专利名称：小钻头钻大井眼装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种小钻头钻大井眼装置，主要用于石油天然气钻井工程中用常规 钻进小钻头，钻出比所用钻头直径大的井眼。
背景技术：
在石油天然气钻井工程中由于工艺上的限制和特殊需要，有时要用小钻头钻出 一个井眼，然后再用大的钻头或扩孔器去扩眼，以满足下套管固井预防卡钻或继续 加深井的需要，这样存在的问题是延误施工时间，几乎等于重新又钻一次，增加大 量投资，并且往往风险大，事故的机遇多。
发明内容
本发明的目的就是提供一种小钻头钻大井眼装置，以解决现有技术中使用大小 直径的钻头钻井和扩井而导致的延误施工时间，增加大量投资事故风险的问题。
本发明的技术方案是包括水力弯接头及其上接头，在所述的水力弯接头的上 端连接有定位接头，该定位接头包括外壳、内套、弹簧、中间套、弹子，外壳的下 端与所述的水力弯接头上接头的上端连接，在该外壳内的中下部装有中间套，在该 中间套内的上部装有内套，在所述的中间套的顶端与内套的上端之间装有弹簧，该 内套的下端顶在中间套下部的台阶上；所述的中间套的下部向下伸入所述的水力弯 接头的上接头内；在所述的中间套壁孔内装有弹子，在所述的外壳内侧和内套的外 侧分布设有与该弹子对应的环形凹槽轨道；在所述的外壳与中间套之间设有限位机 构；在所述的内套上设有内外相通的侧水眼。
本发明的优点是实现用常规钻进小钻头，钻出比所用钻头直径大的井眼。 结构简单，使用性能可靠，扩大井径可调；起钻下钻不会造成阻卡；随钻正常钻井 时钻头直接扩大井径，节省时间，促进井下安全；工具使用寿命长，不额外增加费 用；侧水眼可帮助判断水力弯接头弯曲角度是否达到了要求的斜度，帮助了解扩大 井眼的可靠性。
图1是本发明上部结构的半剖视示意图； 图2是本发明下部结构的剖视示意图； 图3是本发明在应用时总体结构示意图。
附图标记说明l定位接头外壳；2定位接头内套；3定位接头弹簧；4定位接 头小间套；5定位接头弹子；6限位销；7水力弯接头上接头；8活塞；9顶杆；10 转轴；ll中心管；12下接头；13密封；14控制咀；15侧水眼；16垫子。
具体实施例方式
参见图1和图2，本发明由定位接头B和水力弯接头C两部分组成。其中
定位接头B包括外壳1、内套2、弹簧3、中间套4、弹子5，外壳l的下端与 所述的水力弯接头C上接头7的上端连接，在该外壳l内的中下部装有中间套4， 在该中间套4内的上部装有内套2，在所述的中间套4的顶端与内套2的上端之间 装有弹簧3。该内套2的下端顶在中间套4下部的台阶上，所述的中间套4的下部 向下伸入所述的水力弯接头C的上接头7内。在所述的中间套4壁孔内装有弹子5， 在所述的外壳1内侧和内套2的外侧分布设有与该弹f 5对应的环形凹槽轨道17 和18，弹子5可以在三三者间活动，但不会脱落；在所述的外壳1与中间套4之间 设有限位机构。在所述的内套2上设有内外相通的侧水眼15，其作用是通过泵压变 化，帮助判断水力弯接头弯曲度是否达到要求的弯曲度。
所述的限位机构包括设在所述的中间套4外侧的限位槽，以及设在外壳上的限 位销6，该限位销6的内端延伸至所述的限位槽内。
所述的水力弯接头C包括上接头7、活塞8、顶杆9、转轴IO、中心管ll、下 接头12、密封13、控制咀14和垫子16。活塞8密封滑动地安装在所述的上接头7 下部的縮口内，该活塞8的上端与所述的定位接头B的中间套4的下端相邻。该活 塞8的一侧与滑动设置在上接头7外侧的顶杆9上端连接，该顶杆9的下端顶在通 过转轴10连接在所述的上接头7下端的下接头12的上端。在贯穿于所述的活塞8 的下部至下接头12的轴心孔内设有中心管11，在该中心管11 ^下接头12之间设 有密封13。在活塞8的上端的中心孔内装有控制咀14，在活塞8的下端装有垫子 16。
本发明在应用时连接在钻具的J:端，其工作原理是
