量較差，給后續(xù)工作帶來了安全隱患。國內(nèi)專利文獻(xiàn) 上批露了一種用于鉆井的隨鉆井眼擴(kuò)大器(申請(qǐng)?zhí)枮?00420055514.9),該隨 鉆擴(kuò)眼器雖然對(duì)上述問題的解決有一定幫助，但由于擴(kuò)眼時(shí)仍然依靠泵壓提 供支撐切削塊的動(dòng)力，但對(duì)于軟硬交錯(cuò)地層鉆出的井眼不規(guī)則，不能根本上 解決上述問題。 發(fā)明內(nèi)容為解決上述問題，本實(shí)用新型在于提供一種隨鉆擴(kuò)眼工具，其具有工作 穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便、鉆頭工作狀態(tài)的信息反饋明顯等特點(diǎn)，同時(shí)本實(shí)用新型具 有獨(dú)特的壓力平衡機(jī)構(gòu)，能夠使環(huán)空、外筒和中心管之間的壓力達(dá)到平衡， 有效地防止了切削柱塞被卡死的現(xiàn)象。本實(shí)用新型提供一種柱塞式隨鉆擴(kuò)眼工具，其采用三切削柱塞分布結(jié)構(gòu)， 主要由本體組合、切削柱塞組合、鎖定機(jī)構(gòu)三部分構(gòu)成，本體組合主要包括中心管1、下接頭2、本體3和上接頭17組成；切削柱塞組合主要包括切削 柱塞6、切削齒7、鎖銷8和壓縮彈簧總成9;鎖定機(jī)構(gòu)主要包括定位套ll、 鎖環(huán)12、鎖定插銷15、分水盤16;下接頭2與本體3、本體3與下接頭17 均為螺紋連接，下接頭2與本體3套裝在中心管1上，中心管1的適當(dāng)位置 和下接頭2的內(nèi)腔均預(yù)制有花鍵結(jié)構(gòu)，且相互形成配合；在本體3的適當(dāng)位 置處預(yù)留有徑向通孔5，平衡環(huán)4位于跨越此徑向通孔5的中心管1與本體3 之間的空腔內(nèi)，且與之形成間隙配合。切削柱塞6上敷焊有切削齒7，在其適 當(dāng)位置預(yù)留有橫向通孔，鎖銷8安裝于其內(nèi)，并與之形成配合，且在切削柱 塞6上預(yù)置有內(nèi)置式復(fù)位彈簧結(jié)構(gòu)9;中心管1上部圓周上留有一定數(shù)量的徑 向透槽，與鎖定插銷15和定位套11分別形成了過盈配合。本實(shí)用新型在切削柱塞切削端采用敷焊切削齒，增強(qiáng)了切削柱塞抗沖蝕 能力，提高了切削柱塞工作壽命；在本新型進(jìn)行擴(kuò)眼時(shí)，利用其內(nèi)部機(jī)構(gòu)可 有效防止切削柱塞收回，保證了擴(kuò)眼質(zhì)量；獨(dú)特的浮動(dòng)環(huán)壓力平衡裝置能夠 保證工具內(nèi)外形成壓力平衡，防止切削柱塞被卡死；此外，本新型具有良好 的同心性和居中性、工作平穩(wěn)，以及優(yōu)良的井斜控制能力。

圖l本實(shí)用新型工具結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2本實(shí)用新型A-A截面示意圖； 圖3本實(shí)用新型B-B截面示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的詳述。一種柱塞式隨鉆擴(kuò)眼工具，它采用三切削柱塞分布結(jié)構(gòu)，主要由本體組 合、切削柱塞組合、鎖定機(jī)構(gòu)等三部分構(gòu)成，本體組合主要包括中心管l、下 接頭2、本體3和上接頭17等組成；切削柱塞組合主要包括切削柱塞6、切 削齒7、鎖銷8和壓縮彈簧總成9等；鎖定機(jī)構(gòu)主要包括定位套ll、鎖環(huán)12、 鎖定插銷15、分水盤16等。下接頭2與本體3、本體3與下接頭17均為螺 紋連接，下接頭2與本體3套裝在中心管1上，中心管1的適當(dāng)位置和下接 頭2的內(nèi)腔均預(yù)制有花鍵結(jié)構(gòu)，且相互形成配合。在本體3的適當(dāng)位置處預(yù) 留有徑向通孔5，平衡環(huán)4位于跨越此徑向通孔5的中心管1與本體3之間的 空腔內(nèi)，且與之形成間隙配合。切削柱塞6上敷焊有切削齒7，在其適當(dāng)位置 預(yù)留有橫向通孔，鎖銷8安裝于其內(nèi)，并與之形成配合，且在切削柱塞6上 預(yù)置有內(nèi)置式復(fù)位彈簧結(jié)構(gòu)9。中心管1上部圓周上留有一定數(shù)量的徑向透槽， 與鎖定插銷15和定位套11分別形成過盈配合。中心管1的適當(dāng)位置與定位 套11、定位套11與鎖定插銷15之間分別預(yù)裝有壓縮彈簧10和壓縮彈簧14。 在下接頭17內(nèi)有套筒13，套筒13可以起到限位作用。本實(shí)用新型工作原理如下當(dāng)工具下到井底未循環(huán)鉆井液時(shí)，柱塞處于 收縮狀態(tài)；當(dāng)需要擴(kuò)眼時(shí)，將工具下到井底，清潔井底后停泵，施加一定鉆 壓，使中心管上行，其上的斜面驅(qū)動(dòng)柱塞向外伸出，同時(shí)中心管上端的開口
