一种用于大直径扩眼的自清洗扩眼器刀翼的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钻井工具领域中的石油天然气钻井井眼的扩眼工具，尤其是一种用于大直径扩眼的自清洗扩眼器刀翼。
【背景技术】
[0002]随着油气钻井向着深井、超深井、闻压油气井、海洋深水钻井等领域的转移，钻井工程所要面对的复杂状况越来越多。扩眼技术作为处理钻井异常状况的重要手段不断发展，逐渐成为一种能够应对塑性地层，优化套管程序，提高固井质量，降低钻井成本的先进技术。ZL200520127029.2披露了一种采用短抛物线结构的刀翼，并在刀翼上采用了高低两层复式布置合金齿的设计。采用此种结构，当扩眼到最大直径后，扩眼刀翼下部没有平底结构，在钻压作用下很难保持最大扩眼直径进行扩眼；同时刀翼没有设计直接清洗切削齿的清洗流道，钻屑不能快速高效排出，容易泥包roc齿；刀翼上部没有全部覆盖倒划眼roc齿，扩眼过程中当地层出现缩颈时，无法有效的进行倒划眼作业。
【发明内容】
[0003]本发明目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种可以保持最大扩眼直径、快速高效排出钻屑和倒划眼作业的用于大直径扩眼的自清洗扩眼器刀翼。
[0004]本发明的技术方案是:
一种用于大直径扩眼的自清洗扩眼器刀翼，包括刀翼刚体2和镶嵌在刀翼刚体2的roc齿，其中:刀翼刚体2上端部设有销轴孔9，下端部为平底结构，刀翼刚体2切削面上分布有两行PDC齿，分别为前排PDC齿5和后排PDC齿4 ;刀翼刚体2靠近前排PDC齿5的一侧面设有前排齿清洗槽7，前排PDC齿5与后排PDC齿4之间的刀翼刚体2切削面上设有后排齿排屑槽10，刀翼刚体2内部设有与后排齿排屑槽10连通的后排齿冲洗流道11。
[0005]上述方案还包括:后排齿冲洗流道11由一个后排齿冲洗主流道12和多个不同方向的后排齿冲洗分流道13组成。
[0006]后排齿冲洗分流道13为三个。
[0007]上述方案进一步包括:所述的前排PDC齿5和后排PDC齿4按功能分别包括倒划眼roc齿3、保径roc齿6和下部扩眼roc齿8 ;下部扩眼roc齿8安装于平底结构上，保径PDC齿6和下部扩眼PDC齿8成90度分布，过渡部分为一个大的圆弧倒角，倒划眼PDC齿3与保径PDC齿6成一定角度斜向上分布。
[0008]本发明与扩眼器本体结合在进行扩眼作业时，将扩眼器本体接在钻具下面，下钻后开动泥浆泵，使钻井液在高压下推动扩眼器短接中的活塞，活塞向下推开扩眼器刀翼对地层开始实施扩眼作业，随着钻具的不断下放，井眼就会在扩眼器刀翼的作用下不断扩大。由于扩眼刀翼刚体下部有平底结构，所以调整钻头水嘴，使其达到一定工作压降，下部扩眼PDC齿可全部骑在被扩井眼上，扩到最大后可以在钻压作用下保持最大扩眼直径进行扩眼，扩眼直径可由311mm最大扩至445mm。同时，现有技术在扩眼时刀翼与井壁的线与面接触改变为面与面接触，因此可以增大刀翼与井壁的接触面积，降低刀翼单位面积的工作强度，增长了刀翼的使用寿命，更加适用于硬地层扩眼。刀翼刚体内部有与后排齿排屑槽连通的后排齿冲洗流道，在扩眼作业时可清洗后排PDC齿。前排齿清洗槽与刀翼间的流体在扩眼作业时可清洗前排PDC齿。位于前排PDC齿和后排PDC齿之间的后排齿排屑槽可以高效的排尽两排PDC齿之间的碎屑。所以在前排齿清洗槽、后排齿排屑槽、后排齿冲洗流道的共同作用下，使得在扩眼过程中产生的钻屑可以快速高效的排出，克服了原来钻屑多、排不干净等现象，避免了泥包PDC齿等问题的发生。并且刀翼上部全部覆盖倒划眼PDC齿，扩眼过程中当地层出现缩颈时，可以有效的进行倒划眼作业。
[0009]本发明的优点是:当扩眼到最大直径后，刀翼下部的平底结构在钻压作用下可以保持最大扩眼直径，清洗切削齿的清洗流道可以快速高效排出钻屑。适用于大直径井眼的扩眼作业，井眼最大可扩至445mm。具有前排齿清洗槽、后排齿排屑槽、后排齿冲洗流道，能够快速高效的排出的钻屑。刀翼上部全部覆盖倒划眼PDC齿，扩眼过程中当地层出现缩颈时，可以进行倒划眼作业。
【附图说明】
[0010]图1为本发明应用于扩眼器本体的一种实施例处于展开时的安装结构示意图。
[0011]图2为本发明刀翼的放大结构示意图。
[0012]图3为本发明后排齿排屑槽的结构示意图。
[0013]图4为本发明后排齿冲洗流道的结构示意图。
[0014]图中:1扩眼器本体，2刀翼刚体，3倒划眼PDC齿，4后排PDC齿，5前排PDC齿，6保径PDC齿，7前排齿清洗槽，8下部扩眼PDC齿，9销轴孔，10后排齿排屑槽，11后排齿冲洗流道，12后排齿冲洗主流道，13后排齿冲洗分流道。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步的详细说明。
