一种近钻头扩眼器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种石油天然气钻井工具，尤其涉及一种近钻头扩眼器。
【背景技术】
[0002]随着对油气藏开采的深入，钻井的深度也在逐步加深，钻井遇到的问题也越来越复杂，而这些复杂的问题则需要更好的工具来解决。扩眼钻井技术就是在这样的背景中发展起来的，扩眼器也随着扩眼钻井技术的广泛应用而受到广泛的关注和应用。
[0003]扩眼器主要针对国内分布广泛的盐膏层地层，因为盐膏层地层受钻井液浸泡后会发生膨胀，造成井眼缩径从而造成卡钻等事故，所以需要对井眼进行扩眼作业，防止卡钻。
[0004]扩眼器也适用多种钻井方式，为各种钻井方式提供更好的处理井下问题的方法。首先钻井扩眼可以增加环空间隙，增加固井水泥环的厚度，提高固井质量。其次，在侧钻水平井时进行扩眼作业，减少侧钻段井眼的台阶问题，防止卡钻。最后应用于套管钻井和尾管钻井，满足特殊钻井方式的应用等。
[0005]由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种近钻头扩眼器，以克服现有技术的缺陷。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种近钻头扩眼器，使用方便、钻进快速、扩眼效果好。
[0007]本发明的目的是这样实现的，一种近钻头扩眼器，所述近钻头扩眼器包括一扩眼器本体，所述扩眼器本体的中央具有沿其轴向贯通前端和后端的流体通道；
[0008]所述扩眼器本体的四周侧壁上均匀设有多个贯通于流体通道的安装空间，各安装空间中分别安装有一扩孔装置；所述扩孔装置包括扩孔器及与所述扩孔器对应的护盖；所述护盖固定在所述扩眼器本体外壁上，所述扩孔器设置在对应的护盖中；所述扩孔器受到所述流体通道中的钻井液压力的作用，能向所述扩眼器本体的周向外侧伸出，所述扩孔器的伸出量由钻井液的压力控制；
[0009]所述流体通道的后端设有碰压球止挡装置；钻井液能通过该碰压球止挡装置进入到所述钻头处；所述碰压球止挡装置能将投入的碰压球挡在所述流体通道中进行憋压。
[0010]在本发明的一较佳实施方式中，护盖上设有供所述扩孔器向外侧伸出的通孔；所述扩孔器能滑动的设置在所述通孔中，在初始位置，所述扩孔器容纳在所述通孔内并通过剪切销钉与所述护盖相对固定；在伸出位置，所述剪切销钉被流体通道中钻井液的压力剪断，所述扩孔器在钻井液压力作用下伸出到通孔外部。
[0011]在本发明的一较佳实施方式中，扩孔器与所述护盖之间设有弹簧，所述弹簧一端抵靠在所述扩孔器上、另一端抵靠在所述护盖上。
[0012]在本发明的一较佳实施方式中，流体通道为圆柱形，其内径与碰压球的直径相同；所述碰压球止挡装置包括支撑杆，所述支撑杆后端通过挡圈固定在所述扩眼器本体上，所述支撑杆前端伸入所述流体通道内且其直径小于流体通道的内径，所述挡圈上设有与所述流体通道连通的挡圈透孔。
[0013]在本发明的一较佳实施方式中，扩孔器的顶部设有扩孔刀具、底部设有承压部，所述承压部与扩眼器本体内壁一起形成所述流体通道的侧壁；所述扩孔器内设有钻井液透孔，所述钻井液透孔将所述流体通道与外界连通。
[0014]在本发明的一较佳实施方式中，承压部为与所述扩眼器本体轴向平行的长条形，多个所述承压部沿所述流体通道的圆周均匀分布；所述扩眼器本体上且位于各安装空间与流体通道的贯通位置分别设有与所述承压部形状配合的长条形缺口，各所述承压部将相应的长条形缺口闭合，并与扩眼器本体共同形成所述流体通道的侧壁。
[0015]在本发明的一较佳实施方式中，通孔内还固定设有保护套，所述保护套上设有供剪切销钉穿过的销钉孔，所述剪切销钉穿过所述护盖、保护套及扩孔器将三者固定在一起；所述扩孔器与保护套之间能密封滑动配合。
[0016]在本发明的一较佳实施方式中，保护套与所述通孔过盈连接；所述扩孔器包括一圆柱形主体，该圆柱形主体的顶部固定有所述扩孔刀具、底部固定有所述承压部；所述圆柱形主体密封滑动的设在所述保护套中。
[0017]在本发明的一较佳实施方式中，圆柱形主体固定在所述承压部的中间；所述扩孔器与所述护盖之间设有两根弹簧，一根弹簧位于所述圆柱形主体的前面，另一根弹簧位于所述圆柱形主体的后面；所述承压部及护盖上均设有供弹簧抵靠的凹槽，每根弹簧的两端分别抵靠在所述凹槽上。
[0018]在本发明的一较佳实施方式中，挡圈为一端开口、一端封闭的套筒形零件；所述扩眼器本体上位于所述流体通道的后面同轴设有一圆柱形通道，所述圆柱形通道直径大于流体通道的直径，两者之间形成一台阶；所述挡圈通过螺纹安装在该圆柱形通道中，所述挡圈的封闭端抵靠在所述台阶上；在所述挡圈开口端的后面设有止挡环，所述止挡环嵌入在所述圆柱形通道侧壁的环形槽中，阻止所述挡圈向后移动。
