專利名稱：鉆井液壓擴孔裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于油、氣鉆完井技術領域，特別是涉及ー種鉆井液壓擴孔裝置。
背景技術：
在公知的鉆完井領域中，由于某些地層中巖石自身性質、地應カ及泥漿浸泡等原因，地層可能會發生滑移、井眼縮徑、井壁崩塊或坍塌等復雜情況，為避免或減緩縮徑及坍塌等帶來的不良影響，目前，國內外已在使用且具有一定工作成效的隨鉆擴孔工具。上述擴孔工具主要分為兩類，其一，為固定式結構，固定式擴孔器類似穩定器，在繼續鉆進的過程中可有效切削井壁，起到保徑的作用，但如果起鉆時上部井段井眼縮徑則會導致卡鉆事故。其ニ，為擴張式擴孔器，它的特點是可通過調節泵壓實現刀翼的擴張和收縮，刀翼經過特殊的設計可使其張開最大外徑等于鉆頭直徑，并且可更換。在使用擴張式擴孔器過程中尚存在諸多問題由于擴眼工具的刀翼單邊受力，扭 矩大、憋跳嚴重，對鉆頭和鉆柱易造成不同程度的損壞；當井眼為螺旋型井眼且井身質量較差時，無法判斷刀翼是否達到預定外徑，在刀翼張開到位后沒有鎖定機構，刀翼隨著壓力的變化其外徑易發生變化，進而難以保證擴孔的孔徑；如果發生泥包，由于擴眼工具彈簧的推カ不夠，使刀翼不能收回；在水眼處未設置單流閥，容易造成水眼堵塞。由于目前尚未有一種結構合理、工作質量高且非常成熟的液壓擴孔工具，因此使得鉆完井作業過程中的液壓擴孔作業比較困難。
發明內容本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題而提供ー種結構設計合理、適用于鉆完井作業，尤其適用于需要進行裸眼礫石充填防砂作業的井中，可進行倒劃眼、正劃眼和隨鉆擴眼作業，是ー種有效的提高鉆井效率、固井質量和鉆井安全性的鉆井液壓擴孔裝置。本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是鉆井液壓擴孔裝置，包括依次連接的上接頭、殼體、下殼體和下接頭、設置在上接頭與殼體內的芯軸、設置在下殼體內與芯軸密封連接的密封管、安裝在殼體上的刀翼，其特征在于所述殼體與芯軸之間裝有活塞，活塞一端通過緊固件連接有鎖定解鎖機構，所述鎖定解鎖機構一端連接擋塊，所述芯軸與殼體之間還設有其一端裝有擋塊的刀翼復位調節機構，位于鎖定解鎖機構與刀翼復位調節機構上的兩擋塊之間安裝有刀翼，所述芯軸一端與上接頭、殼體之間裝有懸掛接頭，在芯軸該端內部通過緊固件設有上球座，所述密封管一端內通過緊固件裝有下球座。本實用新型還可以采用如下技術方案所述鎖定解鎖機構是由鎖定彈爪、解鎖套、頂套和小彈簧構成，所述鎖定彈爪和解鎖套通過螺釘與活塞上端連接，頂套、鎖定彈爪與解鎖套插裝，頂套與解鎖套之間裝有小彈簧。所述刀翼復位調節機構是由復位頂套、調節套和大彈簧構成，復位頂套一端與擋塊固定，另一端連接調節套，調節套裝有大彈簧。所述殼體位于滑塊套和調節套之間還制有用于限定滑塊行程位置的限位槽。所述上球座與芯軸之間插裝有鎖塊，上球座上制有用于限定鎖塊行程的凹槽。所述刀翼兩側沿其張開路徑上開有導向槽。所述活塞軸向上制有防止巖屑卡住刀翼的內置噴嘴。本實用新型具有的優點和積極效果是由于本實用新型采用上述技術方案，將本液壓擴孔裝置安放在MWD之上，先進行正常鉆進，刀翼處于收縮狀態。鉆進到井底后，投小球憋壓，利用壓差推動活塞使刀翼張開，刀翼張開到位后，鎖定彈爪與芯軸嚙合，將刀翼鎖定，進行擴眼作業。擴眼結束后，停泵放壓，小彈簧使鎖定彈爪解鎖，通過大彈簧的彈力將刀翼自動收回。若刀翼不能自動收回，再投大球憋壓，使芯軸向下運動，解除鎖定彈爪的鎖定， 同時導通活塞流體通道，芯軸推動活塞使刀翼收回，且刀翼收回后不影響正常循環。本裝置適用于鉆完井過程，尤其適用于需要進行裸眼礫石充填防砂的井中，可以進行倒劃眼、正劃眼和隨鉆擴眼作業，本裝置在使用過程中，可有效擴大井眼直徑，提高鉆井效率；可增加套管與井壁的環空間隙，提高固井質量；尤其在需要進行裸眼礫石充填防砂作業的井中，可大幅提高防砂質量和泄油面積。本實用新型結構簡單、作業安全性高且便于操作。
