一种双刀翼造穴工具的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种双刀翼造穴工具，属于完井设备领域，包括主体、活塞总成、活塞复位组件、刀杆和张开指示组件，主体下端的两侧对称铰接刀杆，张开指示组件、活塞总成和活塞复位组件同轴设置在主体内且均与主体同轴设置；活塞总成与主体上下滑动连接，活塞总成上下运动控制刀杆的张开角度，活塞复位组件固定在主体上且驱动活塞总成复位到上端，张开指示组件通过节流反馈压力参数确认刀杆的张开到位情况。本实用新型通过液压或机械方式使刀杆张开，并在钻具的带动下旋转，切削煤层形成满足实际需要的洞穴，工艺和工具相对简单、施工方便、洞穴直径大、形状规则、洞穴壁稳定不易塌，对洞穴的大小能够随意控制，从而满足不同施工需要。
【专利说明】
一种双刀翼造穴工具
技术领域
[0001]本实用新型属于钻井设备领域，涉及煤层气完井领域中用的完井工具，尤其涉及一种双刀翼造穴工具。【背景技术】
[0002]目前，在国内外煤层气开采中，采用的裸眼洞穴造穴技术主要有三种:负压造穴、 水力射流造穴和机械造穴。负压造穴技术设备庞大，易发生井下爆炸等施工事故，目前国内已经不采用；水力射流造穴方式曾用于盐穴储气库溶盐扩孔，在煤层及岩层因射流能量不足，不能满足大尺寸造穴要求，未单独使用；目前常规机械造穴工具主要满足造穴连通工艺的需求。
[0003]机械造穴方式主要分为两种:一种为双翼造穴工具，靠液压活塞推动刀翼张开;一种为单翼造穴工具，靠液体的反作用力推动刀翼张开。目前常规造穴工具主要满足造穴连通工艺的需求，国内外机械造穴工具大多只镶嵌金刚石刀片进行切削作业，工具损耗快，成本高，而且工具造穴长度小于10m，难以满足40m以上段长的造穴要求；同时单刀翼造穴工具居中困难，工具损耗大，难以满足今后造穴工艺的要求。【实用新型内容】
[0004]有鉴于此，本实用新型旨在提出一种性能稳定，可实现更大直径和深度的造穴工具。
[0005]为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:一种双刀翼造穴工具，包括主体、活塞总成、活塞复位组件、刀杆和张开指示组件，所述主体下端的两侧对称铰接所述刀杆，所述主体为上端开口的空心腔体，所述张开指示组件、活塞总成和活塞复位组件同轴设置在所述主体内且均与所述主体同轴设置；
[0006]所述活塞总成与所述主体上下滑动连接，所述活塞总成上下运动控制所述刀杆的张开角度，所述活塞复位组件固定在所述主体上且驱动所述活塞总成复位到上端；
[0007]所述张开指示组件设在所述活塞总成的上端，所述张开指示组件包括截流杆和花瓣，所述花瓣固定在所述主体上，所述截流杆与所述花瓣同轴设置且固定连接，所述截流杆穿过所述花瓣，所述截流杆下端的高度低于所述活塞总成上极限位置的上端面高度，高于所述活塞总成下极限位置的上端面高度。
[0008]进一步的，所述刀杆下端设有硬质合金块，所述硬质合金块的外表面镶嵌有金刚石刀片。
[0009]进一步的，所述活塞总成组件包括水眼、活塞和活塞杆，所述水眼、活塞和活塞杆均为中空圆柱体且三者同轴设置，所述水眼通过螺纹与所述活塞的上端连接，所活塞杆通过螺纹与所述活塞的下端连接，所述活塞与所述主体上下滑动连接，所述活塞杆的下端设有“V”形槽，所述刀杆上设有斜面，所述刀杆的上端通过销杆与所述主体铰接，所述活塞杆下降过程中，所述“V”形槽的两个斜面分别与对称设置的刀杆的斜面中的一个面接触。
[0010]进一步的，所述水眼与所述活塞通过紧定螺钉固定，所述水眼的外圈与所述活塞的内圈之间设有第一密封圈，所述活塞杆与所述活塞通过紧定螺钉固定。
[0011]进一步的，所述活塞的外圈与所述主体的内圈之间设有挡圈和第二密封圈，所述挡圈和所述第二密封圈配套设置且数量为两套并上下平行设置。
[0012]进一步的，所述活塞杆的下端设有主向水眼和侧向水眼，所述侧向水眼设在所述主向水眼的下端。
[0013]进一步的，所述主体包括上接头和下接头，所述上接头和所述下接头通过螺纹连接并通过紧定螺钉固定，所述下接头的内径小于上接头的内径，所述活塞与所述上接头向下滑动连接。
[0014]进一步的，所述上接头上设有排气孔，所述排气孔设在所述活塞的下端面与所述下接头的上端面之间。
[0015]进一步的，所述复位组件包括弹簧和弹簧座，所述弹簧座固定在所述下接头的上端面上，所述弹簧设在所述弹簧座的外圈且二者同轴设置，所述弹簧的上端与所述活塞的下端面接触设置。
