一种随钻扩孔工具及方法与流程

本发明涉及钻探扩孔，尤其涉及一种随钻扩孔工具及方法。

背景技术：

1、钻井施工中，原始井眼的尺寸常需要根据实际施工需求进行扩大，随钻扩眼工具作为扩眼工具的一种，应用越来越广泛。

2、目前，国外几大油田服务公司都有成熟的随钻扩眼工具，如斯伦贝谢公司的rhino系列扩眼工具、哈里伯顿公司的rtm和urtm扩眼工具、贝克休斯公司的gaugepro扩眼工具、威德福公司的riptide扩眼工具和国民油井公司的anderreamer扩眼工具等。这些工具无不都是投球式扩眼器，通过投球憋压实现刀翼张开，以完成扩孔功能。

3、然而，在施工过程中，投球方式比较繁琐，可能存在投球不到位，刀翼难以张开，卡钻难以自动收回等难题，严重影响扩孔的顺利进行和施工的安全。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提供一种随钻扩孔工具，无需投球，能够自如实现刀翼的打开与回收。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种随钻扩孔工具，包括：

4、转柱，被配置为连接在转杆上，所述转柱的侧壁上开设有容纳槽；

5、导向模块，包括导向件和滑动件，所述导向件设置在所述转柱上，所述滑动件滑动设置在所述导向件上；

6、切削模块，包括刀具主体，固连于所述滑动件，所述滑动件滑动能够带动所述刀具主体伸出所述容纳槽外以获得使用位置，或带动所述刀具主体缩回所述容纳槽内以获得收纳位置；

7、驱动模块，所述驱动模块与所述滑动件相连，用于驱动所述滑动件滑动；

8、采集模块，包括第一采集模块，用于采集钻井液的压力参数；

9、控制模块，用于根据所述压力参数生成开机指令并发送至所述驱动模块，以驱动所述滑动件滑动。

10、可选地，还包括限位架，所述限位架设置在所述容纳槽的槽壁上，且与所述容纳槽的槽底相对，所述切削模块还包括与所述刀具主体固连的限位座，所述限位座位于所述容纳槽的槽底和所述限位架之间，且设置在所述滑动件上，所述限位座能够在所述滑动件的带动下在所述容纳槽的槽底和所述限位架之间移动，以带动所述刀具主体获得所述收纳位置或所述使用位置。

11、可选地，所述限位架设有多个，各所述限位架远离所述容纳槽的槽壁的一侧均抵持于所述刀具主体的周缘。

12、可选地，所述采集模块还包括第二采集模块，所述第二采集模块用于采集自身与所述限位座之间的接触压力信息，所述控制模块还用于根据所述接触压力信息生成并发送停机指令至所述驱动模块，以使所述刀具主体停在所述使用位置或所述收纳位置。

13、可选地，所述第二采集模块包括第一采集子模块和第二采集子模块，所述第一采集子模块设置在所述限位架靠近所述限位座的一侧，所述第一采集子模块能够在所述限位座压抵在所述限位架上时采集所述接触压力信息，以使所述刀具主体停在所述使用位置，所述第二采集模块设置在所述容纳槽的槽底上，所述第二采集子模块能够在所述限位座压抵在所述容纳槽的槽底时采集所述接触压力信息，以使所述刀具主体停在所述收纳位置。

14、可选地，所述驱动模块包括驱动机构、拉绳和弹性件，所述拉绳的一端连接于所述驱动机构的输出端，另一端连接于所述滑动件，所述弹性件连接于所述滑动件，所述拉绳能够在所述驱动机构的收卷下拉动所述滑动件沿第一方向滑动，并使所述弹性件发生弹性变形；所述弹性件能够在所述驱动机构的放卷下恢复弹性变形以带动所述滑动件沿所述第一方向的反向滑动。

15、可选地，所述滑动件与所述导向件两者中的一者套设在另一者外。

16、可选地，所述转柱的侧壁上开设有泄压槽，所述泄压槽用于平衡所述转柱两端的液压或气压。

17、可选地，所述刀具主体包括刀具座和多个刀具，各所述刀具均设置在所述刀具座上，所述刀具座固连于所述滑动件，各所述刀具上均设有喷洗口、金刚石切削片和合金切削柱。

18、本发明的另一个目的在于提供一种随钻扩孔方法，无需投球，能够自如实现刀翼的打开与回收。

19、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

20、一种随钻扩孔方法，应用于上述的随钻扩孔工具，包括：

21、s1、入井前，调节钻井液的压力参数，测试刀具主体的活动状况；

22、s2、下放随钻扩孔工具至井眼中；

23、s3、转动转柱；

24、s4、调节钻井液的压力参数，使刀具主体以第一速度伸出容纳槽外，直至刀具主体停在使用位置；

25、s5、保持第一时间；

26、s6、下钻直至到达预定深度；

27、s7、调节钻井液的压力参数，使刀具主体缩回至容纳槽内，直至刀具主体停在收纳位置。

28、有益效果：

29、本发明提供的随钻扩孔工具及方法，转柱的一端连接在转杆上，采集模块采集钻井液的压力参数，控制模块根据压力参数生成开机指令并发送至驱动模块，驱动模块驱动滑动件滑动，滑动件带动刀具主体伸出容纳槽外停止在使用位置，转杆带动转柱转动，刀具主体会对井眼的周壁进行切削，实现扩孔的技术效果；滑动件带动刀具主体缩回容纳槽内使其停止收纳位置，刀具主体与井眼的周壁无接触，不切削井眼的周壁。通过钻井液的压力脉冲值控制刀具主体的使用与收纳，避免了因投球而引起的卡刀事故，对刀具主体的使用与收纳控制方便，调节自如，保证了扩孔孔径的一致性。

