專利名稱：柱塞式隨鉆微擴孔工具的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油工業中油氣田開發、地礦鉆探中使用的隨鉆擴孔器，特別是一種柱塞式隨鉆微擴孔工具。
背景技術：
目前，隨著勘探、開發領域不斷擴大，套管開窗側鉆、老井加深、小井眼鉆進、復雜地區鉆探等技術的應用已成為各油田公司油氣增儲上產的重要技術手段。這些技術在目前的應用過程中，由于存在著各種原因，需對井眼進行擴徑，以減小在鉆井施工過程中卡鉆、套管下入困難和固井質量難保證等問題出現。為解決擴眼問題，研制出了以牙輪擴眼鉆頭為代表的第一代井下擴眼工具，使用中發現該擴眼鉆頭使用壽命短、易掉牙輪、鉆速慢等問題。近年來，隨著擴眼領域的擴大，同時新型超硬材料的發展為井下擴眼工具提供了廣闊的發展空間。為此各大井下工具制造公司都進行了研究，并取得了一些成果。如雙心(偏心)擴眼鉆頭在油田的擴眼鉆進中得到了較好地應用，減少了井下復雜情況、提高了鉆井時效和固井質量。但這種鉆頭的在鉆井過程中主要表現為鉆頭扭矩大、蹩跳嚴重，對鉆頭和鉆柱均造成了不同程度的損害；此外由于這種鉆頭把領眼鉆頭和擴眼部份做成一體，使鉆頭對地層的適應能力差和鉆頭無可換性，同時雙心鉆頭的工作受力狀態決定了它鉆出的井眼為螺旋型井眼，造成井身質量較差，給后續工作帶來了安全隱患。為解決上述問題國內某公司研制出了扶正擴眼鉆頭(接頭)，雖然對上述問題的解決的一定幫助，但由于擴眼時仍然采用單邊切削，工具受力不平衡，因此不能根本上解決上述問題。國外某公司研制出了同心伸縮式擴眼器，雖然工具受力達到了平衡，但切削齒得不到有效清洗，常常出現泥包現象，影響了擴眼效率。
發明內容
本實用新型的目的在于提供一種柱塞式隨鉆微擴孔工具，解決目前擴眼工具存在的地層適應性差、工具受力不均衡，易發生泥包等問題。
本實用新型主要由采用三切削柱塞均布結構，主要由本體組合、定位壓塊組合、切削柱塞組合三部分組成，本體組合主要包括本體1、工具扶正耐磨塊14、上下鉆具連接扣15；定位壓塊組合主要包括定位壓塊2、壓塊螺栓3、復位螺栓7等；切削柱塞組合主要包括切削柱塞4、碳化鎢燒結體6、減震齒8、切削齒9、預置式矩形斜向噴嘴10、柱塞內置式復位彈簧11、柱塞體鋼芯12、彈簧壓帽13；切削柱塞4由碳化鎢燒結體6與柱塞體鋼芯12燒結成一體，預置有矩形斜向噴嘴10，切削面上有預留齒孔，減震齒8和切削齒9分別鑲焊到預留齒孔中，切削柱塞4內腔裝有內置式復位彈簧11，彈簧壓帽13通過螺紋與切削柱塞4連接。
本實用新型在切削柱塞切削端采用碳化鎢燒結體，增強了切削柱塞抗沖蝕能力，提高了切削柱塞工作壽命；切削柱塞上采用預置式矩形斜向噴嘴方式，在擴眼時通過射流冷卻和清洗切削齒，降低了擴眼工具泥包的可能性，提高了隨鉆擴眼效率；在擴眼工具停止工作后，在內置式復位彈簧的作用下，將切削柱塞體收回。該工具結構簡單，操作方便，在軟地層進行隨鉆擴眼效率高，且能保證井下安全。
圖1為本實用新型結構示意圖具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步的詳述。
如附圖1所示，本實用新型采用三切削柱塞均布結構，由本體組合、定位壓塊組合、切削柱塞組合等三部分構成，本體組合主要包括本體1、工具扶正耐磨塊14、上下鉆具連接扣15等；定位壓塊組合主要包括定位壓塊2、壓塊螺栓3、復位螺栓7等；其與現有技術的區別主要在于切削柱塞組合，本實用新型切削柱塞組合主要包括切削柱塞4、碳化鎢燒結體6、減震齒8、切削齒9、預置式矩形斜向噴嘴10、柱塞內置式復位彈簧11、柱塞體鋼芯12、彈簧壓帽13。
