專(zhuān)利名稱(chēng)：一種液壓平行滑移擴(kuò)張式隨鉆擴(kuò)眼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)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(kuò)張式隨鉆擴(kuò)眼器。
背景技術(shù)：
油氣勘探面臨著越來(lái)越復(fù)雜的地質(zhì)問(wèn)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(lái)一系列問(wèn)題，如環(huán)空壓耗過(guò)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(fù)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(fù)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(dāng)垮塌發(fā)生在鉆頭或穩(wěn)定器之上，則可能導(dǎo)致無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)和上提；當(dāng)下套管前井眼發(fā)生縮徑，則套管無(wú)法下入。如果在固井或完井時(shí)發(fā)生縮徑或是坍塌，則會(huì)導(dǎo)致固井質(zhì)量差，油井壽命短。采用擴(kuò)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(kuò)眼工藝的主要工具是隨鉆擴(kuò)眼器。利用隨鉆擴(kuò)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(duì)套管的擠毀問(wèn)題，以及解決深部井段環(huán)空間隙小所帶來(lái)的一系列鉆井、完井、固井及采油等環(huán)節(jié)的技術(shù)問(wèn)題。目前國(guó)產(chǎn)擴(kuò)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(guó)外擴(kuò)眼器產(chǎn)品服務(wù)費(fèi)用昂貴，長(zhǎng)期依賴(lài)國(guó)外不利于我國(guó)石油行業(yè)發(fā)展。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)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(kuò)張式隨鉆擴(kuò)眼器。利用壓差控制工具的工作狀態(tài)，能有效避免鉆井過(guò)程中繁瑣的起下鉆過(guò)程，節(jié)省時(shí)間，操作簡(jiǎn)便。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是本實(shí)用新型一種液壓平行滑移擴(kuò)張式隨鉆擴(kuò)眼器，主要由本體、上蓋、彈簧、心軸、 止動(dòng)環(huán)、限位塊、刀翼、驅(qū)動(dòng)環(huán)、驅(qū)動(dòng)環(huán)鎖塊、活塞、分流腔、下端蓋組成。所述心軸上端通過(guò)螺紋連接到上蓋，上蓋與本體之間用上蓋長(zhǎng)銷(xiāo)連接。彈簧安裝在上蓋內(nèi)部，彈簧下端緊壓在止動(dòng)環(huán)上。限位塊通過(guò)螺釘連接在止動(dòng)環(huán)上。刀翼壓緊在止動(dòng)環(huán)和驅(qū)動(dòng)環(huán)之間，止動(dòng)環(huán)和驅(qū)動(dòng)環(huán)都套裝在心軸上。止動(dòng)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(shè)有引導(dǎo)刀翼滑動(dòng)且與中心軸成15° 30°的梯形滑槽和梯形滑條。驅(qū)動(dòng)環(huán)臂上設(shè)有與水平線成 10° 30°夾角的噴嘴?；钊万?qū)動(dòng)環(huán)設(shè)置了定位塊保證兩者的分流孔在安裝時(shí)對(duì)齊。驅(qū)動(dòng)環(huán)鎖塊將驅(qū)動(dòng)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(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的優(yōu)點(diǎn)和效果是1、利用梯形滑槽引導(dǎo)張開(kāi)和收回刀翼，工作可靠性高，可減少?gòu)堥_(kāi)和收回時(shí)出現(xiàn)刀翼卡死問(wèn)題的發(fā)生；2、噴嘴隨著刀翼一起運(yùn)動(dòng)，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(kuò)眼的過(guò)程中，刀翼在壓差和巖石力作用下，始終保持著最大的擴(kuò)張狀態(tài)，保證擴(kuò)眼率和擴(kuò)眼質(zhì)量；4、當(dāng)壓差達(dá)到一定值的時(shí)候，刀翼才會(huì)擴(kuò)張即擴(kuò)眼器才會(huì)開(kāi)始工作，保證了擴(kuò)眼井段位置的準(zhǔn)確性；5、無(wú)需工作時(shí)只需停泵刀翼就可以在彈簧作用下復(fù)位，操作方便；6、可隨鉆擴(kuò)眼工作，也可單獨(dú)工作；7、止動(dòng)環(huán)與刀翼的接觸面為斜面，可減少切削過(guò)程中刀翼的振動(dòng)。

圖1是本實(shí)用新型一種液壓平行滑移擴(kuò)張式隨鉆擴(kuò)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(zhǎng)銷(xiāo)，5.彈簧，6.限位塊，7.止動(dòng)環(huán)，8.刀翼，9.驅(qū)動(dòng)環(huán)，10.驅(qū)動(dòng)環(huán)鎖塊，11.活塞，12.分流腔，13.下端蓋短銷(xiāo)，14.下端蓋，15.噴嘴，16.定位塊，17.活塞分流孔。
