CN109915026A - 一种自定心同心跟管钻具 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自定心同心跟管钻具，涉及钻采设备技术领域，主要结构包括中心头、扩孔片和稳杆器；中心头通过尾部三棱柱形、扁柱形或者多花键形轴，与稳杆器相对应的孔配合，传递扭矩，凹形中心头与稳杆器之间均匀分布有扩孔片通过扩孔片尾部旋转轴圆耳置于稳杆器三棱柱形、扁柱形或者多花键形轴内平面上凹槽内，用定位销与开口销锁定。工作时凹形中心头受力往稳杆器方向移动，同时凹形中心头的斜面挤压扩孔片，向外张开形成扩孔，工作完钻具向后移动，扩孔片受力自动收回，凹形中心头中间为凹形，提高了钻具的定心效果，扩孔片用于扩孔的合金柱齿数量较多，钻进速度较快。

Description

一种自定心同心跟管钻具

技术领域

本发明涉及钻采设备技术领域，特别是涉及一种自定心同心跟管钻具。

背景技术

潜孔钻具跟管配套的大部分是偏心跟管钻具，在钻进过程中扩孔要大于套管外径，在回收钻具时需要反转，且扭矩力大，成孔不圆，破碎率低，成孔不垂直，造成跟管阻力大，易断管靴及套管。

申请号为200620035767.9空气锤潜孔同心跟管钻具的专利文献公开了一种空气锤潜孔同心跟管钻具，解决了偏心等钻具的问题，但却容易掉扩孔钻片，扩孔钻片容易早期磨损等问题。

类似申请号CN109083601的专利文献公开了一种侧向伸缩式钻具，其钻头布置的曲线控制槽以及扩孔钻头上的圆柱销由于使用后易变形，容易导致扩孔钻头不易收回，完工后同样需要反转，存在可靠性问题。

以及类似申请号CN201210410945.1的专利文献公开了一种同心滑块跟管钻具及中心钻头、导正器。其结构形式存在定心效果不好等问题，容易将孔打偏。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种自定心同心跟管钻具，以解现有钻具掉扩孔片、断扩孔片、扩孔片不耐磨、成孔不圆、定心效果不好容易打偏等问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种自定心同心跟管钻具，包括稳杆器、中心头和多个扩孔片；所述稳杆器一端设置有连接部，所述稳杆器另一端设置有一容纳腔，所述中心头设置于所述容纳腔内，所述多个扩孔片设置于所述容纳腔内且所述多个扩孔片设置于所述中心头与所述稳杆器之间。

可选的，所述稳杆器为杆状体。

可选的，所述连接部为花齿键；和/或，所述容纳腔包括中部的多边形孔以及设置于所述多边形孔周围的限位孔；所述多边形孔的边数与所述扩孔片的数量相同；所述扩孔片设置于所述限位孔内，其中，所述多边形孔为三棱柱型孔。

可选的，所述限位孔包括第一凹槽以及设置于所述第一凹槽两侧的圆耳凹槽。

可选的，所述中心头包括凹形头和多棱柱，所述多棱柱设置于所述凹形头一端。

可选的，所述凹形头为圆柱体，所述圆柱体的侧壁上均匀设置有多个排砂槽，所述圆柱体的中部设置有一第一凹槽，所述第一凹槽与所述多个排砂槽之间设置有第二凹槽。

可选的，所述多棱柱的棱角上设置有一横销槽。

可选的，所述凹形头与所述多棱柱的连接处设置有结构槽；所述中心头还包括滑槽，所述滑槽连通所述凹形头和所述结构槽。

可选的，所述扩孔片包括旋转圆耳和扩孔部；所述旋转圆耳与所述扩孔部之间设置有一连接部；所述旋转圆耳与限位孔的圆耳凹槽相匹配；所述扩孔部为圆柱形结构，所述扩孔部内侧具有一第一斜面，所述第一斜面上具有一凸台，所述凸台与所述滑槽相匹配。

可选的，所述中心头的端面以及所述扩孔片的端面和侧面均设置有合金柱齿。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1、本发明结构简单，使用方便，实用性强。

2、本发明扩孔片本体较大，扩孔片寿命长，减少换扩孔片的经济损失，扩孔片镶嵌更多的合金柱齿，破碎效率高，钻进速度快，节约成本。

3、采用凹形头设计，自定心效果好，不容易打偏，成孔圆，减少套管跟进的阻力，避免断套管、管靴。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明自定心同心跟管钻具的结构示意图；

图2是本发明扩孔片打开状态示意图；

图3是本发明扩孔片回收状态示意图；

图4是本发明稳杆器示意图；

图5是本发明凹形头示意图；

图6是本发明扩孔片示意图；

图7是本发明自定心同心跟管钻具的装配示意图；

图8是本发明自定心同心跟管钻具的分解结构示意图。

图中标记：101-稳杆器、102-稳杆器尾部、103-花键齿、105-定位销孔、120-稳杆器端面、108-稳杆器圆弧面、107-稳杆器凹槽斜面、109-稳杆器斜面、112-稳杆器三棱柱孔平面、110-稳杆器三棱柱孔、106-稳杆器圆耳凹槽、104-稳杆器头部、111–稳杆器排砂槽、201-凹形头、211-装配结构槽、210-横销槽、207-通气孔、205-三棱柱、215-挂耳、202-凹形头尾部、220-凹形头平面、204-凹形头第一斜面、206-凹形头第二斜面、203-凹形头头部、208-滑槽、209-凹形头排砂槽、301-扩孔片、315-凸台、308-扩孔片斜面、302-旋转圆耳、304-连接部、310-扩孔片平面、306-扩孔外圆、401-开口销、501-横销。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

