用于膨胀管的液压修口工具的制作方法

本发明是关于石油天然气钻井设备，尤其涉及一种用于膨胀管的液压修口工具。

背景技术：

随着石油开发的深入，井况越来越复杂，一次钻井中往往要进行多次下套管与固井。同时钻进时，时常会发生漏、喷、塌、卡等恶性钻井事故。为了降低钻井的成本与风险，简化井身结构，技术人员们开始尝试在裸眼井段中使用膨胀管技术封堵复杂井段。

如图1所示，膨胀管裸眼封堵施工完成后，膨胀管91的上、下两端与被贴合的井壁92之间形成一圈厚度为膨胀管91壁厚的直台阶911。这个直台阶911的产生会造成以下情况的发生：首先，直台阶911的产生直接造成井径的缩小；其二，在一些钻具组合93的直径十分接近井径的情况下，可能会造成钻具组合93下入困难甚至无法正常下入。其三，在水平井段由于钻杆自重会沉在井底，由于直台阶911的存在，每根钻杆的接头都会与直台阶911发生磕碰，长时间的磕碰不但影响膨胀管91的服役寿命也会影响钻杆的寿命。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种用于膨胀管的液压修口工具，以克服现有技术的缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于膨胀管的液压修口工具，以对膨胀管的上、下两端的直台阶进行修整，形成一个内锥面，使钻具能够顺利地通过膨胀管的上、下两端口。

本发明的目的是这样实现的，一种用于膨胀管的液压修口工具，包括有圆筒状外壳，外壳中部侧壁沿其周向间隔设有多个轴向延伸的长条形透槽，所述长条形透槽内设置有能沿外壳径向方向滑动的刀片体，在外壳外壁且位于长条形透槽边缘设有止挡刀片体从长条形透槽脱出的限位块；所述刀片体上朝向外壳外壁一侧为刀刃部，刀刃部的纵向截面形状呈中部向外壳外壁前凸，上下部由中部向外壳内壁逐渐后仰且形成斜面刀刃；外壳内滑动地套设有一活塞套，活塞套中设有轴向贯通的中心孔；活塞套上部外壁密封滑设于外壳内壁，活塞套中与刀片体位置相对的中部外壁形成由上向下直径渐缩的第一锥形面，锥形面下方的活塞套外壁上形成一限位凸缘，位于限位凸缘下方的活塞套外壁套设一复位弹簧，复位弹簧上端抵靠在限位凸缘，复位弹簧下端抵靠在外壳内壁的第一环形挡肩，第一环形挡肩上方的外壳内壁面还设有一能止挡限位凸缘的第二环形挡肩；所述刀片体上朝向外壳内壁一侧为与第一锥形面对应滑动接触的第二锥形面；活塞套顶端内侧设有节流喷嘴；外壳内壁还设有能止挡活塞套上移的定位元件。

在本发明的一较佳实施方式中，所述节流喷嘴为内径小于活塞套中心孔直径的管体；活塞套顶端内壁面形成一直径大于活塞套中心孔的环形台阶，节流喷嘴嵌设在该环形台阶上，节流喷嘴顶端设置有一卡设在活塞套内壁的第一挡圈。

在本发明的一较佳实施方式中，所述定位元件为设于活塞套上方且嵌设在外壳内壁的挡环，挡环顶端设置有一卡设在外壳内壁的第二挡圈；所述挡环为一具有中心穿孔的圆环体，围绕其中心穿孔设有多个透孔。

在本发明的一较佳实施方式中，外壳内部由上向下形成大、中、小三级孔径的阶梯孔；多个长条形透槽位于阶梯孔的大孔径段，活塞套的限位凸缘外周面滑设于阶梯孔的大孔径段；位于限位凸缘下方的活塞套的外径与阶梯孔的小孔径段直径相同并滑设于小孔径段；小孔径段与中孔径段的变径处形成所述的第一环形挡肩，中孔径段与大孔径段的变径处形成所述的第二环形挡肩。

在本发明的一较佳实施方式中，外壳中部侧壁设有一段环形径向凸出段；环形径向凸出段上端形成直径向上渐缩的上锥面，环形径向凸出段下端形成直径向下渐缩的下锥面；在上、下锥面之间的环形径向凸出段中间位置，外壳侧壁沿其周向间隔设有多个轴向延伸的长方形沉槽，所述长条形透槽对应开设在长方形沉槽的槽底；长条形透槽的轴向长度小于长方形沉槽的轴向长度，长条形透槽位于长方形沉槽轴向中间位置；所述限位块设置在长方形沉槽内，且位于长条形透槽的上端处和下端处。