爪在鎖環(huán)的鉆壓的作用下收縮通過鎖環(huán)內(nèi)孔，開口爪上行到一定位置時(shí)，開 口爪漲開，此時(shí)開泵，鎖定插銷在泵壓的作用下下行，插入開口爪中心，阻 止開口爪收縮，中心管被鎖環(huán)鎖住，此時(shí)泵壓顯示降低，可進(jìn)行擴(kuò)眼作業(yè)； 當(dāng)不需擴(kuò)眼時(shí)，停泵、上提鉆柱，中心管在壓縮彈簧和下部鉆具的作用下下 行，切削柱塞在壓縮彈簧作用下收回，而鎖定插銷在壓縮彈簧的作用下上行， 鎖定插銷脫開口爪中心，同時(shí)中心管上端開口爪收縮通過鎖環(huán)內(nèi)孔，開口爪 下行到一定位置時(shí)，開口爪漲開，開口爪上端頂在鎖環(huán)的下端面，阻止中心 管上行，此時(shí)開泵，鎖定插銷在泵壓的作用下下行，插入開口爪中心，防止 開口爪收縮，此時(shí)可進(jìn)行不擴(kuò)眼正常鉆進(jìn)作業(yè)。
權(quán)利要求1、一種柱塞式隨鉆擴(kuò)眼工具，主要由本體組合、切削柱塞組合、鎖定機(jī)構(gòu)三部分構(gòu)成，其主要特征在于中心管(1)、下接頭(2)、本體(3)和上接頭(17)組成本體組合；切削柱塞(6)、切削齒(7)、鎖銷(8)和壓縮彈簧總成(9)組成切削柱塞組合，切削齒(7)敷焊在切削柱塞(6)上，切削柱塞(6)上適當(dāng)位置預(yù)留有橫向通孔，鎖銷(8)安裝于通孔內(nèi)，切削柱塞(6)空腔內(nèi)預(yù)置有內(nèi)置式復(fù)位彈簧結(jié)構(gòu)(9)；定位套(11)、鎖環(huán)(12)、鎖定插銷(15)、分水盤(16)組成鎖定機(jī)構(gòu)；中心管(1)的適當(dāng)位置和下接頭(2)的內(nèi)腔均預(yù)制有花鍵結(jié)構(gòu)，且中心管(1)上部圓周上留有一定數(shù)量的徑向透槽；中心管(1)的適當(dāng)位置與定位套(11)、擋環(huán)(12)與鎖定插銷(15)之間分別預(yù)裝有壓縮彈簧(10)和壓縮彈簧(14)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種柱塞式隨鉆擴(kuò)眼工具，其特征在于本體(3) 的適當(dāng)位置處預(yù)留有徑向通孔(5)，而平衡環(huán)(4)位于跨越此徑向通孔(5) 的中心管(1)與本體(3)之間的環(huán)空腔內(nèi)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柱塞式隨鉆擴(kuò)眼工具，其特征在于下接頭(2) 與本體(3)、本體(3)與下接頭(17)均為螺紋連接。
專利摘要本實(shí)用新型在于提供一種柱塞式隨鉆擴(kuò)眼工具，主要由本體組合、切削柱塞組合、鎖定機(jī)構(gòu)三部分構(gòu)成。本新型在切削柱塞切削端采用碳化鎢燒結(jié)體，增強(qiáng)了切削柱塞抗沖蝕能力，提高了切削柱塞工作壽命；在本新型進(jìn)行擴(kuò)眼時(shí)，利用其內(nèi)部機(jī)構(gòu)可有效防止切削柱塞收回，保證了擴(kuò)眼質(zhì)量；獨(dú)特的浮動(dòng)環(huán)壓力平衡裝置能夠保證工具內(nèi)外形成壓力平衡，防止切削柱塞被卡死；此外，本新型具有良好的同心性和居中性、工作平穩(wěn)，以及優(yōu)良的井斜控制能力。
文檔編號(hào)E21B10/26GK201031623SQ20072013920
公開日2008年3月5日 申請(qǐng)日期2007年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月6日
發(fā)明者寧世品, 楊樹林, 羅良波, 濤 蘇 申請(qǐng)人:新疆石油管理局鉆井工藝研究院