專利名稱：一種表層套管鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種套管鉆井用的鉆頭，屬于鉆井井下工具類。
背景技術(shù)：
套管鉆井在世界范圍內(nèi)的鉆井領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，與傳統(tǒng)鉆井方法相比， 套管鉆井方便、快捷，鉆井、下套管一次完成等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)外對(duì)套管鉆井的研究和應(yīng)用比較早， 而且取得了很好的應(yīng)用效果。套管鉆井的一個(gè)重要部件就是鉆頭，國(guó)外套管鉆井所用鉆頭 的表面是硬質(zhì)合金鋁，刀翼韌性好，但硬度差，只適應(yīng)泥沙巖層等比較疏松的巖層鉆井，而 對(duì)比較硬的地層卻無法鉆井，并且國(guó)外價(jià)格昂貴、購買周期長(zhǎng)，成本高。為了提高鉆頭對(duì)地 層的適應(yīng)性，可以滿足各種地層巖石的要求，而且成本低，鉆頭的中心部分具有可鉆性。另 外，套管鉆井由于不帶浮箍浮鞋，注水泥后固井膠塞的碰壓，只有靠翻板密封阻擋水泥漿倒 流，密封不可靠，常常采用帶壓候凝，從而增加生產(chǎn)成本。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于設(shè)計(jì)一種方便、成本低的表層套管鉆頭。本實(shí)用新型包括管狀本體，在所述本體的下端固定連接外刀翼，在本體內(nèi)通過剪 斷銷釘連接管狀滑套，在滑套上設(shè)置豎向限位槽，在本體上固定與限位槽配合的限位銷釘， 在所述滑套的下端固定連接鋁芯體，在所述鋁芯體上端的中心設(shè)置上、下兩個(gè)臺(tái)階，所述上 臺(tái)階直徑大于所述下臺(tái)階直徑，在所述下臺(tái)階與鋁芯體下端之間設(shè)置噴嘴；在所述上臺(tái)階 的徑向設(shè)置外大內(nèi)小的側(cè)孔，在滑套側(cè)壁設(shè)置通孔，在所述上臺(tái)階的徑向側(cè)孔與所述滑套 側(cè)壁的通孔內(nèi)設(shè)置柱塞；在所述滑套上端螺紋連接設(shè)有軸向通孔的擋板，在所述軸向通孔 的下端設(shè)置翻板，所述翻板連接在擋板的下端；在所述擋板內(nèi)壁的一個(gè)周向均布至少兩個(gè) 徑向凹槽，在所述各徑向凹槽內(nèi)分別通過彈簧支撐可徑向移動(dòng)的擋桿。在剪斷銷釘被剪斷情況下，滑套可沿著限位銷釘在本體內(nèi)向下滑動(dòng)，同時(shí)，限位銷 釘可以限制滑套和鋁芯體不會(huì)被推出本體，確保外刀翼不會(huì)收縮，從而產(chǎn)生永久變形狀。本實(shí)用新型的鉆頭與套管連接旋轉(zhuǎn)鉆入地層(和常規(guī)鉆井相同)，翻板的作用是 在接套管時(shí)防止泥漿帶入流沙進(jìn)入鉆頭水眼，從而預(yù)防堵水眼。當(dāng)鉆達(dá)預(yù)定井深后，上提鉆 具2-3m，循環(huán)鉆井液洗井1-2周。向井口投入尼龍球，循環(huán)鉆井液，當(dāng)尼龍球下行到鋁芯體 下臺(tái)階處，憋壓，壓力增加到一定程度，剪切銷釘被剪斷，壓力推動(dòng)滑套和鋁芯體一同下移， 當(dāng)柱塞完全暴露出本體時(shí)，此時(shí)柱塞失去約束在液壓力的作用下被推出，將鉆頭上的循環(huán) 孔打開，限位銷釘可以限制滑套和鋁芯體進(jìn)一步下行，保證滑套和鋁芯體不會(huì)被推出本體。 此時(shí)通過滑套和鋁芯體將外刀翼上布置的硬質(zhì)合金片完全脹開到滑套的外部，外刀翼脹開 后的直徑大于或等于滑套直徑和套管內(nèi)徑。注水泥，然后采用自鎖式膠塞替漿，自鎖式膠塞 下行，擋板里的擋桿由于彈簧讓位，自鎖式膠塞進(jìn)一步下行到限位時(shí)，擋板里的擋桿在彈簧 推力的作用下推出，鎖在自鎖式膠塞的凹槽里，泄壓后，由于自鎖式膠塞被鎖住，實(shí)現(xiàn)敞壓 候凝，保證固井質(zhì)量。表層固井后，下入牙輪鉆頭即可鉆除鉆頭內(nèi)較軟的鋁芯體，完成下部
3井段鉆進(jìn)。本實(shí)用新型直接采用套管(取代傳統(tǒng)的鉆桿)向井下傳遞機(jī)械能量和水力能量， 井下鉆具組合接在套管柱下面，邊鉆進(jìn)邊下套管，完鉆后作鉆柱用的套管直接留在井內(nèi)作 完井用。套管鉆井技術(shù)將鉆進(jìn)和下套管合并成一個(gè)作業(yè)過程。特別適合表層套管鉆井，特 別是在近表松軟易坍塌地層的大井眼中，如裸眼鉆完后難于下套管的地區(qū)，而鉆井和下套 管同步進(jìn)行可以消除下套管卡阻等問題。采用本實(shí)用新型可提高鉆井效率20%以上，節(jié)約 鉆機(jī)在用時(shí)間，減少井壁坍塌等鉆井事故的發(fā)生，避免起下鉆對(duì)裸眼的抽汲和激勵(lì)，利于井 壁穩(wěn)定。近表松軟易坍塌地層，消除下表層套管卡阻現(xiàn)象，具有環(huán)空面積小、形狀均勻、流速 穩(wěn)定、利于攜巖、節(jié)省與鉆桿、鉆鋌等有關(guān)費(fèi)用等優(yōu)勢(shì)。如通過采用特殊設(shè)計(jì)的固井自封式 膠塞及膠塞座，實(shí)現(xiàn)注水泥后固井膠塞的碰壓及通過固井膠塞的自鎖功能實(shí)現(xiàn)敞壓候凝， 有利于提高固井質(zhì)量。

