專利名稱：一種用于小孔徑擴(kuò)孔器的雙向水力結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及巖石鉆探工具技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于小孔徑擴(kuò)孔器的雙向水 力結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著流體介質(zhì)管道輸送事業(yè)的發(fā)展，穿越河流、湖泊、公路、鐵路甚至山脈的輸送 管道孔的鉆進(jìn)和擴(kuò)鉆作業(yè)在逐步增多，穿越擴(kuò)孔器的使用越發(fā)頻繁。目前所使用擴(kuò)孔器的 水力結(jié)構(gòu)較為簡單，在某種地層穿越鉆進(jìn)中，不能滿足對巖屑清理的需要。穿越鉆進(jìn)基本是 水平方向的，其巖屑的一部分總是留在孔道的下部，如在作業(yè)中不能及時吹散，對作為鉆進(jìn) 工具的擴(kuò)孔器本身沖刷和磨損非常嚴(yán)重，在擴(kuò)孔器牙輪的前部設(shè)置徑向水眼，可有效的吹 散牙輪工作部位的巖屑，對牙輪的清洗亦起到很好的作用。但對于較軟地層來說，孔壁沖蝕 嚴(yán)重，不僅孔徑不規(guī)則，有時可能造成事故。因此，目前在較軟地層的穿越鉆井中，使用傾斜 水孔的水力系統(tǒng)。雖然減輕了對孔壁的沖蝕，但對鉆進(jìn)中的牙輪部位孔徑下部沉積的巖屑 不能有效的吹散，造成對鉆具本身的嚴(yán)重研磨而損壞。上述缺陷對于小孔徑穿越擴(kuò)孔器尤 為嚴(yán)重，成為亟待解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于小孔徑擴(kuò)孔器的雙向水力結(jié)構(gòu)，改善 鉆進(jìn)效果，提高鉆進(jìn)效率，延長擴(kuò)孔器使用壽命。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案本發(fā)明在擴(kuò)孔器主體內(nèi)設(shè)置與擴(kuò)孔 器主體中心水孔連通的分水孔；擴(kuò)孔器主體側(cè)壁內(nèi)設(shè)置若干徑向水孔和傾斜水孔，徑向水 孔和傾斜水孔分別與所述的分水孔連通；在擴(kuò)孔器相鄰的兩個牙輪組合單元之間設(shè)置一組 徑向水孔和傾斜水孔；徑向水孔和傾斜水孔內(nèi)可裝設(shè)水眼或者水堵。進(jìn)一步，所述水眼和水堵均為柱體，其中水眼為設(shè)置有通孔的柱體；所述水眼和水 堵通過擋圈固定于徑向水孔或傾斜水孔內(nèi)，水眼和水堵的側(cè)面通過密封圈與徑向水孔或傾 斜水孔的內(nèi)壁密封。進(jìn)一步，在所述的傾斜水孔一側(cè)還設(shè)置有第二徑向水孔，該第二徑向水孔與傾斜 水孔連通，連通的位置設(shè)置于靠近中心水孔的一側(cè)。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提供的用于小孔徑穿越擴(kuò)孔器的雙向水力結(jié)構(gòu)在擴(kuò) 孔器主體側(cè)壁內(nèi)設(shè)置于擴(kuò)孔器主體中心水孔相連的徑向水孔、傾斜水孔，徑向水孔、傾斜水 孔可設(shè)置水眼或水堵。主體中心水孔的泥漿，通過本發(fā)明的徑向水孔、傾斜水孔向外噴射， 對擴(kuò)孔器的牙輪進(jìn)行清洗和冷卻。根據(jù)穿越擴(kuò)孔作業(yè)的需要，可在徑向水孔或傾斜水孔中 安裝水眼或部分水堵，更好的利用泥漿的水力作用，對作業(yè)孔的不同方位清洗，避免巖屑的 沉積對牙輪和本體的沖刷和研磨。在較軟地層的穿越鉆進(jìn)中，為了避免對孔壁的沖蝕，在傾 斜水孔中安裝水眼，而在徑向水孔中則安裝水堵。有時為了改善水力效果，在一到二個徑向 水孔中安裝通孔直徑較小的水眼，實現(xiàn)復(fù)合水力系統(tǒng)。同樣，在較硬底層的穿越鉆井中，為