[0019]在本发明的一较佳实施方式中，挡圈封闭端的中央设有连接通孔，所述支撑杆后端穿过该连接通孔并通过螺母固定连接在所述挡圈上；所述挡圈的封闭端上设有贯穿该封闭端的挡圈透孔。
[0020]在本发明的一较佳实施方式中，近钻头扩眼器的外侧壁呈圆柱形；所述扩眼器本体在圆周方向均匀设置三个扩孔器及与所述扩孔器对应的三个护盖。
[0021]由上所述，本发明的扩眼器通过与碰压球的配合进行工作，可以实现边扩眼边钻进。该扩眼器直接和钻头连接，缩短了扩眼前钻进的深度。扩眼器工作时，可以通过钻井液压力和弹簧控制扩眼器的扩眼直径大小，使用方便、钻进快速、扩眼效果好。
【附图说明】
[0022]以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中:
[0023]图1:为本发明扩眼器的立体结构剖视图(扩孔器处于伸出位置)。
[0024]图2:为本发明扩眼器的平面剖视图(扩孔器处于初始位置)。
[0025]图3:为本发明扩眼器中部分结构的装配示意图。
[0026]图4:为图3中所示的部分结构装配完成后的示意图。
[0027]图5A至图f5D:为本发明扩眼器的工作过程示意图。
【具体实施方式】
[0028]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【附图说明】本发明的【具体实施方式】。
[0029]如图1和图2所示，本发明提供了一种近钻头扩眼器100，该近钻头扩眼器100包括一扩眼器本体1，扩眼器本体I为沿轴向延伸的柱状体，设定图1和图2中左边为前端、右边为后端。扩眼器本体I前端有钻杆连接部101，通过钻杆连接部101连接钻杆；后端有钻头连接部102，通过钻头连接部102连接钻头。扩眼器本体I在钻杆连接部101和钻头连接部102之间的圆周侧壁上均匀形成有多个安装空间，各安装空间中分别安装有一扩孔装置，扩孔装置包括有扩孔器3和与扩孔器3对应的护盖2，护盖2固定在扩眼器本体I外壁上并与外壁齐平，使近钻头扩眼器100的外侧壁呈圆柱形。扩眼器本体I的中央具有沿其轴向贯通前端和后端的流体通道103，各安装空间均与流体通道103贯通。钻杆连接部101和钻头连接部102均是中空的结构，分别与流体通道103的前端和后端连通，使钻杆中的钻井液(泥浆)连通到钻头处。流体通道103为圆柱形通道，其内径与碰压球90的直径相同。
[0030]本实施方式中扩眼器本体I圆周侧壁上均匀设有三个安装空间，每个安装空间中安装一个扩孔器3及一个护盖2，相邻两个扩孔器3之间呈120°的夹角。护盖2通过螺钉固定在扩眼器本体I的侧壁上，扩眼器本体I上的安装空间形状与护盖2的形状相互吻合，护盖2的外侧壁与扩眼器本体I的外侧壁齐平，使近钻头扩眼器100的外侧壁闭合为一个整体且呈圆柱形。每个护盖2上设有供对应的扩孔器3向外侧伸出的通孔21。扩孔器3能滑动的设置在通孔21中，在初始位置，扩孔器3容纳在通孔21内并通过剪切销钉4与护盖2相对固定；在伸出位置，剪切销钉4在钻井液的压力下剪断，扩孔器3在钻井液的压力下沿通孔21向外滑动，并向外伸出到通孔21外部，进行扩眼作业。扩孔器3包括一圆柱形主体33，该圆柱形主体33的顶部固定有扩孔刀具31、底部固定有承压部32，承压部32的作用为形成流体通道103的一部分侧壁，并承受钻井液的压力从而推动扩孔器3向外移动。具体的，承压部32为与扩眼器本体I轴向平行的长条形，如图3所示，承压部32的上表面为长方形的平面，下表面为第一弧形面，该第一弧形面构成流体通道103的一部分侧壁，三个扩孔器3的承压部32沿流体通道103的圆周均匀分布。扩眼器本体I上的安装空间内位于各安装空间与流体通道103的贯通位置设有与承压部32形状配合的长条形缺口，在相邻的两个长条形缺口之间为扩眼器本体I，相邻两个长条形缺口之间的扩眼器本体I其内壁表面为第二弧形面，该第二弧形面构成流体通道103的一部分侧壁，承压部32将该长条形缺口闭合，即沿着流体通道103的圆周方向，均匀间隔设置的承压部32与相邻两个承压部32之间的扩眼器本体I内壁一起构成了流体通道103的封闭的圆柱形侧壁。扩孔器3内还设有钻井液透孔34，钻井液透孔34将流体通道103与外界连通；即该钻井液透孔34从承压部32沿近钻头扩眼器100的径向穿透圆柱形主体33连通到扩孔器3顶部的扩孔刀具31处，与外界连通，将钻井液送到扩孔刀具31处。
[0031]扩孔器3与护盖2之间设有弹簧5，弹簧5 —端抵靠在扩孔器3上、另一端抵靠在护盖2上；扩孔器3在初始位置时，弹簧5也处于初始长度，没有拉伸力与压缩力，弹簧5的初始长度使承压部32刚好封盖在对应的长条形缺口上。剪切销钉4被剪断后，在扩孔器