一種隨鉆擴(kuò)眼工具的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種隨鉆擴(kuò)眼工具，包括鉆頭體，鉆頭體上有領(lǐng)眼體和擴(kuò)眼體，所述擴(kuò)眼體的刀翼上布置圓形齒和尖形齒。本實用新型可以使擴(kuò)眼體刀翼上的切削齒易于吃入地層，增強(qiáng)擴(kuò)孔能力，改善擴(kuò)孔效果，提高鉆進(jìn)速率。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于石油天然氣、礦山工程、建筑基礎(chǔ)工程施工、地質(zhì)、水文等鉆探設(shè) 備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種適用于石油天然氣鉆井用的雙心擴(kuò)眼鉆頭。 一種隨鉆擴(kuò)眼工具

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著套管開窗側(cè)鉆和老井的二次開發(fā)越來越多，擴(kuò)眼工具得到了大量應(yīng)用。鉆井 工程中的擴(kuò)眼施工通常有兩種方式：其一，先用常規(guī)鉆頭鉆出領(lǐng)眼孔（即先導(dǎo)孔)，再換用擴(kuò) 孔鉆頭或工具進(jìn)行擴(kuò)孔施工，也即鉆領(lǐng)眼施工與擴(kuò)眼施工是分別進(jìn)行的；其二、用"隨鉆擴(kuò) 眼"的方式，邊鉆進(jìn)邊擴(kuò)眼，一次性完成鉆、擴(kuò)施工。雙心隨鉆擴(kuò)眼工具亦稱為"雙心擴(kuò)眼鉆 頭"、"雙心鉆頭"、"雙心擴(kuò)眼工具"等，是一種常用的隨鉆擴(kuò)眼工具或擴(kuò)眼鉆頭之一，常常用 于老井深鉆、側(cè)鉆等條件下的隨鉆擴(kuò)眼施工。雙心擴(kuò)眼工具為固定式偏心結(jié)構(gòu)體，主要由 領(lǐng)眼體(用于鉆領(lǐng)眼的切削結(jié)構(gòu)）和不對稱設(shè)置的擴(kuò)眼體(用于擴(kuò)眼的切削結(jié)構(gòu)）組成，軸線 為領(lǐng)眼體的中心軸線。雙心隨鉆擴(kuò)眼工具領(lǐng)眼體的切削結(jié)構(gòu)與常規(guī)固定切削齒鉆頭基本相 同，一般采用對稱或基本對稱的刀翼式切削結(jié)構(gòu)（即包括多個在周向?qū)ΨQ或基本對稱布置 的刀翼，刀翼上設(shè)置roc復(fù)合片等切削齒)。擴(kuò)眼體則不同，雖然通常也采用刀翼式切削結(jié) 構(gòu)，但刀翼在雙心隨鉆擴(kuò)眼工具的圓周方向是不對稱設(shè)置的，即僅在一部分圓周區(qū)域(一個 扇形圓周區(qū)域)設(shè)置有擴(kuò)眼刀翼，其余圓周區(qū)域則無。雙心隨鉆擴(kuò)眼工具（以下亦簡稱為"擴(kuò) 眼工具"或"擴(kuò)眼鉆頭"）的使用方式是：擴(kuò)眼工具下入并通過一段直徑較小的井眼(通常為 套管內(nèi)孔)，下入過程中擴(kuò)眼工具的領(lǐng)眼體的軸線與井眼的中心線有一定的偏移；穿過小直 徑井眼后，擴(kuò)眼工具繞自身軸線旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，可在較小直徑井眼下方鉆出直徑更大的井眼。
[0003] 在擴(kuò)眼作業(yè)時，擴(kuò)眼體上的切削齒往往磨損嚴(yán)重，其磨損速度一般快于領(lǐng)眼體上 的切削齒。這是由于擴(kuò)眼體上的切削齒旋轉(zhuǎn)半徑大，線速度高，承擔(dān)的切削破巖任務(wù)重。當(dāng) 擴(kuò)眼體上的切削齒磨損后，切削齒與巖石的接觸面積將增大，這不僅降低擴(kuò)眼體上的切削 齒吃入地層巖石的能力，降低擴(kuò)眼體的破巖效率；而且還會增大擴(kuò)眼體上的鉆壓分配，減小 領(lǐng)眼體上分配的鉆壓，降低領(lǐng)眼體上切削齒吃入地層的深度，從而降低鉆頭破巖效率。 實用新型內(nèi)容
[0004] 本實用新型的目的就是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種隨鉆擴(kuò)眼工具，使擴(kuò) 眼體的刀翼上的切削齒易于吃入地層，增強(qiáng)擴(kuò)孔能力，改善擴(kuò)孔效果，提高鉆進(jìn)速率。
[0005] 本實用新型的目的通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0006] 一種隨鉆擴(kuò)眼工具，包括鉆頭體，鉆頭體上有領(lǐng)眼體及擴(kuò)眼體，所述擴(kuò)眼體刀翼上 布置有尖形齒和圓形齒。
[0007] 作為優(yōu)選，所述尖形齒的出露高度大于等于圓形齒。
[0008] 作為優(yōu)選，所述擴(kuò)眼體上只有部分刀翼上布置有尖形齒。
[0009] 作為優(yōu)選，所述擴(kuò)眼體上的每個刀翼上都布置有尖形齒。
[0010] 作為優(yōu)選，所述尖形齒與圓形齒在覆蓋設(shè)計中相間布置。 toon] 作為優(yōu)選，所述尖形齒與圓形齒在周向同軌布置。
[0012] 作為優(yōu)選，所述圓形齒與尖形齒具有相同的后傾角。
[0013] 作為優(yōu)選，所述圓形齒與尖形齒具有不同的后傾角。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果在于：
