专利名称：柱塞式随钻微扩孔工具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油工业中油气田开发、地矿钻探中使用的随钻扩孔器，特别是一种柱塞式随钻微扩孔工具。
背景技术：
目前，随着勘探、开发领域不断扩大，套管开窗侧钻、老井加深、小井眼钻进、复杂地区钻探等技术的应用已成为各油田公司油气增储上产的重要技术手段。这些技术在目前的应用过程中，由于存在着各种原因，需对井眼进行扩径，以减小在钻井施工过程中卡钻、套管下入困难和固井质量难保证等问题出现。为解决扩眼问题，研制出了以牙轮扩眼钻头为代表的第一代井下扩眼工具，使用中发现该扩眼钻头使用寿命短、易掉牙轮、钻速慢等问题。近年来，随着扩眼领域的扩大，同时新型超硬材料的发展为井下扩眼工具提供了广阔的发展空间。为此各大井下工具制造公司都进行了研究，并取得了一些成果。如双心(偏心)扩眼钻头在油田的扩眼钻进中得到了较好地应用，减少了井下复杂情况、提高了钻井时效和固井质量。但这种钻头的在钻井过程中主要表现为钻头扭矩大、蹩跳严重，对钻头和钻柱均造成了不同程度的损害；此外由于这种钻头把领眼钻头和扩眼部份做成一体，使钻头对地层的适应能力差和钻头无可换性，同时双心钻头的工作受力状态决定了它钻出的井眼为螺旋型井眼，造成井身质量较差，给后续工作带来了安全隐患。为解决上述问题国内某公司研制出了扶正扩眼钻头(接头)，虽然对上述问题的解决的一定帮助，但由于扩眼时仍然采用单边切削，工具受力不平衡，因此不能根本上解决上述问题。国外某公司研制出了同心伸缩式扩眼器，虽然工具受力达到了平衡，但切削齿得不到有效清洗，常常出现泥包现象，影响了扩眼效率。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种柱塞式随钻微扩孔工具，解决目前扩眼工具存在的地层适应性差、工具受力不均衡，易发生泥包等问题。
本实用新型主要由采用三切削柱塞均布结构，主要由本体组合、定位压块组合、切削柱塞组合三部分组成，本体组合主要包括本体1、工具扶正耐磨块14、上下钻具连接扣15；定位压块组合主要包括定位压块2、压块螺栓3、复位螺栓7等；切削柱塞组合主要包括切削柱塞4、碳化钨烧结体6、减震齿8、切削齿9、预置式矩形斜向喷嘴10、柱塞内置式复位弹簧11、柱塞体钢芯12、弹簧压帽13；切削柱塞4由碳化钨烧结体6与柱塞体钢芯12烧结成一体，预置有矩形斜向喷嘴10，切削面上有预留齿孔，减震齿8和切削齿9分别镶焊到预留齿孔中，切削柱塞4内腔装有内置式复位弹簧11，弹簧压帽13通过螺纹与切削柱塞4连接。
本实用新型在切削柱塞切削端采用碳化钨烧结体，增强了切削柱塞抗冲蚀能力，提高了切削柱塞工作寿命；切削柱塞上采用预置式矩形斜向喷嘴方式，在扩眼时通过射流冷却和清洗切削齿，降低了扩眼工具泥包的可能性，提高了随钻扩眼效率；在扩眼工具停止工作后，在内置式复位弹簧的作用下，将切削柱塞体收回。该工具结构简单，操作方便，在软地层进行随钻扩眼效率高，且能保证井下安全。
图1为本实用新型结构示意图具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的详述。
如附图1所示，本实用新型采用三切削柱塞均布结构，由本体组合、定位压块组合、切削柱塞组合等三部分构成，本体组合主要包括本体1、工具扶正耐磨块14、上下钻具连接扣15等；定位压块组合主要包括定位压块2、压块螺栓3、复位螺栓7等；其与现有技术的区别主要在于切削柱塞组合，本实用新型切削柱塞组合主要包括切削柱塞4、碳化钨烧结体6、减震齿8、切削齿9、预置式矩形斜向喷嘴10、柱塞内置式复位弹簧11、柱塞体钢芯12、弹簧压帽13。