[0016]与现有技术相比，本实用新型具有的优点和积极效果是:1、本实用新型刀杆对称设置，形成双刀杆结构，可使钻具保持良好的居中性，确保造出规则洞穴;而且对称设置，受力均勾，性能更加稳定，可实现直径600mm?100mm，深度40m-100m的造穴需求，截流杆通过设定截流的钻井液流量可提示刀杆张开角度;2、刀杆前端设置硬质合金块并在其外表面镶嵌金刚石刀片，延长磨损周期，提高切削效率;3、活塞杆上设置主向水眼和侧向水眼，可有效冷却刀杆和携岩;4、活塞复位组件可使活塞杆及时复位，避免起钻时影响刀杆复位。
【附图说明】
[0017]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0018]图1是本实用新型一种双刀翼造穴工具刀杆未张开的结构示意图。
[0019]图2是本实用新型一种双刀翼造穴工具刀杆张开后的结构示意图。
[0020]图3是本实用新型一种双刀翼造穴工具的A-A剖视图。
[0021]附图标记说明:
[0022]1-上接头;2-截流杆;3-花瓣;5-水眼;6-第一密封圈；8_活塞;9_挡圈；10-第二密封圈；12-弹簧；13-活塞杆；131-主向水眼；132-侧向水眼；133-“V”形槽；14-弹簧座；16-下接头;17-销杆;18-刀杆;181-斜面;19-硬质合金块;20-金刚石刀片。
【具体实施方式】
[0023]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0024]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0025]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连， 可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0026]下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。
[0027]如图1和图2所示，本实用新型为一种双刀翼造穴工具，包括主体、活塞总成、活塞复位组件、刀杆18和张开指示组件，主体下端的两侧对称铰接刀杆18，主体为上端开口的空心腔体，张开指示组件、活塞总成和活塞复位组件同轴设置在主体内且均与主体同轴设置；
[0028]活塞总成与主体上下滑动连接，活塞总成上下运动控制刀杆18的张开角度，活塞复位组件固定在主体上且驱动活塞总成复位到上端；
[0029]张开指示组件设在活塞总成的上端，张开指示组件包括截流杆2和花瓣3,花瓣3固定在主体上，截流杆2与花瓣3同轴设置且固定连接，截流杆2穿过花瓣3,截流杆2下端的高度低于活塞总成上极限位置的上端面高度，高于活塞总成下极限位置的上端面高度。
[0030]优选地，刀杆18下端设有硬质合金块19,硬质合金块19的外表面镶嵌有金刚石刀片20。
[0031]优选地，活塞总成组件包括水眼5、活塞8和活塞杆13,水眼5、活塞8和活塞杆13均为中空圆柱体且三者同轴设置，水眼5通过螺纹与活塞8的上端连接，所活塞杆13通过螺纹与活塞8的下端连接，活塞8与主体上下滑动连接，活塞杆13的下端设有“V”形槽133,刀杆18 上设有斜面181，刀杆18的上端通过销杆17与主体铰接，活塞杆13下降过程中，“V”形槽133 的两个斜面181分别与对称设置的刀杆18的斜面181中的一个面接触。
[0032]优选地，水眼5与活塞8通过紧定螺钉固定，水眼5的外圈与活塞8的内圈之间设有第一密封圈6,活塞杆13与活塞8通过紧定螺钉固定。
[0033]优选地，活塞8的外圈与主体的内圈之间设有挡圈9和第二密封圈10,挡圈9和第二密封圈10配套设置且数量为两套并上下平行设置。
[0034]优选地，活塞杆13的下端设有主向水眼131和侧向水眼132，侧向水眼132设在主向水眼131的下端。
[0035]优选地，主体包括上接头1和下接头16，上接头1和下接头16通过螺纹连接并通过紧定螺钉固定，下接头16的内径小于上接头1的内径，活塞8与上接头1向下滑动连接。[〇〇36]优选地，上接头1上设有排气孔，排气孔设在活塞8的下端面与下接头16的上端面之间。[〇〇37]优选地，复位组件包括弹簧12和弹簧座14,弹簧座14固定在下接头16的上端面上， 弹簧12设在弹簧座14的外圈且二者同轴设置，弹簧12的上端与活塞8的下端面接触设置。