[0015] (1)尖形齒齒尖曲率半徑小，其比相同高度的圓形齒的齒尖相對要尖(銳)，較普通 圓形更易于吃入地層巖石，可明顯提高了鉆頭的破巖效率。
[0016] (2)圓形齒和尖形齒組成的復(fù)合切削結(jié)構(gòu)，共同承擔(dān)切削破巖任務(wù)。尖形齒能較好 的吃入巖石，形成預(yù)破碎。能使圓形齒更容易吃入地層，提高鉆頭的破巖效率。
[0017] (3)即使切削齒處于磨損狀態(tài)，尖形齒仍然比圓形齒具有更窄的齒刃寬度，比磨損 的圓形齒吃入地層的能力要強(qiáng)，從總體上能減緩鉆頭的鈍化趨勢。
[0018] (4)本實用新型能根據(jù)地層靈活地選擇尖形齒和圓形齒相復(fù)合，能提高鉆頭的設(shè) 計針對性和鉆頭的適應(yīng)性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2是本實用新型的下入已鉆井眼(或套管）示意圖；
[0021] 圖3是本實用新型的正常擴(kuò)眼鉆進(jìn)示意圖；
[0022] 圖4是擴(kuò)眼體刀翼上尖形齒與圓形齒在覆蓋設(shè)計中相間布置的示意圖；
[0023] 圖5是擴(kuò)眼體刀翼上尖形齒與圓形齒在周向同軌布置示意圖。

【具體實施方式】
[0024] 下面結(jié)合具體實施例和附圖對本實用新型作進(jìn)一步的說明。
[0025] 參見圖1至圖5, 一種隨鉆擴(kuò)眼工具，包括鉆頭體，鉆頭體上有領(lǐng)眼體1及擴(kuò)眼體 2,所述擴(kuò)眼體2的刀翼上布置有尖形齒4和圓形齒3。
[0026] 在工作時，如圖2所示，隨鉆擴(kuò)眼工具6 (雙心擴(kuò)眼鉆頭）下入并通過一段直徑較 小的井眼7 (通常為套管內(nèi)孔)，下入過程中擴(kuò)眼鉆頭6的領(lǐng)眼體1的軸線5 (也為雙心擴(kuò)眼 鉆頭自身旋轉(zhuǎn)的軸線）與井眼7的中心線9有一定的偏移；如圖3所示，擴(kuò)眼鉆頭6穿過小 直徑井眼7后，擴(kuò)眼鉆頭6繞自身軸線5旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，可在較小直徑井眼7下方鉆出直徑更大 的井眼8。
[0027] 根據(jù)地層情況(硬地層、不均質(zhì)地層等情況)確定尖形齒4的出露高度，尖形齒4的 出露高度大于等于圓形齒3。
[0028] 所述擴(kuò)眼體2上的每個刀翼上都布置有尖形齒4,或者只有部分刀翼上布置有尖 形齒4。
[0029] 所述圓形齒3與尖形齒4具有相同的后傾角，或者具有不同的后傾角。
[0030] 參見圖4,所述尖形齒4與圓形齒3在覆蓋設(shè)計中相間布置。
[0031] 參見圖5,所述尖形齒4與圓形齒3在周向同軌布置，即尖形齒4與圓形齒3具有 相同的定位半徑和定位高度。
[0032] 根據(jù)不同的地層，選擇不同的尖形齒4、出露高度及布齒方式有利于滿足擴(kuò)眼要 求，提高鉆井速度，適應(yīng)復(fù)雜多變的井下環(huán)境。
[0033] 鉆頭在鉆進(jìn)過程中，尖形齒4首先預(yù)破碎巖石，然后圓形齒3以剪切方式切削巖 石，這種圓形齒3和尖形齒4相結(jié)合的復(fù)合切削結(jié)構(gòu)，大大增強(qiáng)了擴(kuò)眼體上切削齒吃入地層 的能力及擴(kuò)眼體的有效切削能力，增強(qiáng)擴(kuò)孔能力，鉆進(jìn)速度更快，切削過程更平穩(wěn)，擴(kuò)眼效 果更好。
[0034] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種隨鉆擴(kuò)眼工具，包括鉆頭體，鉆頭體上有領(lǐng)眼體及擴(kuò)眼體，其特征在于：所述擴(kuò) 眼體刀翼上布置有尖形齒和圓形齒，所述尖形齒的出露高度大于等于圓形齒。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隨鉆擴(kuò)眼工具，其特征在于：所述擴(kuò)眼體上只有部分刀 翼上布置有尖形齒。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隨鉆擴(kuò)眼工具，其特征在于：所述擴(kuò)眼體上的每個刀翼 上都布置有尖形齒。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隨鉆擴(kuò)眼工具，其特征在于：所述尖形齒與圓形齒在覆 蓋設(shè)計中相間布置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隨鉆擴(kuò)眼工具，其特征在于：所述尖形齒與圓形齒在周 向同軌布置。
【文檔編號】E21B7/28GK203905813SQ201420075272
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年2月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月21日
【發(fā)明者】楊迎新, 楊瑋, 徐帥兵, 任海濤, 陳煉, 胡良坡, 曾恒, 劉明, 周學(xué)軍 申請人:西南石油大學(xué), 四川川石·克銳達(dá)金剛石鉆頭有限公司