一種液壓擴眼器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種液壓擴眼器，包括上接頭1，上接頭與本體7上端螺紋連接，本體下端與下接頭22；上接頭內(nèi)設有上球座4，上球座經(jīng)銷釘3與上接頭連接；本體上設有3個成120°分布的刀翼槽，刀翼槽內(nèi)設有刀翼11；本體內(nèi)設有心軸9，心軸底部套有活塞15，活塞頂部設有擋環(huán)12，通過擋環(huán)推動刀翼向外擴張完成擴眼操作。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，拆卸方便，可強制收攏張開的刀翼，通過改變泥漿通道可提高刀翼的可靠性，減少了刀翼卡死的可能性，刀翼槽變形小，可延長刀翼和本體的使用壽命。大大提高了擴眼器的安全性，解決了刀翼因故不能收攏造成的卡鉆問題。
【專利說明】一種液壓擴眼器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種液壓擴眼器，屬于油氣鉆采工具【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著石油鉆采技術(shù)的不斷發(fā)展完善，在陸地和海上的油氣鉆采過程中，鉆井形成的井眼由于受地層擠壓等原因，經(jīng)常會遇到井眼直徑縮小導致鉆井過程難以繼續(xù)的問題，擴眼已成為解決復雜深井阻卡、改良套管程序、提高固井質(zhì)量以及降低鉆井成本的重要手段。液壓擴眼器收攏刀翼多數(shù)是在無泵壓狀態(tài)下依靠彈簧提供的推力完成，偶有出現(xiàn)刀翼收攏不到位的現(xiàn)象，若是發(fā)生將不能起下鉆釀成事故。由此出現(xiàn)了設有安全收攏裝置的液壓擴眼器，可以再次啟動泥漿泵，第二次投球驅(qū)動安全收攏裝置機構(gòu)強力收攏刀翼?，F(xiàn)有技術(shù)不足的是具有安全收攏裝置的液壓擴眼器結(jié)構(gòu)復雜、加工和裝配及其不方便。更有一些廠家為了減小加工難度將泥漿噴射通道設計成從刀翼兩側(cè)流出，其缺點:一是泥漿沖蝕刀翼固定塊上的連接螺釘，螺釘會松動被沖掉，從而刀翼存在掉落的危險，造成嚴重的鉆井事故；二是泥漿沖蝕刀翼滑槽，造成刀翼與滑槽間隙擴大，刀翼切削井壁時會產(chǎn)生晃動，對擴眼器本體強度產(chǎn)生很大的影響。
[0003]擴眼器工作時，伸張開的刀翼轉(zhuǎn)動切削井壁，巨大的切向切削抗力，通過刀翼作用于與之相接觸的滑槽側(cè)面，切向切削抗力越大刀翼和滑槽提早損壞的可能性越大，將直接導致擴眼器工作可靠性降低和使用壽命減小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于，提供一種液壓擴眼器，以解決刀翼因故不能收攏以及刀翼在刀翼槽中的抖動使刀翼槽過早損壞的問題，提高擴眼器的使用壽命，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案:
[0006]本實用新型的一種液壓擴眼器，包括上接頭，上接頭與本體上端螺紋連接，本體下端與下接頭；上接頭內(nèi)設有上球座，上球座經(jīng)銷釘與上接頭連接；本體上設有3個成120°分布的刀翼槽，刀翼槽內(nèi)設有刀翼；本體內(nèi)設有心軸，心軸底部套有活塞，活塞頂部設有擋環(huán)，通過擋環(huán)推動刀翼向外擴張完成擴眼操作。
[0007]前述液壓擴眼器中，所述刀翼頂部設有與心軸連接的上擋塊，上擋塊上方的心軸上設有限位套，限位套上方設有大彈簧，大彈簧頂部設有彈簧墊。
[0008]前述液壓擴眼器中，所述刀翼下方設有擋環(huán)，擋環(huán)經(jīng)擋環(huán)固定塊與套在心軸上的活塞連接，活塞底部設有下支撐座；活塞內(nèi)設有下球座固定軸，下球座固定軸內(nèi)設有下球座，下球座經(jīng)剪釘與下球座固定軸連接。
[0009]前述液壓擴眼器中，所述下球座固定軸上設有沿圓周均布的上分流孔和下分流孔，與上分流孔對應的本體上設有噴嘴；下球座固定軸外套有下壓帽，下壓帽與本體內(nèi)孔螺紋連接，本體底部與下接頭螺紋連接。[0010]前述液壓擴眼器中，所述刀翼與上擋塊的接觸面和與擋環(huán)的接觸面均為傾斜面，傾斜角度β為5°?13°。
