CN112943100A - 一种水力激发伸缩可控式随钻扩眼器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水力激发伸缩可控式随钻扩眼器，属于石油天然气开采钻井技术领域，包括外壳，外壳的圆周内壁固定连接有第一固定板，第一固定板的下端固定连接有第一升缩杆，第一升缩杆的下端固定连接有储水罐，储水罐的下端固定连接有第五固定板,第五固定板的圆周表面固定连接有四个第一滑块，外壳的圆周内壁开设有四个第三滑槽，且四个第一滑块分别滑动连接于四个第三滑槽内，四个第三滑槽每两两之间开设有第一滑槽，其中两个第一滑块的上端均固定连接有第二导流管，两个第二导流管内均滑动连接有第一导流管，且两个第一导流管的上端均贯穿于第一固定板的上端，它可以实现扩眼器结构的简化，使加工的成本更低，降低钻井的成本。

Description

一种水力激发伸缩可控式随钻扩眼器

技术领域

本发明涉及石油天然气开采钻井技术领域，更具体地说，涉及一种水力激发伸缩可控式随钻扩眼器。

背景技术

在石油天然气钻井过程中，当遇到盐膏层蠕变时，地层挤压会使得已钻好的井眼缩径，从而使得下套管困难或挤毁套管，甚至导致卡钻，引发严重的钻井事故。采用随钻扩眼技术是处理井下井眼缩径等复杂情况的一种非常有效的手段。随钻扩眼技术就是将随钻扩眼工具安装在常规钻头后面，实现在全面钻进的同时扩大井眼的一种钻井技术，它能增加套管环空间隙，有利于套管和膨胀管的下入，以增加水泥环的厚度，提高固井质量，避免卡钻带来的一系列问题，可有效解决日益凸现的深部地层钻探难题。

目前扩眼器的主流形式是投球式扩眼器，投球式扩眼器是通过投球憋压推动活塞向下运动以达到开启刀翼的目的，但是投球式扩眼器结构非常复杂、加工要求高、成本也高，且入井后只能用一次就要返回井口取出钢球重新投入井内这将会大大增加钻井的成本。

现有技术中，还有一种液压式阔眼器，液压式阔眼器一般是通过增大钻井液液压来控制刀翼，如现有技术中一种水力激发伸缩可控式随钻扩眼器(公开号：CN110656888B)，该现有技术还存在如下问题：1，利用卡爪实现刀翼的回缩，在回缩的过程中容易被脱落的岩石卡住，无法回缩，虽然该现有技术中采用射流喷嘴对刀翼进行清理，但是射流喷嘴只能对泥土进行清理，很难对卡在刀翼上的坚硬的石子进行清理，2.刀翼是竖直旋转安装在外筒上，刀翼张开时，和壳体形成一个向上的夹角，泥土和石子更容易落入其中，并卡接在夹角上，射流喷嘴在夹角上方，也不容易将对卡接的石子进行清理。

本发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种水力激发伸缩可控式随钻扩眼器，它可以实现扩眼器结构的简化，使加工的成本更低，降低钻井的成本。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：

一种水力激发伸缩可控式随钻扩眼器，包括外壳，所述外壳的圆周内壁固定连接有第一固定板，所述第一固定板的下端固定连接有第一升缩杆，所述第一升缩杆的下端固定连接有储水罐，所述储水罐的下端固定连接有第五固定板,所述第五固定板的圆周表面固定连接有四个第一滑块，所述外壳的圆周内壁开设有四个第三滑槽，且四个第一滑块分别滑动连接于四个第三滑槽内，四个所述第三滑槽每两两之间开设有第一滑槽，其中两个所述第一滑块的上端均固定连接有第二导流管，两个所述第二导流管内均滑动连接有第一导流管，且两个第一导流管的上端均贯穿于第一固定板的上端，其中别外两个所述第一滑块的上端均固定连接有第三导流管，所述储水罐左右两端均开设有第一圆孔，且两个圆孔的圆周内壁固定分别连接于两个第三导流管的右端，两个所述第二导流管与两个所述第三导流管之间分别固定连接有第四导流管，且两个第四导流管滑动于第一滑槽内，所述第五固定板的下端固定连接有圆柱，所述圆柱的下端固定连接有第一圆板，所述第一圆板的下端固定连接有第二圆板，所述第二圆板的下端固定连接有第二升缩杆，所述第二升缩杆的圆周表面套设有第一弹簧，所述外壳的下端开设有圆槽，所述圆槽的圆周内壁固定连接有第三固定板，且第一弹簧的下端固定连接有第三固定板的上端，所述外壳的圆周内壁固定连接有第二固定板，且第三固定板的上端固定连接于第二固定板的下端，所述第二固定板的上端开设有三个第二滑槽，所述第二固定板的上端设置有三个弧形板，三个所述弧形板的下端均固定连接有第二滑块，且三个第二滑块分别滑动连接于三个第二滑槽内，三个所述弧形板的右端与外壳的圆周内壁均固定连接有一组第二弹簧，所述外壳的圆周表面开设有三个方形孔，三个所述弧形板的右侧均设置扩眼机构，且三个扩眼机构分别活动贯穿于方形孔，它可以实现扩眼器结构的简化，使加工的成本更低，降低钻井的成本。