圖I是本實用新型的結構示意圖；圖2是本實用新型鎖定解鎖機構鎖定彈爪的結構示意圖；圖3是圖2的俯視圖；圖4是本實用新型鎖定解鎖機構解鎖套的結構示意圖；圖5是圖4的A-A剖視圖；圖6是本實用新型鎖定解鎖機構頂套的結構示意圖；圖7是圖6的俯視圖；圖8是本實用新型滑塊套的結構示意圖；圖9是圖8的B-B剖視圖；圖10是本實用新型刀翼的結構示意圖；圖11是本實用新型刀翼強行收回示意圖；圖12是本實用新型刀翼張開示意圖。圖中1、上接頭；2、殼體；3、下殼體；4、下接頭；5、噴嘴；6、密封管；7、下球座；8、 剪切銷釘；9、活塞；9-1、內置噴嘴；10、鎖定彈爪；11、解鎖套；12、頂套；12-1、內置孔；13、 小彈簧；14A、擋塊；14B、擋塊；15、刀翼；15-1、導向槽；16、復位頂套；17、調節套；18、大彈簧；19、滑塊套；20、滑塊；21、懸掛接頭；22、芯軸；22-1、傳壓孔；23、鎖塊；24、上球座； 24-1、限位槽；25、小球；26、大球。
具體實施方式
為能進一步了解本實用新型的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下[0030]請參閱圖I-圖10，完井液壓擴孔裝置，包括依次通過螺紋扣連接的上接頭I、殼體2、下殼體3和下接頭4，在上接頭與殼體內設置有芯軸22，在下接頭4側面上制有三個噴嘴5，在下殼體內設置有與芯軸22密封連接的密封管6，密封管6上制有傳壓孔。所述殼體與芯軸之間裝有活塞9，所述活塞軸向上制有防止巖屑卡住刀翼的內置噴嘴9-1。活塞一端通過緊固件連接有鎖定解鎖機構，本實施例中，所述緊固件優選為剪切銷釘8。在本實施例中，所述鎖定解鎖機構是由鎖定彈爪10、解鎖套11、頂套12和小彈簧13構成，所述鎖定彈爪10、解鎖套11與頂套12插裝，所述頂套上制有內置孔12-1，在頂套12與解鎖套11之間裝有小彈簧13，小彈簧套裝在芯軸外部。所述鎖定解鎖機構一端連接擋塊14B，即頂套12 —端外部通過螺釘固裝ー擋塊14B。所述芯軸與殼體之間還設有其一端裝有擋塊14A的刀翼復位調節機構，所述刀翼復位調節機構是由復位頂套16、調節套17和大彈簧18構成，擋塊14A與復位頂套16、調節套17套裝在殼體與芯軸之間，復位頂套一端與擋塊14A固定，另ー端連接調節套17，調節套內裝有用于實現刀翼自動收回的大彈簧18。所述調節套用于調節刀翼最大伸出行程，即擴眼外徑。大彈簧上端與套裝在殼體與芯軸之間的滑塊套19接觸，下端與復位頂套16接觸。滑塊套19內插裝滑塊20，所述殼體位于滑塊套和調節套之間還制有用于限定滑塊行程位置的限位槽。位于鎖定解鎖機構擋塊14B與刀翼復位調節機構上的擋塊14A之間安裝有刀翼15，刀翼兩側上制有用于提高其切削穩定性的滑槽15-1。本實 施例中，所述刀翼兩側沿其張開路徑上開有導向槽15-1。在所述芯軸一端與上接頭、殼體之間裝有懸掛接頭21，并與殼體螺紋連接。在芯軸該端內部還安裝有上球座24并通過剪切銷釘與芯軸緊固，上球座24上制有用于限制鎖塊行程的限位槽24-1。所述密封管一端內通過緊固件裝有下球座7。在上球座與芯軸之間插裝鎖塊23，小球25用于刀翼張開，大球26用于刀翼收回。本實用新型的工作原理為將本液壓擴孔裝置安放在MWD之上，首先進行正常鉆進，刀翼15處于收縮狀態。如圖11所示，刀翼強行收回過程投大球26憋壓，剪切銷釘，使上球座24下移，鎖塊23滑向上球座上的限位槽24-1內，這樣可將芯軸解鎖。繼續打壓，芯軸下移后與滑塊20接觸，并強行推動調節套17，調節套推動復位頂套16使刀翼15強行收回。當刀翼收回后，滑塊套19與滑塊20繼續下移，使滑塊進入殼體上的限位槽2-1內，導致芯軸與滑塊套脫離，芯軸繼續下移，連通芯軸上下端的傳壓孔，液體繞過大球26，實現芯軸上下連通，循環壓井。