具體實(shí)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(kuò)張式隨鉆擴(kuò)眼器，主要由本體 1、心軸2、上蓋3、上蓋長(zhǎng)銷(xiāo)4、彈簧5、止動(dòng)環(huán)7，限位塊6、刀翼8、驅(qū)動(dòng)環(huán)9、驅(qū)動(dòng)環(huán)鎖塊10、 活塞11、分流腔12、下端蓋短銷(xiāo)13、下端蓋14組成。所述心軸2上端通過(guò)螺紋連接到上蓋 3，上蓋3與本體1之間用上蓋長(zhǎng)銷(xiāo)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(dòng)環(huán)7上；限位塊6通過(guò)螺釘連接在止動(dòng)環(huán)7上，刀翼8壓緊在止動(dòng)環(huán)7和驅(qū)動(dòng)環(huán)9之間， 刀翼8與本體1通過(guò)與中心軸成15° 30°的梯形滑條和梯形滑槽配合安裝；止動(dòng)環(huán)7和驅(qū)動(dòng)環(huán)9都套裝在心軸2上；驅(qū)動(dòng)環(huán)9和活塞11通過(guò)定位塊16進(jìn)行安裝時(shí)的定位，驅(qū)動(dòng)環(huán)鎖塊10將驅(qū)動(dòng)環(huán)9和活塞11鎖緊在一起，驅(qū)動(dòng)環(huán)9臂上設(shè)有與水平線成10° 30°夾角的噴嘴15。擴(kuò)眼器未工作的時(shí)候，驅(qū)動(dòng)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(guò)螺紋相對(duì)固定，下端蓋14與本體 1之間用下蓋短銷(xiāo)13進(jìn)行連接。本實(shí)用新型的工作原理如圖1所示，當(dāng)擴(kuò)眼器在不工作時(shí)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(kuò)眼器工作的時(shí)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(dòng)環(huán)9上的分流孔和噴嘴15進(jìn)入環(huán)空。另一部分流過(guò)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(dòng)活塞11向上移動(dòng)，活塞11推動(dòng)驅(qū)動(dòng)環(huán)9 一同向上運(yùn)動(dòng)，刀翼8 便在驅(qū)動(dòng)環(huán)9的推動(dòng)下，沿著本體1上的梯形滑槽向上、向外張開(kāi)。止動(dòng)環(huán)7也向上運(yùn)動(dòng)壓縮彈簧5，直至安裝在止動(dòng)環(huán)7上的限位塊6與本體1接觸，開(kāi)始限位。此時(shí)刀翼8張開(kāi)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(fù)力的作用下，推動(dòng)止動(dòng)環(huán)7、限位塊6、刀翼8、驅(qū)動(dòng)塊9、驅(qū)動(dòng)環(huán)鎖塊10、活塞11向下運(yùn)動(dòng)，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(kuò)張式隨鉆擴(kuò)眼器，主要由本體(1)、上蓋(3)、彈簧(5)、心軸 (2)、止動(dòng)環(huán)(7)、限位塊(6)、刀翼(8)、驅(qū)動(dòng)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(guò)螺紋連接到上蓋(3)，上蓋(3)與本體⑴之間用上蓋長(zhǎng)銷(xiāo)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(dòng)環(huán)(7)上，限位塊(6)通過(guò)螺釘連接在止動(dòng)環(huán)(7)上；刀翼(8)壓緊在止動(dòng)環(huán)(7)和驅(qū)動(dòng)環(huán)(9)之間，本體 ⑴上設(shè)置了裝刀翼⑶的窗孔；驅(qū)動(dòng)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(guò)螺紋相對(duì)固定，下端蓋(14)與本體⑴之間用下蓋短銷(xiāo)(13)進(jìn)行連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓平行滑移擴(kuò)張式隨鉆擴(kuò)眼器，其特征在于止動(dòng)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(kuò)張式隨鉆擴(kuò)眼器，其特征在于本體(1)和刀翼(8)上設(shè)有引導(dǎo)刀翼滑動(dòng)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(kuò)張式隨鉆擴(kuò)眼器，其特征在于驅(qū)動(dòng)環(huán)(9) 臂上設(shè)有與水平線成10° 30°夾角的噴嘴(15)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)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(kuò)張式隨鉆擴(kuò)眼器，它主要由本體、上蓋、彈簧、心軸、止動(dòng)環(huán)、限位塊、刀翼、驅(qū)動(dòng)環(huán)、驅(qū)動(dòng)環(huán)鎖塊、活塞、分流腔、下端蓋組成。所述心軸上端通過(guò)螺紋連接到上蓋，上蓋與本體之間用上蓋長(zhǎng)銷(xiāo)連接；彈簧安裝在上蓋內(nèi)部，彈簧下端緊壓在止動(dòng)環(huán)上；限位塊通過(guò)螺釘連接在止動(dòng)環(huán)上；刀翼壓緊在止動(dòng)環(huán)和驅(qū)動(dòng)環(huán)之間；止動(dòng)環(huán)和驅(qū)動(dòng)環(huán)都套裝在心軸上，止動(dòng)環(huán)與刀翼的接觸面為傾角為1°～10°的斜面；噴嘴設(shè)置在驅(qū)動(dòng)環(huán)臂上，可隨驅(qū)動(dòng)環(huán)一起運(yùn)動(dòng)，保證了對(duì)刀翼的清洗效果。本實(shí)用新型能有效擴(kuò)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(hào)E21B10/32GK202081824SQ201020549680
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)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(qǐng)人:西南石油大學(xué)