作为本发明的一种优选方案，所述外壳的上端固定连接有上接口，所述第三固定板的下端固定连接有下接口。

作为本发明的一种优选方案，所述第二圆板的下端和三个弧形板的上端均做弧面处理。

作为本发明的一种优选方案，所述第二导流管的圆周内壁固定连接有第一限位块，所述第一导流管的下端固定连接有第二限位块。

作为本发明的一种优选方案，所述圆台的四周表面和三个弧形板的左端均经过光滑打磨。

作为本发明的一种优选方案，所述多组第二弹簧每组均设置有两个。

作为本发明的一种优选方案，所述扩眼机构包括第五固定板、刀锋、刀片，所述第五固定板的左侧固定连接于弧形板的右端，所述刀片的左侧固定连接于第五固定板的右端，所述刀锋固定连接于第五固定板的上下两端。

作为本发明的一种优选方案，所述外壳的下内壁开设有第二圆孔，且第二升缩杆贯穿第二圆孔固定于第三固定板的上端。

作为本发明的一种优选方案，所述外壳的上端开设有方槽，所述方槽的下内壁开设有第三圆孔。

作为本发明的一种优选方案，所述外壳采用金属材质，且外壳的表面均作镀锌处理。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案当需要进行钻井的扩眼时，通过将上接口和下接口与外部的机械对接，再将本扩眼器放入至需要进行扩眼的矿洞中，通过外部对接的装置对本扩眼器进行注水加压，水通过第三圆孔进入第一固定板的上方进行水的储存，第一固定板上的水通过第一导流管流入第二导流管内，第二导流管内的水由于水压，流过第四导流管进入第三导流管，通过第三导流管进入储水罐的内部，当储水罐内注满水时，水的压力要大于第一弹簧的弹力，所以第一滑块由于水压推动圆柱、第一圆板、圆台进行下移，圆柱、第一圆板、圆台的下移，使弧形板受到挤压，使弧形板通过第二滑块第二滑块在第二滑槽内进行滑动，当圆柱、第一圆板、圆台全部下移至三个弧形板内时，使得扩眼机构得以全部伸出方形孔外，外部装置使外壳进行转动，使扩眼机构进行对孔洞的扩张，当矿洞扩完毕时，外部装置停止对外壳内进行注水，此时外壳内第一弹簧的弹力大于储水罐内的水压，第一弹簧的弹力使圆柱、第一圆板、圆台进行上移，圆柱、第一圆板、圆台的上移，使三个弧形板不在受到挤压，由于第二弹簧的弹力进行回移，完成对矿洞的扩眼最终实现扩眼器结构的简化，使加工的成本更低，降低钻井的成本。

(2)本方案通过设置与外壳垂直运动的扩眼机构、方形孔和第二滑槽，在保证扩眼机构稳定伸出和回缩的同时，方形孔可将刀片上的泥土和石子阻挡在外壳内部，方式刀片被卡住，保证了扩眼工作的正常运作。

(3)本方案通过设置上接口和下接口，有利于与外部装置的对接，使本扩眼器可以通过外部进行控制，便于用户的操作，所述第二圆板的下端和三个弧形板的上端均做弧面处理，弧面处理有利于第二圆板更好的进入三个弧形板内，使三个弧形板可以更好的受到第一圆板的挤压，第一限位块与第二限位块有利于控制第一导流管的移动距离，使第一导流管不会脱离第二导流管内，从而不会导致第一导流管的脱离而漏水，对装置的保护更强，光滑打磨有利于减小摩擦力，使圆台对三个弧形板进行挤压时的下降更加的快速，每组两个第二弹簧有利于使弧形板的回弹更加的稳定，使弧形板的回弹不会向一个方向进行偏移，金属材质更加的坚固，使扩眼器在矿洞进行扩眼工作时，不会被矿洞内的岩石损坏，有利于对扩眼器的保护，镀锌处理有利于放置金属材质的保护，放置金属材质的腐蚀，有利于增加装置的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的一种水力激发伸缩可控式随钻扩眼器立体图；

