专利名称：一种液压平行滑移扩张式随钻扩眼器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于石油、天然气和地质钻井的特殊井下工具，尤其是一种液压平行滑移扩张式随钻扩眼器。
背景技术：
油气勘探面临着越来越复杂的地质问题，钻井难度日益增大，深井和超深井中小井眼井段环空间隙小，给钻井、固井作业带来一系列问题，如环空压耗过大、井底水力作用能量较低，固井质量不能保证等，且常遇到复杂地层缩径卡钻、盐层蠕变缩径、钻屑沉积、井壁形成虚泥饼等复杂情况。如果发生井眼缩径或是垮塌，则钻头和钻柱难以再次下入，当垮塌发生在钻头或稳定器之上，则可能导致无法转动和上提；当下套管前井眼发生缩径，则套管无法下入。如果在固井或完井时发生缩径或是坍塌，则会导致固井质量差，油井寿命短。采用扩眼钻井工艺可以提高钻井效率、提升固井质量、优化井身结构、降低作业成本，扩眼工艺的主要工具是随钻扩眼器。利用随钻扩眼器可以增大正常段、缩径段井眼的直径，减少盐膏层缩径卡钻的几率，缓解岩层蠕变对套管的挤毁问题，以及解决深部井段环空间隙小所带来的一系列钻井、完井、固井及采油等环节的技术问题。目前国产扩眼器的技术还不成熟，效率不高、安全性低，产品结构还需继续完善。 国外扩眼器产品服务费用昂贵，长期依赖国外不利于我国石油行业发展。
发明内容本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供能够随钻工作的一种液压平行滑移扩张式随钻扩眼器。利用压差控制工具的工作状态，能有效避免钻井过程中繁琐的起下钻过程，节省时间，操作简便。本实用新型所采用的技术方案是本实用新型一种液压平行滑移扩张式随钻扩眼器，主要由本体、上盖、弹簧、心轴、 止动环、限位块、刀翼、驱动环、驱动环锁块、活塞、分流腔、下端盖组成。所述心轴上端通过螺纹连接到上盖，上盖与本体之间用上盖长销连接。弹簧安装在上盖内部，弹簧下端紧压在止动环上。限位块通过螺钉连接在止动环上。刀翼压紧在止动环和驱动环之间，止动环和驱动环都套装在心轴上。止动环与刀翼的接触面为倾角为1° 10°的斜面。本体和刀翼上设有引导刀翼滑动且与中心轴成15° 30°的梯形滑槽和梯形滑条。驱动环臂上设有与水平线成 10° 30°夹角的喷嘴。活塞和驱动环设置了定位块保证两者的分流孔在安装时对齐。驱动环锁块将驱动环和活塞锁紧在一起，刀翼上下切削结构都布置了切削齿，中间保径部分安装有不同规格的硬质合金块。本实用新型与现有技术相比，具有的优点和效果是1、利用梯形滑槽引导张开和收回刀翼，工作可靠性高，可减少张开和收回时出现刀翼卡死问题的发生；2、喷嘴随着刀翼一起运动，便于清洗、冷却刀翼，减少刀翼出现泥包的几率，提高工具的寿命和钻井的效率；3、在向下扩眼的过程中，刀翼在压差和岩石力作用下，始终保持着最大的扩张状态，保证扩眼率和扩眼质量；4、当压差达到一定值的时候，刀翼才会扩张即扩眼器才会开始工作，保证了扩眼井段位置的准确性；5、无需工作时只需停泵刀翼就可以在弹簧作用下复位，操作方便；6、可随钻扩眼工作，也可单独工作；7、止动环与刀翼的接触面为斜面，可减少切削过程中刀翼的振动。
图1是本实用新型一种液压平行滑移扩张式随钻扩眼器的结构示意图；图2是图1的A-A剖视图。图中，1.本体，2.心轴，3.上盖，4.上盖长销，5.弹簧，6.限位块，7.止动环，8.刀翼，9.驱动环，10.驱动环锁块，11.活塞，12.分流腔，13.下端盖短销，14.下端盖，15.喷嘴，16.定位块，17.活塞分流孔。
具体实施方式