在本发明的一较佳实施方式中，所述刀片体的上端和下端分别设有与长条形透槽顶面和底面相对滑动的滑动接触部；所述限位块止挡于滑动接触部的移动路径外端。

在本发明的一较佳实施方式中，所述限位块由内六角螺钉固定。

由上所述，本发明用于膨胀管的液压修口工具，可以对膨胀管的上、下两端的直台阶进行修整，形成一个内锥面，使钻具能够顺利地通过膨胀管的上、下两端口。本发明通过调整钻井泵的泵压，可以对刀片体的伸出长度进行控制；并且，一次下入可对膨胀管上、下两端台阶进行修整，大大节约了施工的时间和成本。

附图说明

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：

图1：为现有技术中裸眼封堵后直台阶影响钻具通过膨胀管的结构示意图。

图2：为本发明用于膨胀管的液压修口工具的剖视结构示意图。

图3:为本发明用于膨胀管的液压修口工具的立体结构示意图。

图4:为本发明用于膨胀管的液压修口工具接近膨胀管的剖视结构示意图。

图5:为本发明用于膨胀管的液压修口工具对膨胀管上端口直台阶修整的示意图。

图6:为本发明用于膨胀管的液压修口工具对膨胀管下端口直台阶修整的示意图。

图7:为本发明用于膨胀管的液压修口工具对膨胀管修口后钻具通过膨胀管的示意图。

附图标号：

100、用于膨胀管的液压修口工具；

1、外壳；

11、长条形透槽；

13、长方形沉槽；

14、环形径向凸出段；

141、上锥面；

142、下锥面；

15、第一环形挡肩；

16、第二环形挡肩；

2、刀片体；

21、刀刃部；

211、平直面刀刃；

212、第一斜面刀刃；

213、第二斜面刀刃；

22、第二锥形面；

23、滑动接触部；

3、限位块；

4、活塞套；

41、中心孔；

42、第一锥形面；

43、限位凸缘；

44、环形台阶；

5、复位弹簧；

6、节流喷嘴；

71、第一挡圈；

72、第二挡圈；

8、挡环；

91、膨胀管；

911、直台阶；

92、井壁；

93、钻具组合；

94、钻杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非单独定义指出的方向以外，本文中涉及到的上、下等方向均是以本发明所示的图2中的上、下等方向为准，在此一并说明。

如图2～图7所示，本发明提出一种用于膨胀管的液压修口工具100，包括有圆筒状外壳1，外壳1中部侧壁沿其周向间隔设有多个沿轴向延伸的长条形透槽11(在本实施方式中，长条形透槽11均布有三个)，所述长条形透槽11内设置有能沿外壳1径向方向滑动的刀片体2，在外壳1外壁且位于长条形透槽11边缘设有止挡刀片体2从长条形透槽11脱出的限位块3；所述刀片体2上朝向外壳1外壁一侧为刀刃部21，刀刃部21的纵向截面形状呈中部向外壳1外壁前凸形成平直面刀刃211，上、下部由中部向外壳1内壁方向逐渐后仰且形成第一斜面刀刃212和第二斜面刀刃213；外壳1内滑动地套设有一活塞套4，活塞套4中设有轴向贯通的中心孔41；活塞套4上部外壁密封滑设于外壳1内壁，活塞套4中与刀片体2位置相对的中部外壁形成由上向下直径渐缩的第一锥形面42，第一锥形面42下方的活塞套外壁上形成一限位凸缘43，位于限位凸缘43下方的活塞套外壁套设一复位弹簧5，复位弹簧5上端抵靠在限位凸缘43的底面，复位弹簧5下端抵靠在外壳1内壁的第一环形挡肩15，第一环形挡肩上方的外壳内壁面还设有一能止挡限位凸缘43的第二环形挡肩16(在液压修口工具100未工作时，限位凸缘43与第二环形挡肩具有一段距离，以便于活塞套4受液压驱动向下移动)；所述刀片体2上朝向外壳内壁一侧为与第一锥形面42对应滑动接触的第二锥形面22；活塞套4顶端内侧设有节流喷嘴6；外壳1内壁还设有能止挡活塞套4上移的定位元件。外壳1上下端设有螺纹，可以连接钻杆或其它工具。

