一种水力旋转式随钻扩眼器的制作方法

本发明涉及石油钻井装备技术领域,具体的是一种水力旋转式随钻扩眼器。

背景技术：

在石油勘探开发的各项任务中，钻井起着十分重要的作用。随着浅层油气资源的枯竭，钻井行业逐渐向深层油气资源进军。深井硬地层、超硬地层和高研磨性地层钻井，成为世界性、普遍性的难题。

深井钻井所遇到的地层坚硬、岩石致密，井径的扩大率很小，井眼逐渐形成锥形井眼；在钻井过程中，由于深度等因素，钻头往往会偏离所设计的轨迹，所钻出的井眼侧壁并不平滑，高低不平，深浅不一，对钻井过程中的起钻、下套管、固井等一系列钻井后期作业产生严重影响。

技术实现要素：

本发明提供一种水力旋转式随钻扩眼器，利用钻井液冲击涡轮叶片使涡轮转动，带动涡轮外部镶嵌的pdc复合切削片切削井壁表面，使井壁光滑，降低钻井后期作业难度。

为达上述目的，本发明提供一种水力旋转式随钻扩眼器，在钻杆外侧壁开有凹槽，空心连接轴通过沉头螺钉固定在凹槽内，空心连接轴与钻杆内部的钻井液流道连通；涡轮套装在空心连接轴中部，涡轮外壁沿圆周间隔布置有pdc复合切削片；位于涡轮两端的空心连接轴外壁分别安装有密封轴承；位于两个密封轴承间的空心连接轴外壁套装有旋转轴密封件。

进一步地，扩眼器沿钻杆截面圆周对称布置。

进一步地，pdc复合切削片为5-17个，与涡轮轴向平行。

进一步地，空心连接轴与钻杆侧壁的凹槽间还布置有密封垫片。

进一步地，旋转轴密封件为回转性橡胶密封圈，回转性橡胶密封圈与涡轮叶片间的距离为3-5mm。

本发明的有益效果在于：利用钻井液冲击涡轮叶片使涡轮转动，带动涡轮外部镶嵌的pdc复合切削片切削井壁表面，使井壁光滑，降低钻井后期作业难度，结构简单，提高钻井效率。

附图说明

图1为本发明扩眼器的整体结构示意图；

图2为图1中沿a-a面的剖视图；

图中：1.钻杆，2.密封垫片，3.旋转轴密封件，4.pdc复合切削片，5.涡轮，6.沉头螺钉，7.空心连接轴，8.密封轴承。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于解释说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，一种水力旋转式随钻扩眼器，所述钻杆1侧壁上开有凹槽，所述空心连接轴7通过沉头螺钉6固定在凹槽内，所述空心连接轴7与钻杆1内部钻井液流道连通，使钻井液通过空心连接轴7；所述涡轮5套装在空心连接轴7上，所述涡轮5外壁沿圆周间隔布置有pdc复合切削片，本例中pdc复合切削片4通过焊接镶嵌在涡轮5外壁上5-17个，pdc复合切削片4方向与涡轮5轴向平行，钻井液冲击涡轮5叶片使其转动，带动外部的pdc复合切削片4转动，切削井壁表面，使井壁光滑；所述位于涡轮5两端的空心连接轴7外壁分别安装有密封轴承8；所述位于两个密封轴承8间的空心连接轴7外壁套装有旋转轴密封件3，既旋转轴密封件3外壁连接涡轮5内壁，旋转轴密封件3内壁连接空心连接轴7外壁；旋转轴密封件3同时设置两个，分别与两个密封轴承8接触。

所述旋转轴密封件3为回转性橡胶密封圈，防止钻井液泄露；回转性橡胶密封圈与涡轮5叶片间的距离为3-5mm，保证涡轮5叶片的正常工作，减少回转性橡胶密封圈的损伤。

所述空心连接轴与钻杆侧壁的凹槽间还布置有密封垫片，保证整体的密封性。

所述涡轮5旋转方向与钻杆1旋转方向相同。

如图2所示，所述扩眼器沿钻杆1截面圆周对称布置，本例中布置两个，也可以布置四个。

本发明的工作原理如下：

钻井液通过钻杆1中的流道进入扩眼器，随后通过流道分别流入两侧的涡轮5中，钻井液冲击涡轮5的叶片带动外的pdc复合切削片4旋转，对井壁进行切削，使井壁光滑，降低钻井后期作业难度，提高钻井效率。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种水力旋转式随钻扩眼器，在钻杆外侧壁开有凹槽，空心连接轴通过沉头螺钉固定在凹槽内，空心连接轴与钻杆内部的钻井液流道连通；涡轮套装在空心连接轴中部，涡轮外壁沿圆周间隔布置有PDC复合切削片；位于涡轮两端的空心连接轴外壁分别安装有密封轴承；位于两个密封轴承间的空心连接轴外壁套装有旋转轴密封件。利用钻井液冲击涡轮叶片使涡轮转动，带动涡轮外部镶嵌的PDC复合切削片切削井壁表面，使井壁光滑，降低钻井后期作业难度。

技术研发人员：王博华;王哲;李信言
受保护的技术使用者：西安航空职业技术学院
技术研发日：2019.05.21
技术公布日：2019.08.23