如图1和图2所示，本使用新型一种液压平行滑移扩张式随钻扩眼器，主要由本体 1、心轴2、上盖3、上盖长销4、弹簧5、止动环7，限位块6、刀翼8、驱动环9、驱动环锁块10、 活塞11、分流腔12、下端盖短销13、下端盖14组成。所述心轴2上端通过螺纹连接到上盖 3，上盖3与本体1之间用上盖长销4连接；弹簧5安装在上盖3内部，弹簧5下端压紧在止动环7上；限位块6通过螺钉连接在止动环7上，刀翼8压紧在止动环7和驱动环9之间， 刀翼8与本体1通过与中心轴成15° 30°的梯形滑条和梯形滑槽配合安装；止动环7和驱动环9都套装在心轴2上；驱动环9和活塞11通过定位块16进行安装时的定位，驱动环锁块10将驱动环9和活塞11锁紧在一起，驱动环9臂上设有与水平线成10° 30°夹角的喷嘴15。扩眼器未工作的时候，驱动环9、活塞11在弹簧5的作用下紧压在由分流腔12、 下端盖14组成的分流座上。分流腔12与下端盖14通过螺纹相对固定，下端盖14与本体 1之间用下盖短销13进行连接。本实用新型的工作原理如图1所示，当扩眼器在不工作时候的收缩状态。刀翼8在上盖3内部的弹簧5 作用下，收回在本体1的刀翼窗口中，活塞11紧压在下端盖14上部。扩眼器工作的时候， 一部分钻井液经分流腔12、活塞11、活塞分流孔17和驱动环9上的分流孔和喷嘴15进入环空。另一部分流过分流腔12，流到下部钻柱，作用于钻头，清洗钻头。排量增加后，作用在活塞11上的压差增加，推动活塞11向上移动，活塞11推动驱动环9 一同向上运动，刀翼8 便在驱动环9的推动下，沿着本体1上的梯形滑槽向上、向外张开。止动环7也向上运动压缩弹簧5，直至安装在止动环7上的限位块6与本体1接触，开始限位。此时刀翼8张开到最大行程位置。降低泵压或是停泵，作用在活塞上的压差减小，在弹簧5回复力的作用下，推动止动环7、限位块6、刀翼8、驱动块9、驱动环锁块10、活塞11向下运动，直至刀翼8收回到初始位置。
权利要求1.一种液压平行滑移扩张式随钻扩眼器，主要由本体(1)、上盖(3)、弹簧(5)、心轴 (2)、止动环(7)、限位块(6)、刀翼(8)、驱动环(9)、活塞(11)、分流腔(12)、下端盖(14)组成，其特征在于所述心轴⑵上端通过螺纹连接到上盖(3)，上盖(3)与本体⑴之间用上盖长销⑷连接；弹簧(5)安装在上盖(3)内部，弹簧(5)下端紧压在止动环(7)上，限位块(6)通过螺钉连接在止动环(7)上；刀翼(8)压紧在止动环(7)和驱动环(9)之间，本体 ⑴上设置了装刀翼⑶的窗孔；驱动环(9)、活塞(11)在弹簧(5)的作用下紧压在由分流腔(12)、下端盖(14)组成的分流座上；分流腔(1 与下端盖(14)通过螺纹相对固定，下端盖(14)与本体⑴之间用下盖短销(13)进行连接。
2.根据权利要求1所述的液压平行滑移扩张式随钻扩眼器，其特征在于止动环(7) 与刀翼(8)的接触面为倾角为1° 10°的斜面。
3.根据权利要求1所述的液压平行滑移扩张式随钻扩眼器，其特征在于本体(1)和刀翼(8)上设有引导刀翼滑动且与中心轴成15° 30°的梯形滑槽和梯形滑条。
4.根据权利要求1所述的液压平行滑移扩张式随钻扩眼器，其特征在于驱动环(9) 臂上设有与水平线成10° 30°夹角的喷嘴(15)。
专利摘要本实用新型涉及一种用于石油天然气钻井中的液压平行滑移扩张式随钻扩眼器，它主要由本体、上盖、弹簧、心轴、止动环、限位块、刀翼、驱动环、驱动环锁块、活塞、分流腔、下端盖组成。所述心轴上端通过螺纹连接到上盖，上盖与本体之间用上盖长销连接；弹簧安装在上盖内部，弹簧下端紧压在止动环上；限位块通过螺钉连接在止动环上；刀翼压紧在止动环和驱动环之间；止动环和驱动环都套装在心轴上，止动环与刀翼的接触面为倾角为1°～10°的斜面；喷嘴设置在驱动环臂上，可随驱动环一起运动，保证了对刀翼的清洗效果。本实用新型能有效扩大井眼直径，用于井壁易缩径、堵塞井况的钻井施工中。
文档编号E21B10/32GK202081824SQ201020549680
公开日2011年12月21日 申请日期2011年2月24日 优先权日2011年2月24日
发明者敬俊, 祝效华 申请人:西南石油大学