扩眼装置及钻井设备的制作方法

本发明涉及钻探，尤其涉及一种扩眼装置及钻井设备。

背景技术：

1、在油气田开发的中后期，老井加深、小井眼钻进、套管开窗侧钻等技术成为油气开采的常规工艺手段。在小井眼钻进过程中暴露出诸多问题，例如缩颈卡钻、套管下放困难、固井质量差等。特别是，井眼缩颈造成钻具上提、下放被卡等问题比较明显，这会影响机械钻进的速度，容易发生卡钻等复杂情况，处理不当就会导致钻具被掩埋而报废。

2、为了解决此问题，扩眼装置被广泛应用，扩眼装置能够对钻井的井壁外扩，从而使得井眼扩大。井眼扩大则能够解决钻具被卡的问题。当然，扩眼装置不局限于小井眼钻进场景，在其它的钻探场景中也会被用到。

3、相关技术中的扩眼装置在使用时，操作人员在投球后通过钻井液的憋压才能开启扩眼装置，但是扩眼装置一旦开启则无法闭合。只能重新上提钻井设备后更换新的扩眼装置，这会对钻进工作带来较大的额外工作负荷，导致钻进效率较低。

技术实现思路

1、本发明实施例公开一种扩眼装置及钻井设备，以解决相关技术涉及的扩眼装置一旦开启后无法闭合从而导致需要从钻井中提出导致的钻进效率较低的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明实施例公开以下技术方案：

3、一种扩眼装置，包括筒状外壳、中心管、上压缩弹簧、多个安装座和多个扩眼刀具，其中：

4、所述中心管固定于所述筒状外壳之内，所述筒状外壳设有多个条形孔，所述多个条形孔沿所述筒状外壳的圆周方向间隔分布，且每个所述条形孔均沿所述筒状外壳的轴线方向延伸；

5、所述多个扩眼刀具分别活动地安装于所述多个安装座上，所述多个安装座安装于相应的所述条形孔中，且与所述中心管在所述轴线方向滑动配合；所述条形孔的孔壁设有导向结构，所述扩眼刀具与所述导向结构导向配合；所述上压缩弹簧套于所述中心管的第一端之外，并定位于所述中心管的第一端与所述安装座之间，所述上压缩弹簧用于驱使所述安装座向第一方向移动；

6、在所述中心管通入第一预设压力的钻井液的情况下，具有所述第一预设压力的所述钻井液至少用于驱动所述多个安装座向第二方向移动，以使所述扩眼刀具在随所述安装座移动时被所述导向结构引导而伸出所述条形孔并凸出于所述筒状外壳的外壁，所述上压缩弹簧被压缩；

7、在所述中心管通入小于所述第一预设压力的钻井液的情况下，所述上压缩弹簧伸长并驱动所述多个安装座向所述第一方向移动，以使所述扩眼刀具在随所述安装座移动时被所述导向结构引导而回缩到所述条形孔之内，所述第一方向与所述第二方向相反，且均与所述轴线方向平行。

8、可选地，所述筒状外壳包括上接头和上壳体，所述上接头的第一端位于所述上壳体之内，并与所述上壳体螺纹配合而固定相连，所述上壳体内设有朝向所述上接头的第一限位面，所述中心管包括管本体和第一环状凸起，所述第一环状凸起固定于所述管本体，且绕着所述管本体的圆周方向延伸，所述第一环状凸起被夹紧固定在所述上接头的第一端与所述第一限位面之间。

9、可选地，所述安装座的部分伸至所述筒状外壳与所述管本体之间，所述管本体、所述安装座、所述第一环状凸起和所述筒状外壳围成第一环状空间，所述上压缩弹簧套设于所述管本体之外，且两端分别与所述第一环状凸起和所述安装座接触。

10、可选地，所述扩眼装置还包括弹簧限位套，所述弹簧限位套处在所述第一环状空间之内，且套于所述上压缩弹簧之外，所述弹簧限位套的第一端与所述安装座相连，所述弹簧限位套的第二端与所述第一环状凸起相对，且在所述上压缩弹簧被压缩至警戒长度时，所述弹簧限位套的第二端与所述第一环状凸起限位接触。

11、可选地，所述安装座包括限位座，所述限位座与所述中心管滑动配合，且所述扩眼刀具活动地设于所述限位座上，在所述中心管通入第一预设压力的钻井液的情况下，具有所述第一预设压力的所述钻井液驱动所述安装座向所述第二方向移动直至所述限位座与所述条形孔的第一端部限位接触；在所述中心管通入小于所述第一预设压力的钻井液的情况下，所述上压缩弹簧伸长并驱动所述多个安装座向所述第一方向移动直至所述限位座与所述条形孔的第二端部限位接触。

12、可选地，所述安装座还包括第一顶套，所述第一顶套套设于所述中心管之外，所述第一顶套的第一端与所述限位座相连，所述第一顶套的第二端伸至所述筒状外壳与所述中心管之间，且与所述上压缩弹簧的端部接触。

13、可选地，所述安装座还包括为筒状结构的第二顶套，所述扩眼装置还包括均为筒状结构的流道转换器和流道控制器，所述流道转换器固定于所述筒状外壳之内，且套于所述中心管的第二端之外，所述流道控制器设于所述流道转换器之内，并与所述流道转换器滑动配合，所述流道转换器设有第一孔，所述流道控制器开设有第二孔；

14、所述第二顶套套设于所述流道转换器之外，所述第二顶套的第一端与所述限位座相连，所述第二顶套的第二端伸至所述筒状外壳与所述流道转换器之间，所述第二顶套、所述筒状外壳、所述流道转换器围成第二环状空间，所述筒状外壳设有第一喷射孔，所述第一喷射孔与所述第二环状空间连通；