圖1為本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的A-A向剖示圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、2所示，在管狀本體1的下端焊接固定外刀翼7，在本體內(nèi)通過剪斷銷釘15 連接管狀滑套4，在滑套4上設(shè)置豎向限位槽4-2，在本體1上固定與限位槽4-1配合的限 位銷釘11。在剪斷銷釘15被剪斷情況下，滑套4可沿著限位銷釘11在本體1內(nèi)向下滑動(dòng)， 同時(shí)，限位銷釘11可以限制滑套4和鋁芯體6不會(huì)被推出本體1，確保外刀翼7不會(huì)收縮， 從而產(chǎn)生永久變形狀。在滑套4上端外周與本體1之間設(shè)置密封圈2。在滑套4的下端螺紋連接鋁芯體6，在鋁芯體6與滑套4之間設(shè)置密封圈5。在鋁 芯體6上端的中心設(shè)置上、下兩個(gè)臺(tái)階6-1、6-2，上臺(tái)階6-1的直徑大于下臺(tái)階6-2的直徑， 在下臺(tái)階6-2與鋁芯體6下端之間斜向設(shè)置噴嘴12。在上臺(tái)階6-1的徑向設(shè)置外大內(nèi)小的 側(cè)孔6-3，在滑套4的側(cè)壁設(shè)置通孔4-1，在上臺(tái)階6-1的徑向側(cè)孔6-3與滑套4的側(cè)壁的 通孔4-1內(nèi)設(shè)置柱塞13。在柱塞13與滑套4之間設(shè)置密封圈14，在柱塞13與鋁芯體6之 間設(shè)置密封圈17。在滑套4上端螺紋連接設(shè)有軸向通孔3-1的擋板3，在軸向通孔3-1的下端設(shè)置 翻板10，翻板10連接在擋板3的下端。在翻板10與擋板3之間設(shè)置密封圈17。在擋板3 內(nèi)壁的一個(gè)周向均布多個(gè)由堵頭16形成的梯形徑向凹槽，在各徑向凹槽內(nèi)分別通過彈簧8 支撐可徑向移動(dòng)的擋桿8。擋桿8和彈簧9可以鎖住大膠塞，保證固井成功率。
權(quán)利要求一種表層套管鉆頭，其特征在于包括管狀本體，在所述本體的下端固定連接外刀翼，在本體內(nèi)通過剪斷銷釘連接管狀滑套，在滑套上設(shè)置豎向限位槽，在本體上固定與限位槽配合的限位銷釘，在所述滑套的下端固定連接鋁芯體，在所述鋁芯體上端的中心設(shè)置上、下兩個(gè)臺(tái)階，所述上臺(tái)階直徑大于所述下臺(tái)階直徑，在所述下臺(tái)階與鋁芯體下端之間設(shè)置噴嘴；在所述上臺(tái)階的徑向設(shè)置外大內(nèi)小的側(cè)孔，在滑套側(cè)壁設(shè)置通孔，在所述上臺(tái)階的徑向側(cè)孔與所述滑套側(cè)壁的通孔內(nèi)設(shè)置柱塞；在所述滑套上端螺紋連接設(shè)有軸向通孔的擋板，在所述軸向通孔的下端設(shè)置翻板，所述翻板連接在擋板的下端；在所述擋板內(nèi)壁的一個(gè)周向均布至少兩個(gè)徑向凹槽，在所述各徑向凹槽內(nèi)分別通過彈簧支撐可徑向移動(dòng)的擋桿。
專利摘要一種表層套管鉆頭，涉及一種套管鉆井用的鉆頭，本體下端固定外刀翼，本體內(nèi)通過剪斷銷釘連接管狀滑套，滑套上設(shè)置豎向限位槽，本體上固定與限位槽配合的限位銷釘，滑套的下端固定鋁芯體，鋁芯體上端的中心設(shè)置上、下兩個(gè)臺(tái)階，下臺(tái)階與鋁芯體下端之間設(shè)置噴嘴；上臺(tái)階的徑向設(shè)置外大內(nèi)小的側(cè)孔，在滑套側(cè)壁設(shè)置通孔，上臺(tái)階的徑向側(cè)孔與所述滑套側(cè)壁的通孔內(nèi)設(shè)置柱塞；滑套上端螺紋連接設(shè)有軸向通孔的擋板，軸向通孔的下端設(shè)置翻板，擋板內(nèi)壁的一個(gè)周向均布徑向凹槽，各徑向凹槽內(nèi)分別通過彈簧支撐可徑向移動(dòng)的擋桿。本實(shí)用新型采用套管向井下傳遞機(jī)械能量和水力能量，邊鉆進(jìn)邊下套管，完鉆后作鉆柱用的套管直接留在井內(nèi)作完井用。
文檔編號(hào)E21B10/00GK201606004SQ20102010019
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月19日
發(fā)明者丁建林, 儲(chǔ)明來, 張宗林, 張文升, 陳濱 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司江蘇油田分公司