[0016]参照说明书附图1、图2、图3、图4，一种用于大直径扩眼的自清洗扩眼器刀翼，包括扩眼器本体1、销轴孔9、刀翼刚体2、倒划眼PDC齿3、保径PDC齿6、前排齿清洗槽7、后排齿排屑槽10、后排齿冲洗流道11、下部扩眼PDC齿8、前排PDC齿5、后排PDC齿4 ;刀翼刚体2通过销轴孔9安装在扩眼器本体I上，刀翼刚体2分布有两行PDC齿为前排PDC齿5和后排PDC齿4，顺时针转动方向前面一排为前排PDC齿5。刀翼刚体2下部为平底结构，下部扩眼PDC齿8安装于平底结构上，保径PDC齿6和下部扩眼PDC齿8成90度分布，过渡部分为一个大的圆弧倒角，倒划眼PDC齿3与保径PDC齿6成一定角度斜向上分布，刀翼刚体2安装前排齿侧面有前排齿清洗槽7，前排PDC齿5与后排PDC齿4之间有后排齿排屑槽10,刀翼刚体2内部有与后排齿排屑槽10连通的后排齿冲洗流道11,这个流道由一个后排齿冲洗主流道12和三个不同方向的后排齿冲洗分流道13组成。
[0017]在进行扩眼作业时，将扩眼器本体接在钻具下面，下钻后开动泥浆泵，使钻井液在高压下推动扩眼器短接中的活塞，活塞向下推开扩眼器刀翼对地层开始实施扩眼作业，随着钻具的不断下放，井眼就会在扩眼器刀翼的作用下不断扩大。由于扩眼刀翼下部有平底结构，所以调整钻头水嘴，使其达到一定工作压降，下部扩眼PDC齿8可全部骑在被扩井眼上，扩到最大后可以在钻压作用下保持最大扩眼直径进行扩眼，扩眼直径可由311mm最大扩至445mm。同时，现有技术在扩眼时刀翼与井壁的线与面接触改变为面与面接触，因此可以增大刀翼与井壁的接触面积，降低刀翼单位面积的工作强度，增长了刀翼的使用寿命，更加适用于硬地层扩眼。刀翼刚体2内部有与后排齿排屑槽10连通的后排齿冲洗流道11，在扩眼作业时可清洗后排PDC齿4。前排齿清洗槽7与刀翼间的流体在扩眼作业时可清洗前排PDC齿5。位于前排PDC齿5和后排PDC齿4之间的后排齿排屑槽10可以高效的排尽两排PDC齿之间的碎屑。所以在前排齿清洗槽7、后排齿排屑槽10、后排齿冲洗流道11的共同作用下，使得在扩眼过程中产生的钻屑可以快速高效的排出，克服了原来钻屑多、排不干净等现象，避免了泥包PDC齿等问题的发生。并且刀翼刚体2上部全部覆盖倒划眼PDC齿3，扩眼过程中当地层出现缩颈时，可以有效的进行倒划眼作业。
【主权项】
1.一种用于大直径扩眼的自清洗扩眼器刀翼，包括刀翼刚体(2)和镶嵌在刀翼刚体(2)的PDC齿，其特征在于:刀翼刚体(2)上端部设有销轴孔(9)，下端部为平底结构，刀翼刚体(2)切削面上分布有两行PDC齿，分别为前排PDC齿(5)和后排PDC齿(4);刀翼刚体(2 )靠近前排PDC齿(5 )的一侧面设有前排齿清洗槽(7 )，前排PDC齿(5 )与后排PDC齿(4 )之间的刀翼刚体(2)切削面上设有后排齿排屑槽(10)，刀翼刚体(2)内部设有与后排齿排屑槽(10 )连通的后排齿冲洗流道(11)。
2.根据权利要求1所述的用于大直径扩眼的自清洗扩眼器刀翼，其特征在于:后排齿冲洗流道(11)由一个后排齿冲洗主流道(12)和多个不同方向的后排齿冲洗分流道(13)组成。
3.根据权利要求2所述的用于大直径扩眼的自清洗扩眼器刀翼，其特征在于:后排齿冲洗分流道(13)为三个。
4.根据权利要求1或2、3所述的用于大直径扩眼的自清洗扩眼器刀翼，其特征在于:所述的前排PDC齿(5)和后排PDC齿(4)按功能分别包括倒划眼PDC齿(3)、保径PDC齿(6)和下部扩眼PDC齿(8);下部扩眼PDC齿(8)安装于平底结构上，保径PDC齿(6)和下部扩眼PDC齿(8)成90度分布，过渡部分为一个大的圆弧倒角，倒划眼PDC齿(3)与保径PDC齿(6)成一定角度斜向上分布。
【专利摘要】本发明涉及一种用于大直径扩眼的自清洗扩眼器刀翼，包括刀翼刚体2和镶嵌在刀翼刚体2的PDC齿，其中：刀翼刚体2上端部设有销轴孔9，下端部为平底结构，刀翼刚体2切削面上分布有两行PDC齿，分别为前排PDC齿5和后排PDC齿4；刀翼刚体2靠近前排PDC齿5的一侧面设有前排齿清洗槽7，前排PDC齿5与后排PDC齿4之间的刀翼刚体2切削面上设有后排齿排屑槽10，刀翼刚体2内部设有与后排齿排屑槽10连通的后排齿冲洗流道11。当扩眼到最大直径后，刀翼下部的平底结构在钻压作用下可以保持最大扩眼直径，清洗切削齿的清洗流道可以快速高效排出钻屑，并且进行倒划眼作业。
【IPC分类】E21B10-60, E21B10-54, E21B10-32
【公开号】CN104747087
【申请号】CN201310750271
【发明人】聂云飞, 左灵, 裴学良, 刘峰, 丛海洋, 郑志刚, 韩通, 梁海明, 田宗正, 张俊杰
【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
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月31日