专利名称：套管钻井专用随钻扩眼器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油天然气勘探开发中的井下钻井工具，具体讲是 一种套管钻井专用随钻扩眼装置。
背景技术：
在常规钻井过程中，需要采用的大量的钻具，如钻杆、钻铤，就会 出现钻具的运输、维修、检验、更换，同时也带来钻具附件的损坏、更 换。在固井过程中，还有套管与套管附件等较多问题。任何一个环节出 现问题，都会影响井身质量，浪费大量的人力物力及费用。目前，为解决上述钻井和固井过程中所出现的问题，常采用套管钻 井工艺完成油井的钻井与固井。对于可更换钻头的套管钻井，要求采用 的钻头直径小于套管直径，才能实现钻头的可更换，但直径小于套管直 径的钻头所钻出的井眼直径小于套管直径，套管无法下入井内。并且常 规扩眼器结构复杂，不易于生产制造，不适用于套管钻井。在套管钻井 时，经常采用领眼钻头和随钻扩眼器组合的方式进行钻进，领眼钻头进 行领眼钻进，随钻扩眼器将井眼扩大到要求的尺寸。中国专利公告号CN2761807Y，提供了一种用于钻井的随钻井眼扩大 器。采用了在工具主体上装有上下腔体和切削钻头和弹簧通过固定螺丝 与固定销进行固定，使钻头在通过固定销和下腔体连接，在液压上升到 额定液压时造成弹簧屈服，切削钻头伸出本体，进行扩孔。公告号 CN2653113Y，提供了一种水力扩张式PDC扩眼器。在推杆上部与活塞相 连，弹簧支撑活塞，喷嘴固定在推杆顶端心部，调压杆通过螺纹固定在 调压杆支架上，扩眼刀翼上装有PDC切削齿，推杆与限位块一起利用弹簧的伸縮控制扩眼刀翼的縮放。这些钻井眼扩大器能完成井眼扩孔，但 不适合在套管钻井中使用。发明内容本实用新型的目的是提供一种套管钻井专用随钻扩眼器，在套管 钻井中能将井眼扩大的随钻扩眼器。本实用新型的目的是这样实现的套管钻井专用随钻扩眼器主要由 外壳体、齿条轴、弹簧、喷嘴、卡簧、扩眼器刀片和销轴组成。在外壳 体内腔上部有液缸，在液缸内有齿条轴和弹簧。齿条轴有中心通孔。齿 条轴的上部有活塞，活塞与液缸配合。弹簧在活塞的下端，支撑活塞。 齿条轴的下端外壁上有齿条。在齿条轴中心通孔的下端固定有喷嘴。在 外壳体上开有槽，槽内通过销轴固定有扩眼器刀片。扩眼器刀片外围有 与齿条轴上的齿条配合的齿轮。在扩眼过程中，钻井液的压力作用在活 塞上，并推动齿条轴向下运动。齿条轴的齿条带动扩眼器刀片的齿轮转 动，扩眼器刀片向外伸出，起到扩眼作用。通过活塞压縮或释放弹簧， 使齿条轴沿外壳体内腔上下移动，从而驱动扩眼器刀片张开或收回。所述的喷嘴固定在齿条轴中心通孔下端，其固定方式是通过卡簧固 定的。为了提高密封性能，所述的齿条轴上部的活塞外围有密封圈；在齿 条轴下部外围有密封圈。为了提高扩眼效率，所述的扩眼器刀片上镶嵌有PDC切削颗粒。 本实用新型的有益效果是套管钻井专用随钻扩眼器专为套管钻井 所设计。在套管钻井专用随钻扩眼器的上部连接井下锁定工具串，下部 连接钻头。钻井液循环工作时，齿条轴上的喷嘴产生对齿条轴的向下驱 动力，驱动扩眼器刀片张开。停泵时，弹簧驱动齿条轴上行，将扩眼器 刀片收回。利用钻井液作为动力，通过齿条轴对扩眼器刀片进行控制，实现自动开闭。该扩眼器能将井眼扩大到要求的尺寸，延长钻头使用寿命；扩眼器刀片上镶嵌有PDC切削颗粒具有耐磨损、硬度高、寿命长等优点。