3了避免在牙輪部位巖屑的沉積，在徑向水孔中安裝水眼，而在傾斜水孔中安裝水堵。有時為 了改善水力效果，在一到二個傾斜水孔中安裝較小直徑的水眼，實現(xiàn)復(fù)合水力系統(tǒng)。復(fù)合 水力系統(tǒng)無論對于軟地層或硬地層，都能改善水力效果，提升鉆進(jìn)效率，延長擴(kuò)孔器使用壽 命，降低穿越鉆進(jìn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明的其他優(yōu)點、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并 且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可 以從本發(fā)明的實踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點可以通過下面的說明書以及附圖 中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。
圖1為本發(fā)明用于小孔徑擴(kuò)孔器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的剖面圖。圖3是鑲 裝水眼的剖面圖。圖4是鑲裝水堵的剖面圖。圖5是水眼在擴(kuò)孔器牙輪組合單元間的位置 圖。圖6是牙輪組合單元的周向分布圖。圖中，2是第二徑向水孔，3是后導(dǎo)向塊，4是擴(kuò)孔器牙輪組件，5是擴(kuò)孔器本體，50 是主體中心水孔，51是徑向水管分水孔，52是傾斜水管分水孔，53是徑向水孔，54是傾斜水 孔，60是水眼，61是水堵，62是密封圈，63是擋圈，7是牙輪座，71是牙輪座螺紋副，8是防掉 螺栓，81是防掉螺栓螺紋副。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。圖1給出本發(fā)明用于小孔徑擴(kuò)孔器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的剖面圖。采用本 發(fā)明結(jié)構(gòu)的小孔徑穿越擴(kuò)孔器的基本構(gòu)造是在擴(kuò)孔器的主體5上加工出牙輪座7，一股為 三個，互成120°，牙輪組件4通過螺紋副71連接在牙輪座7上，防掉螺栓8的螺紋副81 與螺紋副71的螺旋方向相反，起到防掉作用。牙輪座7、牙輪組件4、防掉螺栓8構(gòu)成擴(kuò)孔 器的牙輪組合單元，它的數(shù)量是與牙輪座7對應(yīng)的。擴(kuò)孔器主體5內(nèi)壁還設(shè)置與所述的主 體中心水孔50連通的分水孔，本實施例中分水孔包括徑向水管分水孔51、傾斜水管分水孔 52 ；擴(kuò)孔器主體5的側(cè)壁內(nèi)設(shè)置若干徑向水孔53和傾斜水孔54，徑向水孔53和傾斜水孔 54分別與所述的徑向水管分水孔51、傾斜水管分水孔52連通，水力系統(tǒng)的泥漿通過主體5 的中心孔50分流至徑向水孔53、傾斜水孔54。傾斜水孔54 —側(cè)設(shè)置有第二徑向水孔2， 該第二徑向水孔2與傾斜水孔54連通，連通的位置設(shè)置于靠近中心水孔50的一側(cè)，即在傾 斜水孔54可安裝水眼或水堵位置的內(nèi)側(cè)。使用時，徑向水管分水孔51、傾斜水管分水孔52 可直接用于水力噴射，徑向水孔53和傾斜水孔54亦可直接用于水力噴射，亦可在其中鑲裝 水眼60或水堵61。當(dāng)穿越鉆進(jìn)的地層較硬時，可在徑向水孔53內(nèi)鑲裝水眼60，而在傾斜 水孔54內(nèi)鑲裝水堵61，此時，在所述的傾斜水孔54被水堵61堵上，水流可以沿傾斜水孔 54 一側(cè)設(shè)置有第二徑向水孔2進(jìn)行徑向噴射，可有效的吹散牙輪工作部位的巖屑，對牙輪 亦起到很好的清洗作用。當(dāng)穿越鉆進(jìn)的地層較軟時，可在徑向水孔53內(nèi)鑲裝水堵61，而在 傾斜水孔54內(nèi)鑲裝水眼60，使水力傾斜噴射，避免了對孔壁的沖蝕。