15、在所述中心管通入第一预设压力的钻井液的情况下，具有所述第一预设压力的所述钻井液可驱使所述流道控制器向所述第一方向移动以使所述第一孔与所述第二孔连通，具有所述第一预设压力的所述钻井液通过所述第二孔和所述第一孔进入所述第二环状空间，并接着从所述第一喷射孔喷出，进入所述第二环状空间的所述钻井液用于驱动所述第二顶套带动所述限位座向所述第二方向移动。

16、可选地，所述第一喷射孔内设有第一喷嘴，所述第一喷射孔的外端口邻近所述扩眼刀具设置，所述第一喷射孔相对于所述轴线方向倾斜，以使从所述第一喷射孔喷出的所述钻井液至少用于冲洗所述扩眼刀具。

17、可选地，所述扩眼装置还包括护套，所述流道转换器的远离所述连接座的端部设有第二环状凸起，所述筒状外壳包括上壳体和下壳体，所述上壳体的第二端与所述下壳体的第一端通过螺纹配合而固定相连，所述下壳体的第一端伸至所述上壳体的第二端之内，所述上壳体的第二端内设有第二限位面，所述第二限位面朝向所述下壳体的第一端，所述护套的第一端抵接于所述第二限位面，所述护套的第二端抵接于所述第二环状凸起的第一端，所述第二环状凸起的第二端抵接于所述下壳体的第一端，所述护套围绕所述第一孔的外端口延伸。

18、可选地，所述扩眼装置还包括下压缩弹簧，所述筒状外壳还包括下接头，所述下接头的第一端与所述下壳体的第二端通过螺纹配合而固定相连，所述下接头的第一端位于所述下壳体的第二端之内，所述流道控制器的外侧壁固定有第三环状凸起，所述下压缩弹簧套于所述流道控制器之外，且两端分别与所述第三环状凸起和所述下接头的第一端抵触；

19、在所述中心管通入小于所述第一预设压力的钻井液的情况下，所述下压缩弹簧驱使所述流道控制器向所述第二方向移动以使所述第一孔与所述第二孔错位而隔离。

20、可选地，所述扩眼装置还包括垫片，所述垫片套设于所述流道控制器之外，且被夹紧在所述下接头的第一端与所述下压缩弹簧之间。

21、可选地，所述第三环状凸起、所述下壳体、所述流道控制器和所述下接头围成第三环状空间，所述下压缩弹簧位于所述第三环状空间之内，所述下壳体开设有第三孔，所述第三孔连通所述第三环状空间与所述筒状外壳的外侧的外部空间。

22、可选地，所述扩眼装置还包括筒状过滤件，所述下壳体设有朝向所述下接头的第三限位面，所述筒状过滤件套于所述下压缩弹簧之外，且定位于所述第三限位面与所述下接头的第一端之间，所述筒状过滤件覆盖所述第三孔。

23、可选地，所述扩眼装置还包括多个轨道控制螺钉，所述多个轨道控制螺钉沿所述筒状外壳的圆周方向均匀且间隔分布，并位于所述筒状外壳的同一高度处，

24、所述流道控制器的外壁设有多个轨道单元，所述多个轨道单元绕所述流道控制器的圆周方向分布并依次连通，每个所述轨道单元包括第一直线槽、第二直线槽、第三直线槽、第一倾斜槽、第二倾斜槽、第三倾斜槽和第四倾斜槽；所述第一直线槽与所述第二直线槽在所述轴线方向间隔分布，所述第三直线槽的两端分别通过所述第一倾斜槽和所述第二倾斜槽连接在所述第一直线槽和所述第二直线槽的两端之间，所述第三倾斜槽和所述第四倾斜槽分别与所述第一直线槽的第一端和所述第二直线槽的第一端连通，所述第三倾斜槽和所述第四倾斜槽在所述轴线方向间隔分布，所述第一直线槽的第一端与所述第二直线槽的第一端相对；

25、相邻的两个所述轨道单元中，一者的所述第三倾斜槽和所述第四倾斜槽分别与另一者的所述第三直线槽的两端之间的部位连通；

26、相邻的两个轨道单元中，一者的所述第一直线槽的第二端高于另一者的所述第一直线槽的第二端，一者的所述第二直线槽的第二端与另一者的所述第二直线槽的第二端等高。

27、一种钻井设备，包括上文所述的扩眼装置。

28、本发明实施例公开的扩眼装置具有以下技术效果：

29、本发明实施例公开的扩眼装置，通过在筒状外壳上开设条形孔并使得安装座能够带动扩眼刀具在轴线方向移动的同时，还能够使得扩眼刀具在跟随安装座移动的同时还能够相对于安装座运动而在伸出状态和回缩状态之间切换。扩眼刀具的状态的切换能够由通过扩眼装置的钻井液的压力大小及上压缩弹簧的弹力来决定，当钻井液的压力达到第一预设压力的情况下，钻井液会进入到安装座的背向上压缩弹簧的一侧从而推动安装座带动扩眼刀具移动而切换至伸出状态。在钻井液的压力小于第一预设压力的情况下，上压缩弹簧的弹性恢复力则能够驱使安装座复位从而带动扩眼刀具移动到相应的条形孔之内，从而使得扩眼刀具切换至回缩状态。

30、由此可见，本发明实施例公开的扩眼装置能够实现扩眼刀具的伸出和回缩，也就是说，在扩眼装置的扩眼刀具伸出之后即可进行扩眼作业，一旦无需扩眼作业，那么根本无需从钻井中提出整个钻井设备，只需要调整钻井液的压力即可实现扩眼刀具回缩，此种方式具有操作简单、方便等优势，而且不会带来过大的操作负荷。