切削柱塞4由碳化钨烧结体6与柱塞体钢芯12烧结成一体，并预置矩形斜向喷嘴10，在切削面上预留齿孔，将减震齿8和切削齿9分别镶焊到预留齿孔中，使上述各单元形成一整体，将柱塞内置式复位弹簧11装入切削柱塞4内腔后，用弹簧压帽13的螺纹连接到柱塞4上，使复位弹簧11承受一定预压力。复位螺栓7通过切削柱塞4的复位螺栓槽和复位螺栓尖端将复位弹簧11进一步压缩，使切削柱塞4处于回收状态，同时防止切削柱塞4的周向转动。
由于本工具采用三柱塞均布结构，因此，工具受力平衡；本工具由本体、定位压块、切削柱塞等三部分组成，相互是独立的，便于更换；切削柱塞切削端采用碳化钨烧结体，增强了切削柱塞抗冲蚀能力；当扩眼工具不工作时，通过控制钻井液排量，切削柱塞在弹簧预压力的作用下，处于收缩状态；要扩眼时，旋转钻柱，并通过加大钻井液排量，切削柱塞在钻具内外压差作用下伸出，钻井液通过切削柱塞中矩形斜向喷嘴形成射流，清洗冷却切削齿，开始工作，此时复位螺栓将复位弹簧进一步压缩，并通过切削柱塞上的复位槽限制了切削柱塞的周向转动；当工具不工作时停泵，切削柱塞在复位弹簧的作用下回收。该结构可最大程度地提高了切削的抗冲蚀能力、工具工作的稳定性和切削齿的清洗能力，从而达到了高效扩眼的目的。
本实用新型工作原理如下扩眼时，旋转钻柱，加大钻井液排量，切削柱塞在钻具内外压差作用下伸出，钻井液通过切削柱塞中矩形斜向喷嘴形成射流，清洗冷却切削齿，开始工作，此时复位螺栓将复位弹簧进一步压缩，并通过切削柱塞上的复位槽限制了切削柱塞的周向转动；当工具不工作时，停泵，切削柱塞在复位弹簧的作用下回收。
权利要求1.一种柱塞式随钻微扩孔工具，采用三切削柱塞均布结构，主要由本体组合、定位压块组合、切削柱塞组合三部分组成，本体组合主要包括本体(1)、工具扶正耐磨块(14)、上下钻具连接扣(15)；定位压块组合主要包括定位压块(2)、压块螺栓(3)、复位螺栓(7)；其特征在于切削柱塞组合主要包括切削柱塞(4)、碳化钨烧结体(6)、减震齿(8)、切削齿(9)、预置式矩形斜向喷嘴(10)、柱塞内置式复位弹簧(11)、柱塞体钢芯(12)、弹簧压帽(13)；切削柱塞(4)由碳化钨烧结体(6)与柱塞体钢芯(12)烧结成一体，预置有矩形斜向喷嘴(10)，切削面上有预留齿孔，减震齿(8)和切削齿(9)分别镶焊到预留齿孔中，切削柱塞(4)内腔装有内置式复位弹簧(11)，弹簧压帽(13)通过螺纹与切削柱塞(4)连接。
专利摘要本实用新型涉及一种柱塞式随钻微扩孔工具，主要由本体组合、定位压块组合、切削柱塞组合等三部分构成。切削柱塞组合主要包括碳化钨烧结体、减震齿、切削齿、预置式矩形斜向喷嘴、柱塞内置式复位弹簧、柱塞体钢芯、弹簧压帽。切削柱塞由碳化钨烧结体与柱塞体钢芯烧结成一体，并预置矩形斜向喷嘴，在切削面上预留齿孔，将减震齿和切削齿分别镶焊到预留齿孔中，将柱塞内置式复位弹簧装入切削柱塞内腔后，用弹簧压帽的螺纹连接到柱塞上。本实用新型具有结构简单、操作方便、同时能够降低扩眼工具泥包可能性。
文档编号E21B10/26GK2906031SQ20062009999
公开日2007年5月30日 申请日期2006年3月31日 优先权日2006年3月31日
发明者罗良波, 张蕾, 王平现 申请人:新疆石油管理局钻井工艺研究院