专利名称：一种随钻扩孔装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于油田定向井钻井施工的井下工具，属钻井工具类。
背景技术：
在侧钻井、大位移井、丛式井、分支多底井和水平井等定向井的钻井施工中，为使井眼尺寸与所下套管相匹配，常采用井下扩孔技术。扩孔技术正常的施工程序是用常规钻头通过上层套管钻出领眼，起钻，下入井下扩孔工具，再将领眼扩大到所需要的尺寸。目前，现场通常采用偏心扩孔和排量控制井下扩孔两种扩孔技术及相应工具。偏心扩孔技术虽然可以实现随钻扩孔，但施工中存在扭矩波动大、形成的井眼尺寸不规则、造斜能力难以控制、不能钻进套管内的水泥环、施工周期长等问题，且不适于侧钻井施工；采用排量控制井下扩孔技术时，扩孔器的工作状态相当于刮刀钻头，存在施工扭矩大、稳定性差、不耐冲击振动、施工风险高等问题，且不能进行随钻扩孔。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种施工扭矩小、稳定性好且具有随钻功能、且可缩短施工周期的随钻扩孔装置。
本实用新型是这样实现的。此种随钻扩孔装置由领眼钻头、钻压驱动带反向喷嘴的近钻头变径稳定器和内压式膨胀稳定器组成，内压膨胀式稳定器、近钻头变径稳定器、领眼钻头三者从上至下依次连接组装，内压膨胀稳定器上端接装在钻柱下端。其中，近钻头变径稳定器由壳体、驱动轴、压盖、螺栓、扶正块、心轴、反向喷嘴、密封套、剪切销钉组成，其工作过程如下当本扩孔装置通过侧钻井窗口或上层套管需要井下扩孔时，加压8-10吨剪断销钉，此时驱动轴下行，推动心轴并带动心轴上的大小径凸轮向下运动，进而推动扶正块内表面，使其斜向上径向推出，驱动轴向下运动锁定扶正块向外伸出到与心轴结构相匹配的空间，进行随钻扩孔。在随钻扩孔过程中，近钻头稳定器3个扶正块上镶有PDC复合片，可减小30-50％的施工扭矩，其壳体下部的反向喷嘴可直接冲洗和冷却切削齿，清洁井底，提高钻头面岩屑的运移能力，进而提高钻扩孔机械钻速。内压膨胀式稳定器由本体、稳定块、活塞、定位缸套、复位弹簧、压盖、固定螺栓组成，其工作过程如下开泵时，钻井液通过近钻头稳定器，通过钻头，钻柱内外压差值达到5-10Mpa，并作用在活塞上，推动稳定块直至两端压盖止动，每个支承头内活塞可产生1.5-4吨径向力；一旦钻井液停止循环，活塞就自动复位，此时稳定块在复位弹簧的作用下回到本体长槽内。
本实用新型可减小施工扭矩，工作稳定性好，并具有随钻扩孔功能，利用它可减少钻具起下次数，降低钻井成本，缩短完井周期，该装置是侧钻井、大位移井、分支井、水平井随钻扩孔、实现井眼轨迹控制的理想井下工具，宜于推广应用。
图1为本实用新型的总体结构组装示意图。
图2、图3分别为内压膨胀式稳定器结构示意图及其A-A剖面图。
图4、图5分别为近钻头变径稳定器结构示意图及其B-B剖面图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施作进一步说明。
如图1所示，本实用新型由内压膨胀式稳定器1、近钻头变径稳定器2、领眼钻头3组成，内压膨胀式稳定器1、近钻头变径稳定器2、领眼钻头3三者从上至下依次通过螺纹连接组装，内压膨胀稳定器1上端接装在钻柱下端。其中，内压膨胀式稳定器1(见图2、图3)由本体4、稳定块5、定位缸套6、活塞7、密封圈8、复位弹簧9、压盖10、固定螺栓11组成，本体4外圆面上沿圆周均布有3组呈阶梯形排列的长槽，每组长槽内分别设有2-3个镗孔，内装由定位缸套6、活塞7构成的支承头总成，定位缸套6底部装有密封圈8，缸套6外螺纹与本体4内螺纹连接，以防止支承头总成旋转。近钻头变径稳定器2(见图4、图5)由壳体12、驱动轴13、剪切销钉14、压盖15、扶正块16、心轴17、螺栓18、反向喷嘴19、密封套20组成，壳体12上部与其内的驱动轴13之间装有剪切销钉14，壳体下部沿圆周均布的3个反向喷射水眼上分别装有可更换的反向喷嘴19，水眼上方的心轴17外侧套装有密封套20。扶正块16(见图5)上镶装有PDC复合片21。
权利要求1.一种随钻扩孔装置，由内压膨胀式稳定器(1)、近钻头变径稳定器(2)、领眼钻头(3)组成，其特征在于，内压膨胀式稳定器(1)、近钻头变径稳定器(2)、领眼钻头(3)三者从上至下依次通过螺纹连接组装，内压膨胀式稳定器(1)上端接装在钻柱下端。
2.根据权利要求1所述的随钻扩孔装置，其特征在于，内压膨胀式稳定器(1)由本体(4)、稳定块(5)、定位缸套(6)、活塞(7)、密封圈(8)、复位弹簧(9)、压盖(10)、固定螺栓(11)组成，本体(4)外圆面上沿圆周均布有3个呈阶梯形排列的长槽，每组长槽内分别设有2-3个镗孔，内装由定位缸套(6)、活塞(7)构成的支承头总成，定位缸套(6)底部装有密封圈(8)，缸套(6)外螺纹与本体(4)内螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的随钻扩孔装置，其特征在于，近钻头变径稳定器(2)由壳体(12)、驱动轴(13)、剪切销钉(14)、压盖(15)、扶正块(16)、心轴(17)、螺栓(18)、反向喷嘴(19)、套封套(20)组成，壳体(12)上部与其内的驱动轴(13)之间装有剪切销钉(14)，中部内设有心轴(17)，其外侧沿圆周均布有3个扶正块(16)，下部沿圆周均布的3个水眼上分别装有可更换的反向喷嘴(19)，水眼上方的心轴(17)外侧套装有密封套(20)，扶正块(16)上镶装有PDC复合片(21)。
专利摘要本实用新型涉及一种用于油田定向钻井的随钻扩孔装置，由内压膨胀式稳定器1、近钻头变径稳定器2、领眼钻头3从上至下依次连接组成。该装置工作稳定性好，可减小施工扭矩，并具有随钻扩孔功能，利用它可以减少钻具起下钻次数，降低钻井成本，缩短完井周期，乃是一种侧钻井、大位移井、分支井、水平井随钻扩孔、实现井眼轨迹控制的理想井下工具，宜于推广应用。
文档编号E21B7/04GK2635890SQ0321394
公开日2004年8月25日 申请日期2003年7月3日 优先权日2003年7月3日
发明者王春杰 申请人:辽河石油勘探局工程技术研究院