切削柱塞4由碳化鎢燒結體6與柱塞體鋼芯12燒結成一體，并預置矩形斜向噴嘴10，在切削面上預留齒孔，將減震齒8和切削齒9分別鑲焊到預留齒孔中，使上述各單元形成一整體，將柱塞內置式復位彈簧11裝入切削柱塞4內腔后，用彈簧壓帽13的螺紋連接到柱塞4上，使復位彈簧11承受一定預壓力。復位螺栓7通過切削柱塞4的復位螺栓槽和復位螺栓尖端將復位彈簧11進一步壓縮，使切削柱塞4處于回收狀態，同時防止切削柱塞4的周向轉動。
由于本工具采用三柱塞均布結構，因此，工具受力平衡；本工具由本體、定位壓塊、切削柱塞等三部分組成，相互是獨立的，便于更換；切削柱塞切削端采用碳化鎢燒結體，增強了切削柱塞抗沖蝕能力；當擴眼工具不工作時，通過控制鉆井液排量，切削柱塞在彈簧預壓力的作用下，處于收縮狀態；要擴眼時，旋轉鉆柱，并通過加大鉆井液排量，切削柱塞在鉆具內外壓差作用下伸出，鉆井液通過切削柱塞中矩形斜向噴嘴形成射流，清洗冷卻切削齒，開始工作，此時復位螺栓將復位彈簧進一步壓縮，并通過切削柱塞上的復位槽限制了切削柱塞的周向轉動；當工具不工作時停泵，切削柱塞在復位彈簧的作用下回收。該結構可最大程度地提高了切削的抗沖蝕能力、工具工作的穩定性和切削齒的清洗能力，從而達到了高效擴眼的目的。
本實用新型工作原理如下擴眼時，旋轉鉆柱，加大鉆井液排量，切削柱塞在鉆具內外壓差作用下伸出，鉆井液通過切削柱塞中矩形斜向噴嘴形成射流，清洗冷卻切削齒，開始工作，此時復位螺栓將復位彈簧進一步壓縮，并通過切削柱塞上的復位槽限制了切削柱塞的周向轉動；當工具不工作時，停泵，切削柱塞在復位彈簧的作用下回收。
權利要求1.一種柱塞式隨鉆微擴孔工具，采用三切削柱塞均布結構，主要由本體組合、定位壓塊組合、切削柱塞組合三部分組成，本體組合主要包括本體(1)、工具扶正耐磨塊(14)、上下鉆具連接扣(15)；定位壓塊組合主要包括定位壓塊(2)、壓塊螺栓(3)、復位螺栓(7)；其特征在于切削柱塞組合主要包括切削柱塞(4)、碳化鎢燒結體(6)、減震齒(8)、切削齒(9)、預置式矩形斜向噴嘴(10)、柱塞內置式復位彈簧(11)、柱塞體鋼芯(12)、彈簧壓帽(13)；切削柱塞(4)由碳化鎢燒結體(6)與柱塞體鋼芯(12)燒結成一體，預置有矩形斜向噴嘴(10)，切削面上有預留齒孔，減震齒(8)和切削齒(9)分別鑲焊到預留齒孔中，切削柱塞(4)內腔裝有內置式復位彈簧(11)，彈簧壓帽(13)通過螺紋與切削柱塞(4)連接。
專利摘要本實用新型涉及一種柱塞式隨鉆微擴孔工具，主要由本體組合、定位壓塊組合、切削柱塞組合等三部分構成。切削柱塞組合主要包括碳化鎢燒結體、減震齒、切削齒、預置式矩形斜向噴嘴、柱塞內置式復位彈簧、柱塞體鋼芯、彈簧壓帽。切削柱塞由碳化鎢燒結體與柱塞體鋼芯燒結成一體，并預置矩形斜向噴嘴，在切削面上預留齒孔，將減震齒和切削齒分別鑲焊到預留齒孔中，將柱塞內置式復位彈簧裝入切削柱塞內腔后，用彈簧壓帽的螺紋連接到柱塞上。本實用新型具有結構簡單、操作方便、同時能夠降低擴眼工具泥包可能性。
文檔編號E21B10/26GK2906031SQ20062009999
公開日2007年5月30日 申請日期2006年3月31日 優先權日2006年3月31日
發明者羅良波, 張蕾, 王平現 申請人:新疆石油管理局鉆井工藝研究院