如圖12所示，刀翼張開過程投小球25，切斷剪切銷釘8，使下球座7下移，液體產生壓カ降，其中一部分液體向下通過噴嘴5流向鉆頭，另一部分液體通過活塞9的內置噴嘴9-1和頂套12的內置孔12-1流向刀翼，起到冷卻、清洗刀翼的作用。此時，在內置噴嘴9-1和噴嘴5之間產生壓差，使擴孔裝置壓カ不平衡，液體推動活塞9上移，活塞推動鎖定彈爪10、解鎖套11和頂套12，并壓縮小彈簧13，頂套推動擋塊14A向上運動，進而推動刀翼15沿滑槽向上向外張開，刀翼推動擋塊14B，擋塊14B推動復位頂套16，復位頂套推動調節套17并壓縮大彈簧18，使調節套頂在滑塊套19上，刀翼張開，進行擴眼作業。在刀翼張開到位后，所述鎖定彈爪與芯軸嚙合，將刀翼鎖定，這樣不僅可保證刀翼張開到位，還可防止擴眼過程中刀翼自動縮回。刀翼自動收回過程擴眼結束后，通過停泵卸壓，使小彈簧13復位推動解鎖套11，并使鎖定彈爪10張開，結束鎖定彈爪10與芯軸的鎖定，鎖定彈爪10與芯軸解鎖后 ，大彈簧 18復位，推動復位頂套16使刀翼15收回，刀翼收回后不影響正常循環。
權利要求1.一種鉆井液壓擴孔裝置，包括依次連接的上接頭、殼體、下殼體和下接頭、設置在上接頭與殼體內的芯軸、設置在下殼體內與芯軸密封連接的密封管、安裝在殼體上的刀翼，其特征在干所述殼體與芯軸之間裝有活塞，活塞一端通過緊固件連接有鎖定解鎖機構，所述鎖定解鎖機構一端連接擋塊，所述芯軸與殼體之間還設有其一端裝有擋塊的刀翼復位調節機構，位于鎖定解鎖機構與刀翼復位調節機構上的兩擋塊之間安裝有刀翼，所述芯軸一端與上接頭、殼體之間裝有懸掛接頭，在芯軸該端內部通過緊固件設有上球座，所述密封管一端內通過緊固件裝有下球座。
2.根據權利要求I所述的鉆井液壓擴孔裝置，其特征在于所述鎖定解鎖機構是由鎖定彈爪、解鎖套、頂套和小彈簧構成，所述鎖定彈爪和解鎖套通過螺釘與活塞上端連接，頂套、鎖定彈爪與解鎖套插裝，頂套與解鎖套之間裝有小彈簧。
3.根據權利要求I所述的鉆井液壓擴孔裝置，其特征在于所述刀翼復位調節機構是由復位頂套、調節套和大彈簧構成，復位頂套一端與擋塊固定，另一端連接調節套，調節套裝有大彈簧。
4.根據權利要求I所述的鉆井液壓擴孔裝置，其特征在于所述殼體位于滑塊套和調節套之間還制有用于限定滑塊行程位置的限位槽。
5.根據權利要求I所述的鉆井液壓擴孔裝置，其特征在于所述上球座與芯軸之間插裝有鎖塊，上球座上制有用于限定鎖塊行程的凹槽。
6.根據權利要求I所述的鉆井液壓擴孔裝置，其特征在于所述刀翼兩側沿其張開路徑上開有導向槽。
7.根據權利要求I所述的鉆井液壓擴孔裝置，其特征在于所述活塞軸向上制有防止巖屑卡住刀翼的內置噴嘴。
專利摘要本實用新型涉及一種鉆井液壓擴孔裝置，包括依次連接的上接頭、殼體、下殼體和下接頭、芯軸、與芯軸連接的密封管和刀翼，特征是殼體與芯軸之間裝有活塞，活塞連接鎖定解鎖機構，鎖定解鎖機構一端連接擋塊，芯軸與殼體之間還設有刀翼復位調節機構，刀翼復位調節機構一端連接擋塊，位于兩機構上的兩擋塊之間安裝刀翼，芯軸一端與上接頭、殼體之間裝有懸掛接頭，在芯軸該端內部設有上球座，密封管一端內裝有下球座。優點是適用于在鉆井過程中進行倒劃眼、正劃眼和隨鉆擴眼作業，有效擴大井眼直徑，提高鉆井效率；還可增加套管與井壁的環空間隙，提高固井質量；在需要進行裸眼礫石充填防砂作業的井中，大幅提高防砂質量和泄油面積。
文檔編號E21B7/28GK202467657SQ20122009398
公開日2012年10月3日 申請日期2012年3月13日 優先權日2012年3月13日
發明者于小龍, 劉禹銘, 劉貴遠, 左凱, 魏愛拴 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油能源發展股份有限公司, 中海油能源發展股份有限公司監督監理技術分公司