倘若孔壁沖蝕嚴(yán)重，不 僅孔徑不規(guī)則，有時可能造成事故。結(jié)合圖3和圖4所示，密封圈62裝在徑向水孔和傾斜水孔內(nèi)預(yù)設(shè)的環(huán)形槽內(nèi)，它在水孔內(nèi)壁與水眼或水堵外緣形成靜密封，防止泥漿在其間泄漏。擋圈63裝在水孔壁頂部 的擋圈槽內(nèi)，用于固定水眼60或水堵61。結(jié)合圖4和圖5所示，上述的徑向水孔53、傾斜水孔54、第二徑向水孔2各一件， 組合成一組水孔。水孔在擴(kuò)孔器中的組數(shù)是與前文所述的牙輪組合單元數(shù)量相對應(yīng)的，并 設(shè)置在擴(kuò)孔器周向位置的兩個牙輪組合單元之間。應(yīng)該說明的是，若在徑向水孔53中鑲裝水眼，可在一個傾斜水孔54中同樣鑲裝水 眼，其余鑲裝水堵；相反，若在傾斜水孔54中鑲裝水眼，可在一個徑向水孔53中同樣鑲裝水 眼，其余鑲裝水堵，這樣能更有效的調(diào)節(jié)水力系統(tǒng)。事實上，本發(fā)明在使用時，可以根據(jù)穿越 鉆進(jìn)的實際需要靈活安排安裝水眼60和水堵61，可以在所有徑向水孔和傾斜水孔內(nèi)裝置 水眼8，或按不同的比例裝置水眼60和水堵61。最后還需說明的是，徑向水孔53和傾斜水孔54的內(nèi)孔的截面形狀可為任意幾何 形狀，水堵61和水眼60可以根據(jù)徑向水孔53和傾斜水孔54的內(nèi)孔形狀制作裝配，本實施 例中，水眼60和水堵61均為柱體，其中水眼60為設(shè)置有通孔的柱體，很明顯也可以設(shè)置其 他形狀以方便安裝到各水管上控制水管的出水狀況；傾斜水孔54既不平行于擴(kuò)孔器主體5 的軸線，亦不垂直其軸線。
權(quán)利要求
一種用于小孔徑擴(kuò)孔器的雙向水力結(jié)構(gòu)，其特征在于在擴(kuò)孔器主體內(nèi)設(shè)置與擴(kuò)孔器主體中心水孔連通的分水孔；擴(kuò)孔器主體側(cè)壁內(nèi)設(shè)置若干徑向水孔和傾斜水孔，徑向水孔和傾斜水孔分別與所述的分水孔連通；在擴(kuò)孔器相鄰的兩個牙輪組合單元之間設(shè)置一組徑向水孔和傾斜水孔；徑向水孔和傾斜水孔內(nèi)可選擇安裝水眼或者水堵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于小孔徑擴(kuò)孔器的雙向水力結(jié)構(gòu)，其特征在于所述 水眼和水堵均為柱體，其中水眼為設(shè)置有通孔的柱體；所述水眼和水堵通過擋圈固定于徑 向水孔或傾斜水孔內(nèi)，水眼和水堵的側(cè)面通過密封圈與徑向水孔或傾斜水孔的內(nèi)壁密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于小孔徑擴(kuò)孔器的雙向水力結(jié)構(gòu)，其特征在于 在所述的傾斜水孔一側(cè)還設(shè)置有第二徑向水孔，該第二徑向水孔與傾斜水孔連通，連通的 位置設(shè)置于靠近中心水孔的一側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于小孔徑擴(kuò)孔器的雙向水力結(jié)構(gòu)，本發(fā)明在擴(kuò)孔器主體內(nèi)設(shè)置與擴(kuò)孔器主體中心水孔連通的分水孔；擴(kuò)孔器主體側(cè)壁內(nèi)設(shè)置若干徑向水孔和傾斜水孔，徑向水孔和傾斜水孔分別與所述的分水孔連通；在擴(kuò)孔器相鄰的兩個牙輪組合單元之間設(shè)置一組徑向水孔和傾斜水孔；徑向水孔和傾斜水孔內(nèi)可裝設(shè)水眼或者水堵；本發(fā)明改善鉆進(jìn)效果，提高鉆進(jìn)效率，延長擴(kuò)孔器使用壽命。
文檔編號E21B10/26GK101892809SQ20101021982
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月8日
發(fā)明者劉子洲 申請人:天津立林鉆頭有限公司