[0011]前述液壓擴眼器中，所述上擋塊和擋環(huán)與刀翼的接觸面均設有滑槽，滑槽的底面均為傾斜面，傾斜角度β與刀翼兩端面的傾斜角度相對應。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，拆卸方便，可強制收攏張開的刀翼，大大提高了擴眼器的安全可靠性，解決了刀翼因故不能收攏造成的卡鉆問題。由于上接頭有環(huán)形槽，上球座上有腰形槽，當?shù)兑硎諗n后任然能保證泥漿的正常循環(huán)；由于刀翼、上擋塊、擋環(huán)上都有與之配合的傾斜5°?13°的平面，所以刀翼對刀翼槽的徑向力和刀翼槽對刀翼的剪切力會轉(zhuǎn)化為軸向方向的力，徑向力和剪切力大大的減小，本體刀翼槽變形小，刀翼和本體使用壽命提高了。由于隨鉆液壓擴眼器在下球座固定軸上設計有6個上分流孔、6個下分流孔，所以才使在投球剪短下球座固定銷后，將泥漿分成兩個通道，保證了下部鉆柱的泥漿暢通，還保證了泥漿給活塞的推力，泥漿通道的改變起到帶走巖屑和冷卻刀翼的作用，還保護了刀翼滑槽，減少了刀翼卡死的可能性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是刀翼的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3是圖2的右視圖；
[0016]圖4是下球座固定軸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖5是擋環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]附圖中的標記為:1_上接頭、2-大鋼球、3-銷釘、4-上球座、5-彈簧墊、6-大彈簧、7-本體、8-限位套、9-心軸、10-上擋塊、11-刀翼、11-1-上擋塊接觸面、11-2-擋環(huán)接觸面、12-擋環(huán)、12-1-滑槽、13-擋環(huán)固定塊、14-噴嘴、15-活塞、16-下球座固定軸、16-1-上分流孔、16-2-下分流孔、17-小鋼球、18-下球座、19-下壓帽、20-剪釘、21-下支撐座、22-下接頭。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的詳細說明，但不作為對本實用新型的任何限制。
[0020]本實用新型的一種液壓擴眼器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，該液壓擴眼器包括上接頭1，上接頭I與本體7上端螺紋連接，本體7下端與下接頭22 ;上接頭I內(nèi)設有上球座4，上球座4經(jīng)銷釘3與上接頭I連接；本體7上設有3個成120°分布的刀翼槽，刀翼槽內(nèi)設有刀翼11 ;本體7內(nèi)設有心軸9，心軸9底部套有活塞15，活塞15頂部設有擋環(huán)12，通過擋環(huán)12推動刀翼11向外擴張完成擴眼操作。所述刀翼11頂部設有與心軸9連接的上擋塊10，上擋塊10上方的心軸9上設有限位套8，限位套8上方設有大彈簧6，大彈簧6頂部設有彈簧墊5。所述刀翼11下方設有擋環(huán)12，擋環(huán)12經(jīng)擋環(huán)固定塊13與套在心軸9上的活塞15連接，活塞15底部設有下支撐座21 ;活塞15內(nèi)設有下球座固定軸16，下球座固定軸16內(nèi)設有下球座18，下球座18經(jīng)剪釘20與下球座固定軸16連接。所述下球座固定軸16上設有沿圓周均布的上分流孔16.1和下分流孔16.2，與上分流孔16.1對應的本體7上設有噴嘴14 ;下球座固定軸16外套有下壓帽19，下壓帽19與本體7內(nèi)孔螺紋連接，本體7底部與下接頭22螺紋連接。所述刀翼11與上擋塊的接觸面和與擋環(huán)的接觸面均為傾斜面，傾斜角度β為5°?13°。上擋塊10和擋環(huán)12與刀翼11的接觸面均設有滑槽12.1，滑槽12.1的底面均為傾斜面，傾斜角度β與刀翼11兩端面的傾斜角度相對應。
[0021]采用上述液壓擴眼器的一種擴眼方法為，該方法通過其它與液壓擴眼器連接的鉆桿將液壓擴眼器從井口放至需要擴眼的井段，然后從鉆桿頂部投入小鋼球17，當小鋼球17隨著沿著鉆桿內(nèi)孔落至液壓擴眼器的下球座18上后，啟動井上的泥漿泵；在泥漿壓力作用下通過下球座18剪斷剪釘20，通過下球座18向下移動打開下球座固定軸16上的上分流孔16.1和下分流孔16.2，使泥漿分別從上分流孔16.1和下分流孔16.2流出，從上分流孔16.1流出的泥漿推動活塞15克服大彈簧6壓力上行，將刀翼11向外推出，通過刀翼11上的刀頭切削井壁完成擴眼作業(yè)。井上的泥漿泵停止工作后，活塞15底部的泥漿壓力消失，大彈簧6推動限位套8帶動心軸9下行，心軸9在下行過程中帶動刀翼11縮回本體7 ;若出現(xiàn)刀翼11無法自動收攏時，從鉆桿頂部投入大鋼球2，通過大鋼球2堵塞上球座4的上口，重新啟動井上的泥漿泵，通過泥漿壓力剪斷上球座4與上接頭I連接的銷釘3，泥漿推動上球座4下行，抵壓心軸9向下運動，通過心軸9推動刀翼11強行收攏在本體7內(nèi)，防止卡鉆。刀翼11底部的本體7上設有一組沿圓周均布的噴嘴14 ;泥漿通過下球座固定軸16上的上分流孔16.1和本體7上的噴嘴14對刀翼11進行冷卻，并同時將切屑從井下帶出井上。刀翼11上下兩端為5°?13°傾斜面，通過傾斜面將刀翼11上的切削抗力部分轉(zhuǎn)化為軸向力，以減小刀翼11在刀翼槽內(nèi)的晃動和壓力，延長液壓擴眼器的使用壽命。