水力弯接头C的结构与己有专利(专利号ZL01218484.5)基本相同，其作用是在 活塞8受水力推动时，活塞8下行，活塞又联动推杆9，推动下接头12的上端台阶， 下接头12围绕转轴10旋转，产生一定的偏斜角度，改变了钻头前进的方向。使钻 具每转一周产生一定的扩大井眼直径。
本发明是在水力弯接头C上加一个定位接头B，工具下入井内，开泵条件下， 水力弯接头活塞8中控制咀14有阻力推动活塞8下行，定位接头的中间套4也随 之下行，此时，定位接头弹子5进入定位接头外壳1内侧的横向凹槽轨道18内(图 1所示的位置)，而此时定位接头内套2也在水力压力下压縮弹簧3，把弹子5限制 在外壳1和中间套4之间，使中间套不再会发生上下移动。这样，使水力弯接头的 活塞8也限制在被压縮后的位置而不会移动。从而保持了水力弯接头下接头12的 偏斜角度不变而实现扩大钻进并眼的目的。但当停泵时，定位接头内套2靠弹簧3 的作用弹到的最高位置。此时，恰好定位接头内套2对准定位接头中间套4的弹子 5。由于弹子5可以进入定位接头内套2的凹槽轨道17内，所以，弹子5向内活动， 定位接头中间套4即可向上移动，使水力弯接头C恢复拉直状态，这样就不会造成 起下钻的阻卡。其扩大井眼的大小，可事先在地面调整活塞下的垫子16的厚度， 以控制顶杆下行距离和水力弯接头的最大转动角度。获得扩大并径的效果。在定位 接头B上应加接一支常规使用的扶正器A(参见图3)，有利于扩大井径。
权利要求
1. 一种小钻头钻大井眼装置，包括水力弯接头(C)及其上接头(7)，其特征在于在所述的水力弯接头(C)的上端连接有定位接头(B)，该定位接头(B)包括外壳(1)、内套(2)、弹簧(3)、中间套(4)、弹子(5)，外壳(1)的下端与所述的水力弯接头(C)上接头(7)的上端连接，在该外壳(1)内的中下部装有中间套(4)，在该中间套(4)内的上部装有内套(2)，在所述的中间套(4)的顶端与内套(2)的上端之间装有弹簧(3)，该内套(2)的下端顶在中间套(4)下部的台阶上；所述的中间套(4)的下部向下伸入所述的水力弯接头(C)的上接头(7)内；在所述的中间套(4)壁孔内装有弹子(5)，在所述的外壳(1)内侧和内套(2)的外侧分布设有与该弹子(5)对应的环形凹槽轨道；在所述的外壳与中间套之间设有限位机构；在所述的内套(2)上设有内外相通的侧水眼(15)。
2、 根据权利要求1所述的小钻头钻大井眼装置，其特征在于所述的限位机 构包括设在所述的中间套(4)外侧的限位槽，以及设在外壳上的限位销(6),该 限位销(6)的内端延伸至所述的限位槽内。
3、 根据权利要求1或2所述的小钻头钻大井眼装置，其特征在于 所述的水力弯接头(C)还包括活塞、顶杆、转轴、中心管、下接头、密封和控制咀，活塞滑动安装在所述的上接头下部的縮口内，该活塞的上端与所述的定位接头 的中间套的下端相邻；该活塞的一侧与滑动设置在上接头外侧的顶杆上端连接，该 顶杆的下端顶在通过转轴连接在所述的上接头下端的下接头的上端；在活塞的上端 的中心孔内装有控制咀，在贯穿于所述的活塞的下部至下接头的轴心孔内设有中心 管，在该中心管与下接头之间设有密封。
4、 根据权利要求3所述的小钻头钻大井眼装置，其特征在于在所述的活塞 的下端装有垫子。
全文摘要
本发明公开了一种小钻头钻大井眼装置，由水力弯接头和定位接头组成，定位接头是为了控制水力弯接头活塞的上下活动，从而控制水力弯接头的弯曲度，由于定位接头的作用，在开泵条件下，水力弯接头发挥弯曲作用，在停泵条件下，水力弯接头没有弯度，所以，可以实现钻进中随常规钻头直接扩人井径，停泵起下钻不会造成阻卡。扩大井径的数值，可预先在地面调节设定，并通过侧水眼可判断设计扩大井径是否达到。结构简单，使用方便可靠，可用于各种井眼尺寸。
文档编号E21B7/18GK101205796SQ20061016744
公开日2008年6月25日 申请日期2006年12月20日 优先权日2006年12月20日
发明者杜晓瑞 申请人:杜晓瑞