技术特征：

1.一种随钻扩孔工具，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的随钻扩孔工具，其特征在于，还包括限位架(5)，所述限位架(5)设置在所述容纳槽的槽壁上，且与所述容纳槽的槽底相对，所述切削模块(3)还包括与所述刀具主体(31)固连的限位座(32)，所述限位座(32)位于所述容纳槽的槽底和所述限位架(5)之间，且设置在所述滑动件(22)上，所述限位座(32)能够在所述滑动件(22)的带动下在所述容纳槽的槽底和所述限位架(5)之间移动，以带动所述刀具主体(31)获得所述收纳位置或所述使用位置。

3.根据权利要求2所述的随钻扩孔工具，其特征在于，所述限位架(5)设有多个，各所述限位架(5)远离所述容纳槽的槽壁的一侧均抵持于所述刀具主体(31)的周缘。

4.根据权利要求2所述的随钻扩孔工具，其特征在于，所述采集模块(4)还包括第二采集模块，所述第二采集模块用于采集自身与所述限位座(32)之间的接触压力信息，所述控制模块还用于根据所述接触压力信息生成并发送停机指令至所述驱动模块，以使所述刀具主体(31)停在所述使用位置或所述收纳位置。

5.根据权利要求4所述的随钻扩孔工具，其特征在于，所述第二采集模块包括第一采集子模块和第二采集子模块，所述第一采集子模块设置在所述限位架(5)靠近所述限位座(32)的一侧，所述第一采集子模块能够在所述限位座(32)压抵在所述限位架(5)上时采集所述接触压力信息，以使所述刀具主体(31)停在所述使用位置，所述第二采集模块设置在所述容纳槽的槽底上，所述第二采集子模块能够在所述限位座(32)压抵在所述容纳槽的槽底时采集所述接触压力信息，以使所述刀具主体(31)停在所述收纳位置。

6.根据权利要求1所述的随钻扩孔工具，其特征在于，所述驱动模块包括驱动机构、拉绳和弹性件，所述拉绳的一端连接于所述驱动机构的输出端，另一端连接于所述滑动件(22)，所述弹性件连接于所述滑动件(22)，所述拉绳能够在所述驱动机构的收卷下拉动所述滑动件(22)沿第一方向滑动，并使所述弹性件发生弹性变形；所述弹性件能够在所述驱动机构的放卷下恢复弹性变形以带动所述滑动件(22)沿所述第一方向的反向滑动。

7.根据权利要求1所述的随钻扩孔工具，其特征在于，所述滑动件(22)与所述导向件(21)两者中的一者套设在另一者外。

8.根据权利要求1所述的随钻扩孔工具，其特征在于，所述转柱(1)的侧壁上开设有泄压槽(6)，所述泄压槽(6)用于平衡所述转柱(1)两端的液压或气压。

9.根据权利要求1所述的随钻扩孔工具，其特征在于，所述刀具主体(31)包括刀具座和多个刀具，各所述刀具均设置在所述刀具座上，所述刀具座固连于所述滑动件(22)，各所述刀具上均设有喷洗口、金刚石切削片和合金切削柱。

10.一种随钻扩孔方法，其特征在于，应用于如权利要求1-9任一项所述的随钻扩孔工具，包括：

技术总结
本发明属于钻探扩孔技术领域，公开了一种随钻扩孔工具及方法。随钻扩孔工具包括转柱、导向模块、切削模块、驱动模块、采集模块和控制模块。转柱，被配置为连接在转杆上，转柱的侧壁上开设有容纳槽；导向模块包括导向件和滑动件，导向件设置在转柱上，滑动件滑动设置在导向件上；切削模块包括刀具主体，固连于滑动件，滑动件滑动能够带动刀具主体伸出容纳槽外以获得使用位置，或带动刀具主体缩回容纳槽内以获得收纳位置。驱动模块与滑动件相连，用于驱动滑动件滑动；采集模块包括第一采集模块，用于采集钻井液的压力参数；控制模块用于根据压力参数生成开机指令并发送至驱动模块，以驱动滑动件滑动。

技术研发人员：叶西安,罗华,高清春,富新颖,夏宇,罗欢,孙贵阳,刘增涛,栾百川,陈福军,杨杰,任海阳,张脊,巩永丰,骆杨,金佳毅,蒋翔宇,张弦,罗威,张昕冉,薛志永,李春吉,陈海波,任红侠,张志国,马勇
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15