在膨胀管9完成膨胀作业后，将本发明用于膨胀管的液压修口工具100与钻杆94连接下入井中；本发明用于膨胀管的液压修口工具100采用压差开启方式进行工作，当液压修口工具下入到位后，开启泥浆泵(钻井泵)，泥浆压力经节流喷嘴6作用于活塞套4，泥浆在活塞套4上端的节流喷嘴6处节流产生压差，活塞套4下行，第一锥形面42推挤第二锥形面22进而将刀片体2由长条形透槽11推出，刀片体2外侧设有限位块3，可将刀片体限定到合适的位置；活塞套4下方设有限位凸缘43，会将活塞套4限定在适当位置，当限位凸缘43碰到第二环形挡肩后刀片体2完全伸出外壳1；刀片体2伸出的长度可通过泥浆泵的泵压进行调节。开动转盘，钻杆通过连接的外壳带动整个液压修口工具旋转，伸出的刀片体就可以对膨胀管端口进行切削，形成一个内倒角；液压修口工具采用双面刀片设计，可以对膨胀管底端进行修整，也可以从膨胀管顶部进行修整，最终使膨胀管上、下端面的平直台阶形成一个内锥形面，以达到减少阻力、防止后续管串磕碰挂卡的目的。施工完成，钻柱停止旋转，钻井泵停止供压，活塞套4在下方复位弹簧5与上端定位元件的共同作用下回到原位。双面刀片体失去活塞套4的支撑后，上提或下放时刀片体可以缩回外壳内。本发明用于膨胀管的液压修口工具方便起下。

由上所述，本发明用于膨胀管的液压修口工具，可以对膨胀管的上、下两端的直台阶进行修整，形成一个内锥面，使钻具能够顺利地通过膨胀管的上、下两端口。本发明通过调整钻井泵的泵压，可以对刀片体的伸出长度进行控制；并且，一次下入可对膨胀管上、下两端台阶进行修整，大大节约了施工的时间和成本。

进一步，如图2、图3、图4所示，在本实施方式中，所述节流喷嘴6为内径小于活塞套中心孔41直径的管体；活塞套4顶端内壁面形成一直径大于活塞套中心孔41的环形台阶44，节流喷嘴6嵌设在该环形台阶44上，节流喷嘴6顶端设置有一卡设在活塞套4内壁的第一挡圈71(为现有的孔用弹性挡圈)。所述定位元件为设于活塞套4上方且嵌设在外壳1内壁的挡环8，挡环8顶端设置有一卡设在外壳内壁的第二挡圈72；所述挡环8为一具有中心穿孔的圆环体，围绕其中心穿孔设有多个透孔。

如图2、图3所示，在本实施方式中，外壳1内部由上向下形成大、中、小三级孔径的阶梯孔；多个长条形透槽11位于阶梯孔的大孔径段，活塞套4的限位凸缘43外周面也滑设于阶梯孔的大孔径段；位于限位凸缘43下方的活塞套的外径与阶梯孔的小孔径段直径相同并滑设于小孔径段；小孔径段与中孔径段的变径处形成所述的第一环形挡肩15，中孔径段与大孔径段的变径处形成所述的第二环形挡肩16。

在本实施方式中，外壳1中部侧壁设有一段环形径向凸出段14；环形径向凸出段14上端形成直径向上渐缩的上锥面141，环形径向凸出段下端形成直径向下渐缩的下锥面142；在上、下锥面之间的环形径向凸出段中间位置，外壳1外侧壁沿其周向间隔设有多个轴向延伸的长方形沉槽13，所述长条形透槽11对应开设在长方形沉槽13的槽底；长条形透槽11的轴向长度小于长方形沉槽13的轴向长度，长条形透槽11位于长方形沉槽13轴向中间位置；所述限位块3设置在长方形沉槽13内，且位于长条形透槽11的上端处和下端处。

在本实施方式中，所述刀片体2的上端和下端分别设有与长条形透槽11顶面和底面相对滑动的滑动接触部23；所述限位块3止挡于滑动接触部23的移动路径外端。所述限位块3是由内六角螺钉固定在长方形沉槽13内。

如图4所示，当本发明用于膨胀管的液压修口工具接近膨胀管时，由于外壳1中部的环形径向凸出段14设有上锥面141和下锥面142，由此，液压修口工具是很容易由膨胀管端口进入的。

如图5、图6所示，本发明用于膨胀管的液压修口工具分别对膨胀管上端口直台阶和下端口直台阶进行修整施工。如图7所示，对膨胀管端口修整之后，钻具很容易就可以通过膨胀管，不会出现钻具与膨胀管端口磕碰的情况。

本发明用于膨胀管的液压修口工具，可以对膨胀管的上、下两端的直台阶进行修整，形成一个内锥面，使钻具能够顺利地通过膨胀管的上、下两端口。本发明通过调整钻井泵的泵压，可以对刀片体的伸出长度进行控制；并且，一次下入可对膨胀管上、下两端台阶进行修整，大大节约了施工的时间和成本。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。