CN104481404B - 一种撑杆式两刀翼大变径扩眼工具 - Google Patents

一种撑杆式两刀翼大变径扩眼工具 Download PDF

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    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/28—Enlarging drilled holes, e.g. by counterboring

Abstract

本发明涉及一种用于矿物资源开采和油气井井下扩眼的撑杆式两刀翼大变径扩眼工具。它解决井下大变径扩眼的问题。其技术方案是：主筒体与刀翼座丝扣连接，主筒体圆周方向均匀设置三个通槽；水嘴与内中心管丝扣连接，三个滑块穿过主筒体三个通槽安装在内中心管环形凹槽内；外中心管中部与滑块用螺钉a固定连接，下部与撑杆座用螺钉b固定连接；刀翼外侧镶嵌有切削齿，刀翼与刀翼座用螺栓铰接；撑杆一端与撑杆座铰接，另一端与刀翼铰接。本发明变径后最大直径可达变径前最大直径的三倍以上，机械结构可靠，采用液压驱动方式，控制简单，用于井下扩眼作业。

Description

一种撑杆式两刀翼大变径扩眼工具
技术领域
本发明涉及一种用于矿物资源开采和油气井井下扩眼的撑杆式两刀翼大变径扩眼工具。
背景技术
在石油天然气行业中，钻进至设计井深后根据工艺需求会进行扩眼作业，现有的扩眼工具由于受到结构的限制，扩眼直径有限。在矿物资源开采行业中，会使用钻井技术对井下矿物资源进行开采，通过钻井技术开采矿物资源，由于井眼直径有限，开采量非常小，因而使用钻井技术开采矿物资源需要使用具有大变径功能的扩眼工具，而现有的扩眼工具扩眼直径有限，难以其满足工艺需求。
针对现有扩眼工具扩眼直径小的特点，本发明设计一种具有大变径功能的扩眼工具。
发明内容
本发明的目的是：实现在井下大变径扩眼，特提供一种撑杆式两刀翼大变径扩眼工具。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种撑杆式两刀翼大变径扩眼工具，是由主筒体、水嘴、复位弹簧、内中心管、滑块、螺钉a、外中心管、刀翼座、撑杆座、螺钉b、销钉a、撑杆、销钉b、切削齿、刀翼、螺栓构成；其结构特征是：主筒体上端与上部钻柱丝扣连接，下端与刀翼座丝扣连接；复位弹簧置入主筒体内腔，安装在刀翼座上端面；内中心管上端与水嘴丝扣连接，内中心管置入主筒体内腔，主筒体与内中心管上下端的接触面用密封圈密封；内中心管中部设置有一圈环形凹槽，主筒体中部轴向设置三个通槽，三个通槽在圆周方向均匀分布，三个滑块分别穿过主筒体三个通槽安装在内中心管环形凹槽内；外中心管套入主筒体，外中心管与主筒体的接触面采用密封圈密封，外中心管中部与滑块用螺钉a固定连接；刀翼座下部与领眼钻头丝扣连接；刀翼座为一实心圆柱体，上部加工有公螺纹，下部加工有母螺纹，中部加工有一轴向通槽，通槽两侧设置的第一钻井液流道和第二钻井液流道连通刀翼座上下端面，堵头焊接于刀翼座上，将第一钻井液流道下端口封闭；撑杆座分别与两个撑杆用销钉a铰接；撑杆座置入刀翼座通槽内，撑杆座与外中心管下部用螺钉b固定连接；刀翼外侧镶嵌有切削齿，刀翼根部设置有一偏心通孔；两个刀翼分别置入刀翼座通槽内，刀翼与刀翼座用螺栓铰接；两个撑杆分别与两个刀翼用销钉b铰接，两个撑杆和两个刀翼均呈中心对称分布。
本发明的有益效果是：(1)本扩眼工具变径范围大，变径后最大直径可达变径前最大直径的三倍以上；(2)本发明的两刀翼根部设置有偏心孔，刀翼收回时避免岩屑卡住刀翼根部而无法收回的情况(3)液压驱动方式，控制简单；(4)本扩眼钻具机械结构简单可靠；(5)本发明的两刀翼呈中心对称分布，受力条件好。
附图说明
图1是本发明一种撑杆式两刀翼大变径扩眼工具刀翼收回状态的结构示意图；
图2是本发明一种撑杆式两刀翼大变径扩眼工具刀翼撑开状态的结构示意图；
图3是图1A-A截面剖视图；
图4是图1B-B截面剖视图；
图5是图1C-C截面剖视图；
图6是图1D-D截面剖视图；
图7是图2E-E截面剖视图；
图中：1.主筒体，2.水嘴，3.复位弹簧，4.内中心管，5.滑块，6.螺钉a，7.外中心管，8.刀翼座，9.撑杆座，10.螺钉b，11.销钉a，12.撑杆，13.销钉b，14.切削齿，15.刀翼，16.螺栓，8a.第一钻井液流道，8b.堵头，8c.第二钻井液流道。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明一种撑杆式两刀翼大变径扩眼工具，是由主筒体1、水嘴2、复位弹簧3、内中心管4、滑块5、螺钉a6、外中心管7、刀翼座8、撑杆座9、螺钉b10、销钉a11、撑杆12、销钉b13、切削齿14、刀翼15、螺栓16构成；其结构特征是：主筒体1上端与上部钻柱丝扣连接，下端与刀翼座8丝扣连接；复位弹簧3置入主筒体1内腔，安装在刀翼座8上端面；内中心管4上端与水嘴2丝扣连接，内中心管4置入主筒体1内腔，主筒体1与内中心管4上下端的接触面用密封圈密封；内中心管4中部设置有一圈环形凹槽，主筒体1中部轴向设置三个通槽，三个通槽在圆周方向均匀分布，三个滑块5分别穿过主筒体1三个通槽安装在内中心管4环形凹槽内，如图4所示；外中心管7套入主筒体1，外中心管7与主筒体1的接触面采用密封圈密封，外中心管7中部与滑块5用螺钉a6固定连接；刀翼座8下部与领眼钻头丝扣连接；撑杆座9分别与两个撑杆12用销钉a11铰接；撑杆座9置入刀翼座8通槽内，撑杆座9与外中心管7下部用螺钉b10固定连接；刀翼15外侧镶嵌有切削齿14，刀翼15根部设置有一偏心通孔；两个刀翼15分别置入刀翼座8通槽内，刀翼15与刀翼座8用螺栓16铰接；两个撑杆12分别与两个刀翼15用销钉b13铰接，两个撑杆12和两个刀翼15均呈中心对称分布。
如图1、图2和图3所示，本发明一种撑杆式两刀翼大变径扩眼工具的刀翼座8为一实心圆柱体，上部加工有公螺纹，下部加工有母螺纹，中部加工有一轴向通槽，通槽两侧设置有第一钻井液流道8a和第二钻井液流道8c连通刀翼座8上下端面，堵头8b焊接于刀翼座8上，将第一钻井液流道8a下端口封闭；如图7所示，刀翼座8通槽下端横向设置有两个孔，两个孔在通槽一侧为螺纹盲孔，另一侧为沉头通孔。
本发明一种撑杆式两刀翼大变径扩眼工具的工作原理是：下入本扩眼工具至设计井深，增加钻柱内部钻井液压力，水嘴2节流阻力增加，水嘴2、内中心管4、滑块5、外中心管7和撑杆座9向前运动，复位弹簧3压缩，撑杆12将刀翼15撑开；降低钻柱内部钻井液压力，在复位弹簧3回复力的作用下，水嘴2、内中心管4、滑块5、外中心管7和撑杆座9回到初始位置，刀翼15收回。