[0038]在实际的使用过程中，根据造穴具体施工设计的要求，确定造穴尺寸和造穴深度，配接相应的钻具进行造穴作业。造穴工具到达设计位置时，以设计排量起栗循环，并转动转盘，活塞总成在液压作用下克服弹簧12的阻力下行，并推动刀杆18绕销杆17旋转逐渐张开，活塞总成到达下行极限位置时，刀杆18张开角度满足加压要求，同时截流杆2与水眼5脱离，栗压值突降，指示可以加钻压进行造穴。造穴结束后，停栗，活塞总成复位，上提钻具刀杆复位，起出钻具。
[0039]以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
【主权项】
1.一种双刀翼造穴工具，其特征在于:包括主体、活塞总成、活塞复位组件、刀杆(18)和张开指示组件，所述主体下端的两侧对称铰接所述刀杆(18)，所述主体为上端开口的空心腔体，所述张开指示组件、活塞总成和活塞复位组件同轴设置在所述主体内且均与所述主体同轴设置； 所述活塞总成与所述主体上下滑动连接，所述活塞总成上下运动控制所述刀杆(18)的张开角度，所述活塞复位组件固定在所述主体上且驱动所述活塞总成复位到上端； 所述张开指示组件设在所述活塞总成的上端，所述张开指示组件包括截流杆(2)和花瓣(3)，所述花瓣(3)固定在所述主体上，所述截流杆(2)与所述花瓣(3)同轴设置且固定连接，所述截流杆(2)穿过所述花瓣(3)，所述截流杆(2)下端的高度低于所述活塞总成上极限位置的上端面高度，高于所述活塞总成下极限位置的上端面高度。2.根据权利要求1所述的一种双刀翼造穴工具，其特征在于:所述刀杆(18)下端设有硬质合金块(19)，所述硬质合金块(19)的外表面镶嵌有金刚石刀片(20)。3.根据权利要求1所述的一种双刀翼造穴工具，其特征在于:所述活塞总成组件包括水眼(5)、活塞(8)和活塞杆(13)，所述水眼(5)、活塞(8)和活塞杆(13)均为中空圆柱体且三者同轴设置，所述水眼(5)通过螺纹与所述活塞(8)的上端连接，所活塞杆(13)通过螺纹与所述活塞(8)的下端连接，所述活塞(8)与所述主体上下滑动连接，所述活塞杆(13)的下端设有“V”形槽(133)，所述刀杆(18)上设有斜面(181)，所述刀杆(18)的上端通过销杆(17)与所述主体铰接，所述活塞杆(13)下降过程中，所述“V”形槽(133)的两个斜面(181)分别与对称设置的刀杆(18)的斜面(181)中的一个面接触。4.根据权利要求3所述的一种双刀翼造穴工具，其特征在于:所述水眼(5)与所述活塞(8)通过紧定螺钉固定，所述水眼(5)的外圈与所述活塞(8)的内圈之间设有第一密封圈(6)，所述活塞杆(13)与所述活塞(8)通过紧定螺钉固定。5.根据权利要求3所述的一种双刀翼造穴工具，其特征在于:所述活塞(8)的外圈与所述主体的内圈之间设有挡圈(9)和第二密封圈(10)，所述挡圈(9)和所述第二密封圈(10)配套设置且数量为两套并上下平行设置。6.根据权利要求3?5任一项所述的一种双刀翼造穴工具，其特征在于:所述活塞杆(13)的下端设有主向水眼(131)和侧向水眼(132)，所述侧向水眼(132)设在所述主向水眼(131)的下端。7.根据权利要求3?5任一项所述的一种双刀翼造穴工具，其特征在于:所述主体包括上接头(I)和下接头(16)，所述上接头(I)和所述下接头(16)通过螺纹连接并通过紧定螺钉固定，所述下接头(16)的内径小于上接头(I)的内径，所述活塞(8)与所述上接头(I)向下滑动连接。8.根据权利要求7所述的一种双刀翼造穴工具，其特征在于:所述上接头(I)上设有排气孔，所述排气孔设在所述活塞(8)的下端面与所述下接头(16)的上端面之间。9.根据权利要求7所述的一种双刀翼造穴工具，其特征在于:所述复位组件包括弹簧(12)和弹簧座(14)，所述弹簧座(14)固定在所述下接头(16)的上端面上，所述弹簧(12)设在所述弹簧座(14)的外圈且二者同轴设置，所述弹簧(12)的上端与所述活塞(8)的下端面接触设置。
【文档编号】E21B7/28GK205577848SQ201620358663
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月25日
【发明人】田晓勇, 蒋海涛, 周俊然, 董赵朋, 陶松龄, 左岳
【申请人】中国石油集团渤海钻探工程有限公司