一种双台阶自锁随钻扩眼器刀翼的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种双台阶自锁随钻扩眼器刀翼，包括刀翼本体、PDC复合片切削齿和保径齿，刀翼本体下端设有销轴孔，前端与后端设有前止推台阶和后自锁台阶，左侧为两斜面夹凹柱面结构，右侧刀翼上、下冠面轮廓均采用短剖物线轮廓冠面，上下冠面中间平面连接；PDC复合片切削齿镶嵌在刀翼的上、下冠面上，保径齿镶嵌在上下冠面中间的平面上，两排切削齿与保径齿排列呈现投影高密度全覆盖。本刀翼采用双台阶结构进行限位与自锁，刀翼短剖物线轮廓及投影高密度全覆盖布齿方式，既能够保证长井段井眼扩眼井径，提高扩眼质量，又能够倒划眼且延长刀翼的使用寿命，其结构简单，安装使用操作简便，安全可靠。
【专利说明】一种双台阶自锁随钻扩眼器刀翼
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及钻井工具领域，更具体的说是一种用于钻井扩眼作业的双台阶自锁随钻扩眼器刀翼。
【背景技术】
[0002]随着石油天然气钻完井向着大位移井和米用膨胀管完井方向发展，面临的钻井情况越来越复杂，随钻扩眼技术作为处理井下井眼缩径等复杂情况一种非常有效的手段，通过井眼直径的扩大增加套管环空间隙，有利于套管和膨胀管的下入，增加水泥环的厚度，提高目的层固井质量。目前应用的扩眼器，臂式扩眼器与大部分滑块式随钻扩眼器，其刀翼均不能自锁，在刀翼张开状态下，对中硬和硬地层，加大钻压，会造成刀翼自动向本体内收缩，导致某些井段井径达不到要求的扩大率；现有的随钻扩眼器刀翼大部分不能实现倒划眼，或者是在其刀翼张开状态不能呈现长短抛物线形状，使得切削齿受力不均匀磨损严重，导致扩眼器刀翼的寿命短，失效快，不能满足扩眼作业的要求。
【发明内容】
[0003]本实用新型目的是为了解决现有扩眼器刀翼在加大钻压的情况下造成刀翼自动向本体内收缩，导致井眼扩大率降低的问题，提供一种克服了现有技术中的不足，而且能够实现倒划眼功能与切削齿受力均匀的双台阶自锁随钻扩眼器刀翼。
[0004]本实用新型技术方案包括:
[0005]一种双台阶自锁随钻扩眼器刀翼，PDC复合片切削齿和PDC复合片保径齿镶嵌在刀翼本体上，刀翼本体下端设有销轴孔，前端与后端设有前止推台阶和后自锁台阶。
[0006]此外，刀翼本体的刀翼一侧设有刀翼上冠面和刀翼下冠面，另一侧为两斜面夹凹柱面结构；PDC复合片切削齿镶嵌在刀翼上冠面、刀翼下冠面上，PDC复合片保径齿镶嵌在刀翼上冠面和刀翼下冠面之间的平面上。刀翼上冠面和刀翼下冠面轮廓均采用短剖物线轮廓冠面。PDC复合片切削齿和PDC复合片保径齿排列呈现径向(井壁方向)及轴向(井底方向)投影高密度全覆盖；PDC复合片切削齿和PDC复合片保径齿之间开有排屑槽。
[0007]刀翼本体安装在随钻扩眼器本体长槽形两端半圆形窗口内，装配时将刀翼推至最大张开位置，通过本体侧面销轴装配孔装入连接销轴穿过活塞及刀翼销轴孔，使刀翼同内活塞连接，在弹簧力作用下刀翼通过导向滑道向下运动收缩入本体，销轴在轴向方向对刀翼进行约束，随钻扩眼器本体长槽形两端半圆形窗口侧面对刀翼进行径向约束。
[0008]在进行随钻扩眼作业时，将随钻扩眼器连接在井底领眼钻头之上，下部钻具组合中，钻井液通过钻具进入随钻扩眼器，通过销轴连接在活塞上的扩眼器刀翼被高压钻井液向上推动，刀翼沿着本体斜向滑道张开，刀翼前止推台阶到达随钻扩眼器本体台阶状态时刀翼完全张开，随钻扩眼器旋转式，刀翼切削齿切削井壁，使井眼不断扩大，在加大钻压时，刀翼上压力通过前端台阶作用在本体台阶上，后自锁台阶作用在活塞柱面，使刀翼自锁，保持整个扩眼井段井眼扩大率。需要倒划时，旋转上提钻具，上部短剖物线轮廓冠面切削井壁，实现倒划眼功能。
[0009]本实用新型的优点是刀翼采用双台阶结构进行限位与自锁，刀翼短剖物线轮廓及投影高密度全覆盖布齿方式，既能够保证长井段井眼扩眼井径，提高扩眼质量，又能够倒划眼且延长刀翼的使用寿命，本刀翼结构简单，安装使用操作简便，安全可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为一种双台阶自锁随钻扩眼器刀翼正视结构示意图。