图1是套管钻井专用随钻扩眼器剖面示意图。图中，l.外壳体，2.密封圈，3.齿条轴，4.弹簧，5.密封圈，6.喷 嘴，7.卡簧，8.扩眼器刀片，9.销轴。
具体实施方式
实施例l:参阅图l。以一个4)273mm的套管钻井专用随钻扩眼器为 例，进行详细说明。套管钻井专用随钻扩眼器的外壳体1外径245毫米。外壳体1内腔 上部液缸内径160毫米，长度450毫米。在液缸内有齿条轴3和压縮弹 簧4。齿条轴3长度710毫米，齿条轴3的上部活塞300毫米，齿条轴3 上部活塞外围有3道密封圈2，齿条轴3中心通孔50毫米。弹簧4在活 塞的下端，支撑活塞。弹簧4采用压縮弹簧，弹簧4长度260毫米。齿 条轴3的下端外壁上有齿条。在齿条轴3齿条的下部外围有密封圈5。 在齿条轴3中心通孔的下端固定有一个喷嘴6，喷嘴6通过卡簧7固定。 在外壳体1上开有3个槽，槽内分别通过销轴9固定有3个扩眼器刀片 8。扩眼器刀片8外围有与齿条轴3上的齿条配合的齿轮。扩眼器刀片8 上镶嵌有PDC切削颗粒。
权利要求1、一种套管钻井专用随钻扩眼器，主要由外壳体(1)、齿条轴(3)、弹簧(4)、喷嘴(6)、卡簧(7)、扩眼器刀片(8)和销轴(9)组成，其特征是在外壳体(1)内腔上部有液缸，在液缸内有齿条轴(3)和弹簧(4)，齿条轴(3)有中心通孔，齿条轴(3)的上部有活塞，活塞与液缸配合，弹簧(4)在活塞的下端，支撑活塞，齿条轴(3)的下端外壁上有齿条，在齿条轴(3)中心通孔的下端固定有喷嘴(6)，在外壳体(1)上开有槽，槽内通过销轴(9)固定有扩眼器刀片(8)，扩眼器刀片(8)外围有与齿条轴(3)上的齿条配合的齿轮。
2、 根据权利要求l所述的套管钻井专用随钻扩眼器，其特征是所 述的喷嘴(6)固定在齿条轴(3)中心通孔下端，其固定方式是通过卡簧(7) 固定的。
3、 根据权利要求1或2所述的套管钻井专用随钻扩眼器，其特征是: 所述的齿条轴(3)上部的活塞外围有密封圈(2);在齿条轴(3)下部外围有 密封圈(5)。
4、 根据权利要求1或2所述的套管钻井专用随钻扩眼器，其特征是: 所述的扩眼器刀片(8)上镶嵌有PDC切削颗粒。
专利摘要套管钻井专用随钻扩眼器，应用于石油天然气勘探开发的钻井中。特征是在外壳体内腔上部有液缸，在液缸内有齿条轴和弹簧。齿条轴有中心通孔。齿条轴的上部有活塞，活塞与液缸配合。弹簧在活塞的下端，支撑活塞。齿条轴的下端外壁上有齿条。在齿条轴中心通孔的下端固定有喷嘴。在外壳体上开有槽，槽内通过销轴固定有扩眼器刀片。扩眼器刀片外围有与齿条轴上的齿条配合的齿轮。效果是该扩眼器利用钻井液作为动力，通过齿条轴对扩眼器刀片进行控制，实现自动开闭。能将井眼扩大到要求的尺寸，延长钻头使用寿命；扩眼器刀片上镶嵌有PDC切削颗粒具有耐磨损、硬度高、寿命长等优点。
文档编号E21B10/32GK201106404SQ200720173568
公开日2008年8月27日 申请日期2007年10月10日 优先权日2007年10月10日
发明者于永亮, 来 冯, 尹洪伟, 力 王, 辉 王, 王建利, 郑万江 申请人:中国石油天然气集团公司;中国石油集团钻井工程技术研究院