Claims (2)

1.一种撑杆式两刀翼大变径扩眼工具，是由主筒体(1)、水嘴(2)、复位弹簧(3)、内中心管(4)、滑块(5)、螺钉a(6)、外中心管(7)、刀翼座(8)、撑杆座(9)、螺钉b(10)、销钉a(11)、撑杆(12)、销钉b(13)、切削齿(14)、刀翼(15)、螺栓(16)构成；其特征在于：主筒体(1)上端与上部钻柱丝扣连接，下端与刀翼座(8)丝扣连接；复位弹簧(3)置入主筒体(1)内腔，安装在刀翼座(8)上端面；内中心管(4)上端与水嘴(2)丝扣连接，内中心管(4)置入主筒体(1)内腔，主筒体(1)与内中心管(4)上下端的接触面用密封圈密封；内中心管(4)中部设置有一圈环形凹槽，主筒体(1)中部轴向设置三个通槽，三个通槽在圆周方向均匀分布，三个滑块(5)分别穿过主筒体(1)三个通槽安装在内中心管(4)环形凹槽内；外中心管(7)套入主筒体(1)，外中心管(7)与主筒体(1)的接触面采用密封圈密封，外中心管(7)中部与滑块(5)用螺钉a(6)固定连接；刀翼座(8)下部与领眼钻头丝扣连接；撑杆座(9)分别与两个撑杆(12)用销钉a(11)铰接；撑杆座(9)置入刀翼座(8)通槽内，撑杆座(9)与外中心管(7)下部用螺钉b(10)固定连接；刀翼(15)外侧镶嵌有切削齿(14)，刀翼(15)根部设置有一偏心通孔；两个刀翼(15)分别置入刀翼座(8)通槽内，刀翼(15)与刀翼座(8)用螺栓(16)铰接；两个撑杆(12)分别与两个刀翼(15)用销钉b(13)铰接，两个撑杆(12)和两个刀翼(15)均呈中心对称分布。
2.根据权利要求1所述的撑杆式两刀翼大变径扩眼工具，其特征是：所述刀翼座(8)为一实心圆柱体，上部加工有公螺纹，下部加工有母螺纹，中部加工有一轴向通槽，通槽两侧设置有第一钻井液流道(8a)和第二钻井液流道(8c)连通刀翼座(8)上下端面，堵头(8b)焊接于刀翼座(8)上，将第一钻井液流道(8a)下端口封闭；刀翼座(8)通槽下端横向设置有两个孔，两个孔在通槽一侧为螺纹盲孔，另一侧为沉头通孔。
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