[0011]图2为图1的立体结构示意图。
[0012]图3为一种实施例的刀翼安装在随钻扩眼器中结构示意图。
[0013]图中:1刀翼本体，2刀翼上冠面，3 PDC复合片保径齿，4 PDC复合片切削齿，5刀翼下冠面，6刀翼销轴孔，7排屑槽，8前止推台阶，9后自锁台阶，10随钻扩眼器本体，11本体窗口，12本体导向滑道，13本体台阶，14本体销轴装配孔。
【具体实施方式】
[0014]下面结合说明书附图和【具体实施方式】，对本实用新型作进一步描述。
[0015]参照说明书附图1、图2，一种双台阶自锁随钻扩眼器刀翼，包括刀翼本体1、PDC复合片切削齿4和PDC复合片保径齿5，刀翼本体下端设有销轴孔6，前端与后端设有前止推台阶8和后自锁台阶9，左侧为两斜面夹凹柱面结构，右侧刀翼上冠面2、下冠面5轮廓均采用短剖物线轮廓冠面，上冠面2、下冠面5中间平面连接；PDC复合片切削齿4镶嵌在刀翼的上、下冠面上，保径齿3镶嵌在上下冠面中间的平面上，冠面上分别布置前后两排PDC复合片切削齿4与保径齿3，且两排切削齿与保径齿排列呈现径向(井壁方向)及轴向(井底方向)投影高密度全覆盖，两排齿之间开有排屑槽7。
[0016]参照说明书附图3，刀翼本体I安装在随钻扩眼器本体10长槽形两端半圆形窗口11内，装配时将刀翼推至最大张开位置，通过本体侧面销轴装配孔14装入连接销轴穿过活塞及刀翼销轴孔6，使刀翼同内活塞连接，在弹簧力作用下刀翼通过导向滑道12向下运动收缩入随钻扩眼器本体10，销轴在轴向方向对刀翼进行约束，随钻扩眼器本体长槽形两端半圆形窗口侧面对刀翼进行径向约束。
[0017]在进行随钻扩眼作业时，将随钻扩眼器连接在井底领眼钻头之上，下部钻具组合中，钻井液通过钻具进入随钻扩眼器，通过销轴连接在活塞上的扩眼器刀翼被高压钻井液向上推动，刀翼沿着本体导向滑道12张开，刀翼前止推台阶8到达随钻扩眼器本体台阶13状态时刀翼完全张开，随钻扩眼器旋转时，刀翼切削齿切削井壁，使井眼不断扩大，在加大钻压时，刀翼上压力通过前端台阶8作用在本体台阶13上，后自锁台阶9作用在活塞柱面，使刀翼自锁，保持整个扩眼井段井眼扩大率。需要倒划时，旋转上提钻具，上部短剖物线轮廓冠面切削井壁，实现倒划眼功能。
【权利要求】
1.一种双台阶自锁随钻扩眼器刀翼，包括刀翼本体(I)和镶嵌在刀翼本体(I)上的roc复合片切削齿(4)、PDC复合片保径齿(5)，其特征在于:刀翼本体(I)下端设有销轴孔(6)，前端与后端设有前止推台阶(8)和后自锁台阶(9)。
2.根据权利要求1所述的双台阶自锁随钻扩眼器刀翼，其特征在于:所述刀翼本体(I)的刀翼一侧设有刀翼上冠面(2)和刀翼下冠面(5)，另一侧为两斜面夹凹柱面结构；PDC复合片切削齿(4)镶嵌在刀翼上冠面(2)、刀翼下冠面(5)上，PDC复合片保径齿(3)镶嵌在刀翼上冠面(2)和刀翼下冠面(5)之间的平面上。
3.根据权利要求2所述的双台阶自锁随钻扩眼器刀翼，其特征在于:所述刀翼上冠面(2)和刀翼下冠面(5)轮廓均采用短剖物线轮廓冠面。
4.根据权利要求2或3所述的双台阶自锁随钻扩眼器刀翼，其特征在于:所述PDC复合片切削齿(4)和PDC复合片保径齿(5)排列呈现径向及轴向投影高密度全覆盖。
5.根据权利要求2或3所述的双台阶自锁随钻扩眼器刀翼，其特征在于:所述PDC复合片切削齿(4)和PDC复合片保径齿(5)之间开有排屑槽(7)。
【文档编号】E21B10/43GK203756040SQ201320881810
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】张辉, 吴仲华, 唐志军, 鲁金峰, 于文涛, 孙艳军, 周富刚 申请人:中国石油化工集团公司, 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院