如图1所示，本实施例提供一种自定心同心跟管钻具，包括稳杆器101、中心头和三个扩孔片301；稳杆器101一端设置有花齿键，稳杆器101另一端设置有一容纳腔，中心头设置于容纳腔内，三个扩孔片301设置于容纳腔内且三个扩孔片301设置于中心头与稳杆器101之间。

于本具体实施例中，如图1-8所示，稳杆器101为杆状体，其一端设置一凹槽行程容纳腔，容纳腔包括中部的三棱柱205孔以及设置于三棱柱205孔周围的限位孔，限位孔位于三棱柱205孔的上部；扩孔片301设置于限位孔内。限位孔包括第一凹槽以及设置于第一凹槽两侧的圆耳凹槽。

稳杆器101的侧壁上设置有一定位销孔105，该定位销孔105连通容纳腔，用于插入一横销501以对中心头限位，放置中心头从容纳腔内掉落。

中心头包括凹形头201和三棱柱205，三棱柱205设置于凹形头201一端。凹形头201为圆柱体，圆柱体的侧壁上均匀设置有三个排砂槽，圆柱体的中部设置有一第一凹槽，第一凹槽与排砂槽之间设置有第二凹槽。三棱柱205的棱角上设置有一横销槽210。

三棱柱205也可以设置成扁柱形或者多花键形轴。

凹形头201与三棱柱205的连接处设置有结构槽211；中心头还包括滑槽208，滑槽208连通凹形头201和结构槽211。

中心头上还设置有一通气孔207，该通气孔207贯穿凹形头201与三棱柱205。

扩孔片301包括旋转圆耳302和扩孔部；旋转圆耳302与扩孔部之间设置有一连接部304；旋转圆耳302与限位孔的圆耳凹槽相匹配；扩孔部为圆柱形结构，扩孔部内侧具有一第一斜面，第一斜面上具有一凸台315，凸台315能够沿滑槽208滑动。中心头的端面以及扩孔片301的端面和侧面均设置有合金柱齿。

本实施例中的自定心同心跟管钻具结构简单，因而装配过程简单，装配中，只需要将扩孔片301的旋转圆耳302置于圆耳凹槽内，再将中心头插入容纳腔内，通过一横销501插入定位销孔105，将中心头固定于容纳腔内即可。

在钻具工作时，中心头在受力向稳杆器101方向滑动时，中心头的斜面同时会推动扩孔片301沿旋转圆耳302轴向方向旋转，当中心头的平面接触到稳杆器端面120时，扩孔片301的斜面刚好接触到中心头的斜面，同时扩孔片301的平面刚好接触稳杆器101平面。

凸台315卡在中心头的滑槽208中，此时钻具在旋转时扩孔片301就形成扩孔圆，该结构能将扩的孔大于套管外径15～20毫米，使套管所受摩擦力减小能更轻松的跟进，从而避免断套管，断管靴的发生。

钻具在旋转时扩孔片301凸台315卡在中心头的滑槽208中，避免了扩孔片301在钻进过程中的大幅摆动，从而减少了扩孔片301的磨损，增加了扩孔片301的使用寿命。

三件扩孔片301的旋转圆耳302分别装配在稳杆器101三个圆耳凹槽中，此结构的圆耳不易磨损，减少了掉扩孔片301的可能性，提高了钻具的可靠性。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种自定心同心跟管钻具，其特征在于，包括稳杆器、中心头和多个扩孔片；所述稳杆器一端设置有连接部，所述稳杆器另一端设置有一容纳腔，所述中心头设置于所述容纳腔内，所述多个扩孔片设置于所述容纳腔内且所述多个扩孔片设置于所述中心头与所述稳杆器之间。

2.根据权利要求1所述的自定心同心跟管钻具，其特征在于，所述稳杆器为杆状体。

3.根据权利要求1或2所述的自定心同心跟管钻具，其特征在于，所述连接部为花齿键；和/或，所述容纳腔包括中部的多边形孔以及设置于所述多边形孔周围的限位孔；所述多边形孔的边数与所述扩孔片的数量相同；所述扩孔片设置于所述限位孔内，其中，所述多边形孔为三棱柱型孔。

4.根据权利要求4所述的自定心同心跟管钻具，其特征在于，所述限位孔包括第一凹槽以及设置于所述第一凹槽两侧的圆耳凹槽。

5.根据权利要求1所述的自定心同心跟管钻具，其特征在于，所述中心头包括凹形头和多棱柱，所述多棱柱设置于所述凹形头一端。

6.根据权利要求5所述的自定心同心跟管钻具，其特征在于，所述凹形头为圆柱体，所述圆柱体的侧壁上均匀设置有多个排砂槽，所述圆柱体的中部设置有一第一凹槽，所述第一凹槽与所述多个排砂槽之间设置有第二凹槽。

7.根据权利要求5所述的自定心同心跟管钻具，其特征在于，所述多棱柱的棱角上设置有一横销槽。

8.根据权利要求5所述的自定心同心跟管钻具，其特征在于，所述凹形头与所述多棱柱的连接处设置有结构槽；所述中心头还包括滑槽，所述滑槽连通所述凹形头和所述结构槽。

9.根据权利要求8所述的自定心同心跟管钻具，其特征在于，所述扩孔片包括旋转圆耳和扩孔部；所述旋转圆耳与所述扩孔部之间设置有一连接部；所述旋转圆耳与限位孔的圆耳凹槽相匹配；所述扩孔部为圆柱形结构，所述扩孔部内侧具有一第一斜面，所述第一斜面上具有一凸台，所述凸台与所述滑槽相匹配。

10.根据权利要求1所述的自定心同心跟管钻具，其特征在于，所述中心头的端面以及所述扩孔片的端面和侧面均设置有合金柱齿。