[0022]本實用新型的工作過程及原理
[0023]當需要擴眼時液壓擴眼器就相當于一根短鉆桿，通過其它與液壓擴眼器連接的鉆桿將液壓擴眼器從井口放至需要擴眼的井段。然后從鉆桿頂部投入小鋼球17，當小鋼球17隨著沿著鉆桿內(nèi)孔落至液壓擴眼器的下球座18上后，堵塞了泥漿的正常循環(huán)通道使下球座18上方壓力巨增，在巨大壓力的作用下使固定下球座18的剪釘20被剪斷，下球座18在泥漿壓力作用下向下移動，打開下球座固定軸16上的上分流孔16.1和下分流孔16.2，泥漿分別從上分流孔16.1和下分流孔16.2流出，推動活塞15克服其上端大彈簧6的壓力上行，活塞15上行過程中將刀翼11向外推出，通過刀翼11切削井壁開始擴眼作業(yè)。擴眼過程中，刀翼11通過本體7上的噴嘴14噴射出來的泥漿進行冷卻。
[0024]當擴眼作業(yè)完成后，井上的泥漿泵停止工作，活塞15底部的泥漿壓力消失，大彈簧6推動限位套8帶動心軸9下行，心軸9在下行過程中帶動刀翼11縮回本體7。正常情況下，在擴眼結(jié)束停泵后，刀翼11都能自動收攏。但是由于擴眼井況的復雜性或彈簧在泥漿腐蝕下失效等其它種種原因造成刀翼不能自動收攏時，可以采用二次投球的方法進行補救。具體做法是從鉆桿頂部投入一顆大鋼球2，當大鋼球2隨著沿著鉆桿內(nèi)孔落至液壓擴眼器的上球座4上后，重新啟動井上的泥漿泵，由于大鋼球2堵塞了泥漿的正常循環(huán)通道使上球座4上方壓力巨增，在巨大壓力的作用下使固定上球座4的銷釘3被剪斷，在泥漿壓力的作用在推動上球座4下行，上球座4推動心軸9向下運動，心軸9帶動上擋塊10向下運動，上擋塊10推動刀翼11強行收攏刀本體7內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種液壓擴眼器，包括上接頭(1)，上接頭(I)與本體(7)上端螺紋連接，本體(7)下端與下接頭(22)螺紋連接；其特征在于:上接頭(I)內(nèi)設有上球座(4)，上球座(4)經(jīng)銷釘(3)與上接頭(I)連接；本體(7)上設有3個成120°分布的刀翼槽，刀翼槽內(nèi)設有刀翼(11)；本體(7)內(nèi)設有心軸(9)，心軸(9)底部套有活塞(15)，活塞(15)頂部設有擋環(huán)(12)，通過擋環(huán)(12)推動刀翼(11)向外擴張完成擴眼操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述液壓擴眼器，其特征在于:所述刀翼(11)頂部設有與心軸(9)連接的上擋塊(10 )，上擋塊(10 )上方的心軸(9 )上設有限位套(8 )，限位套(8 )上方設有大彈簧(6 )，大彈簧(6 )頂部設有彈簧墊(5 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述液壓擴眼器，其特征在于:所述刀翼(11)下方設有擋環(huán)(12)，擋環(huán)(12 )經(jīng)擋環(huán)固定塊13與套在心軸(9 )上的活塞(15 )連接，活塞(15 )底部設有下支撐座(21);活塞(15)內(nèi)設有下球座固定軸(16)，下球座固定軸(16)內(nèi)設有下球座(18)，下球座(18)經(jīng)剪釘(20)與下球座固定軸(16)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述液壓擴眼器，其特征在于:所述下球座固定軸(16)上設有沿圓周均布的上分流孔(16.1)和下分流孔(16.2)，與上分流孔(16.1)對應的本體(7)上設有噴嘴(14);下球座固定軸(16)外套有下壓帽(19)，下壓帽(19)與本體(7)內(nèi)孔螺紋連接，本體(7)底部與下接頭(22)螺紋連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述液壓擴眼器，其特征在于:所述刀翼(11)與上擋塊的接觸面(11.1)和與擋環(huán)的接觸面(11.2)均為傾斜面，傾斜角度β為5°?13°。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述液壓擴眼器，其特征在于:所述上擋塊(10)和擋環(huán)(12)與刀翼(11)的接觸面均設有滑槽(12.1)，滑槽(12.1)的底面均為傾斜面，傾斜角度β與刀翼(11)兩端面的傾斜角度相對應。
【文檔編號】E21B10/60GK203626616SQ201320866481
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】王輝, 楊庭華, 補聲軍 申請人:貴州高峰石油機械股份有限公司