地质勘探用锥形装药孔成形工具

本技术属于石油、天然气和地质勘探等钻井设备领域，涉及一种地质勘探用锥形装药孔成形工具。

背景技术：

1、现今的地质勘探用钻井工具只能钻出竖直型单一井孔，钻井孔径过于单一，当地质结构较复杂时很容易发生事故也难以实现勘探目的需要多次实践，出现了成本提高，效率低下等问题。地质勘探用锥形装药孔成形工具则可以利用随钻扩眼工具与勘探钻井设备相结合，根据需要钻出不同孔径的阶梯井眼，逐级扩眼可以使填充的炸药爆炸时声波呈“喇叭形”(锥形)放射状传递，大大的提高了勘探效率。而锥形装药孔成形的前提是先实现逐级扩眼，国内外优越相关技术为随钻扩眼，这一技术可以有效的提高油气井勘探效率、优化勘探钻井的井身结构，降低整体勘探成本等。

技术实现思路

1、本实用新型目的是提供一种地质勘探用锥形装药孔成形工具，解决地质勘探效率、现有技术随钻扩眼问题。通过增加钻压和扭矩，可实现逐级随钻扩眼。

2、本实用新型所采用的技术方案是：

3、本实用新型地质勘探用锥形装药孔成形工具，主要由半扣、外壳、中心筒、扩眼刀具、下接头组成。其特征是：所述的半扣包括上半扣和下半扣，上下半扣通过螺钉连接；外壳上加工有周向均布的三个阶梯槽，外壳内部加工有内花键；中心筒安装在外壳内部，与外壳花键连接，中心筒下端与弹簧挡环螺纹连接，弹簧安装在弹簧挡环与下接头之间；扩眼刀具主要由刀体、切削齿、刀架组成，所述的刀体与刀架通过连接销连接，切削齿镶嵌安装在刀体上，刀架通过螺栓安装在外壳阶梯槽上。

4、上述方案中的地质勘探用锥形装药孔成形工具，中心筒上端接头与钻柱相连，上部为圆柱状且表面加工有外花键，中部截面为正六边形且在3个间隔表面加工有斜齿槽，下部为圆柱状表面加工有3个流道孔，在地质勘探扩眼钻进时能够更好的让碎屑及时排出，避免岩屑的沉降导致刀翼被卡。

5、上述方案中的地质勘探用锥形装药孔成形工具，扩眼工具周向120°均布安装在外壳阶梯槽上，刀体上加工有齿轮和切削齿，切削齿的倾斜角为向外倾斜4～7°，背对齿轮方向倾斜4～7°有利于切削碎屑的流通，切削齿数为15～17，每个刀体上的切削齿分布位置不同，刀体顶部采用圆弧形结构，确保切削齿覆盖面的同时，使用同轨布齿的方式，有利于提高扩眼速度。

6、上述方案中的地质勘探用锥形装药孔成形工具，半扣可根据不同勘探要求选择长度，实现阶梯孔径或者限制此工具的最大扩孔直径。

7、本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：1、利用了中心筒和外壳内外花键配合的结构以及齿轮相互啮合传动来控制扩眼刀体的张开。这种结构可以确保扩眼刀体在有压力的情况下不缩回，钻井时得到的孔径可以根据需要逐级变化，形成喇叭状扩展，并且能够在扩眼任务完成后自动回收。2、逐级扩眼可以使填充的炸药爆炸时声波呈“喇叭形”(锥形)放射状传递，大大的提高了勘探效率。3、扩眼刀体的材质选用合金钢，上面镶装硬质合金切削齿，扩眼刀体顶部采用圆弧形结构，确保切削齿覆盖面的同时，使用同轨布齿的方式，有利于提高扩眼速度。4、采用三刀体的结构进行扭矩的传递，简单便捷，安全可靠。5、中心筒下部刀具张开处加工有3个流道孔，在扩眼钻进时能够更好的让碎屑能够及时的排出，避免岩屑的沉降导致刀翼被卡。

技术特征：

1.地质勘探用锥形装药孔成形工具，主要由半扣、外壳、中心筒、扩眼刀具、下接头组成，其特征是：所述的半扣包括下半扣(1)和上半扣(11)，上下半扣通过螺钉连接；外壳(2)上加工有周向均布的三个阶梯槽(2a)，外壳(2)内部加工有内花键(2b)；中心筒(3)安装在外壳(2)内部，与外壳(2)花键连接，中心筒(3)下端与弹簧挡环(4)螺纹连接，弹簧(5)安装在弹簧挡环(4)与下接头(6)之间；扩眼刀具主要由刀体(8)、切削齿(9)、刀架(7)组成，所述的刀体(8)与刀架(7)通过连接销(10)连接，切削齿(9)镶嵌安装在刀体(8)上，刀架(7)通过螺栓安装在外壳阶梯槽(2a)上。

2.根据权利要求1所述的地质勘探用锥形装药孔成形工具，其特征在于：所述的中心筒(3)上端接头(3a)与钻柱相连，上部为圆柱状且表面加工有外花键(3b)，中部截面为正六边形且在3个间隔表面加工有斜齿槽(3c)，下部为圆柱状表面加工有3个流道孔(3d)，在地质勘探扩眼钻进时能够更好的让碎屑及时排出，避免岩屑的沉降导致刀翼被卡。

3.根据权利要求1所述的地质勘探用锥形装药孔成形工具，其特征在于：所述的扩眼工具周向120°均布安装在外壳阶梯槽(2a)上，刀体(8)上加工有齿轮和切削齿(9)，切削齿(9)的倾斜角为向外倾斜4～7°，背对齿轮方向倾斜4～7°有利于切削碎屑的流通，切削齿数为15～17，每个刀体(8)上的切削齿(9)分布位置不同，刀体(8)顶部采用圆弧形结构，确保切削齿覆盖面的同时，使用同轨布齿的方式，有利于提高扩眼速度。

4.根据权利要求1所述的地质勘探用锥形装药孔成形工具，其特征在于：所述的下半扣(1)和上半扣(11)可根据不同勘探要求选择长度，实现阶梯孔径或者限制此工具的最大扩孔直径。

技术总结
本技术属于石油、天然气和地质勘探等钻井设备领域，涉及一种地质勘探用锥形装药孔成形工具，主要由半扣、外壳、中心筒、扩眼刀具、下接头组成。所述的半扣包括上半扣和下半扣，中心筒安装在外壳内部，与外壳花键连接，弹簧安装在弹簧挡环与下接头之间。扩眼刀具主要由刀体、切削齿、刀架组成，所述的刀体与刀架通过连接销连接，切削齿镶嵌安装在刀体上，刀架通过螺栓安装在外壳阶梯槽上。本技术利用随钻扩眼工具与勘探钻井设备相结合，通过增加钻压和扭矩，根据需要钻出不同孔径的阶梯井眼，逐级扩眼可以使填充的炸药爆炸时声波呈“喇叭形”(锥形)放射状传递，大大的提高了勘探效率。

技术研发人员：祝效华,田洋,敬俊,秦溢曼,倪宗清,黄婕
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：20230313
技术公布日：2024/1/15