图2为本发明的一种水力激发伸缩可控式随钻扩眼器结构示意图；

图3为本发明的一种水力激发伸缩可控式随钻扩眼器立体剖视图；

图4为本发明的一种水力激发伸缩可控式随钻扩眼器第一局部结构示意图；

图5为本发明的一种水力激发伸缩可控式随钻扩眼器第二局部结构示意图；

图6为本发明的一种水力激发伸缩可控式随钻扩眼器图5中A处的放大图。

图中标号说明：

1、外壳；2、上接口；3、下接口；4、方形孔；5、第二滑槽；6、扩眼机构；601、第四固定板；602、刀锋；603、刀片；7、第一固定板；8、第一导流管；9、第二导流管；10、储水罐；11、第三导流管；12、第一滑块；13、第三滑槽；14、第一升缩杆；15、第二滑块；16、弧形板；17、第一弹簧；18、第二固定板；19、第四导流管；20、第三圆孔；21、圆柱；22、第一圆板；23、圆台；24、第二圆板；25、第二升缩杆；26、第二弹簧；27、第三固定板；28、第五固定板。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

请参阅图1-6，一种水力激发伸缩可控式随钻扩眼器，包括外壳1，外壳1的圆周内壁固定连接有第一固定板7，第一固定板7的下端固定连接有第一升缩杆14，第一升缩杆14的下端固定连接有储水罐10，储水罐10的下端固定连接有第五固定板28,第五固定板28的圆周表面固定连接有四个第一滑块12，外壳1的圆周内壁开设有四个第三滑槽13，且四个第一滑块12分别滑动连接于四个第三滑槽13内，四个第三滑槽13每两两之间开设有第一滑槽，其中两个第一滑块12的上端均固定连接有第二导流管9，两个第二导流管9内均滑动连接有第一导流管8，且两个第一导流管8的上端均贯穿于第一固定板7的上端，其中别外两个第一滑块12的上端均固定连接有第三导流管11，储水罐10左右两端均开设有第一圆孔，且两个圆孔的圆周内壁固定分别连接于两个第三导流管11的右端，两个第二导流管9与两个第三导流管11之间分别固定连接有第四导流管19，且两个第四导流管19滑动于第一滑槽内，第五固定板28的下端固定连接有圆柱21，圆柱21的下端固定连接有第一圆板22，第一圆板22的下端固定连接有第二圆板24，第二圆板24的下端固定连接有第二升缩杆25，第二升缩杆25的圆周表面套设有第一弹簧26，外壳1的下端开设有圆槽，圆槽的圆周内壁固定连接有第三固定板27，且第一弹簧26的下端固定连接有第三固定板27的上端，外壳1的圆周内壁固定连接有第二固定板18，第二固定板18的上端开设有三个第二滑槽5，且第三固定板27的上端固定连接于第二固定板18的下端，第二固定板18的上端设置有三个弧形板16，三个弧形板16的下端均固定连接有第二滑块15，且三个第二滑块15分别滑动连接于三个第二滑槽5内，三个弧形板16的右端与外壳1的圆周内壁均固定连接有一组第二弹簧17，外壳1的圆周表面开设有三个方形孔4，三个弧形板16的右侧均设置扩眼机构6，且三个扩眼机构6分别活动贯穿于方形孔4。

本实施例中，外壳1有利于装置的整体稳定，方形孔4有利于与扩眼机构6的伸缩，第二滑槽5和第二滑块第二滑块15的滑动连接有利于扩眼机构6的稳定滑动，扩眼机构6有利于对矿洞岩石的切割，第一固定板7有利于第一导流管8的固定，第一导流管8有利于水的流通与储水罐10的移动，第二导流管9有利于水的流动与第一导流管8的滑动，储水罐10有利于水的增压，使圆柱21、第一圆板22和圆台23进行下移，第三导流管11有利于水流至储水罐10内，第一滑块12有利于储水罐10的稳定上下移动，第三滑槽13有利于第一滑块12的移动，第一升缩杆14有利于储水罐10稳定的上下移动，第二滑块第二滑块15有利于扩眼机构6的移动，弧形板16有利于扩眼机构6的固定与扩眼机构6的伸缩，第二弹簧17有利于给弧形板16提供回移的动力，第二固定板18有利于第二滑槽5的开设与弧形板16的稳定，第四导流管19有利于水的流通，圆柱21有利于第一滑块12的固定与稳定，第一圆板22有利于增加对弧形板16的挤压，使扩眼机构6可以更好的伸缩，圆台23有利于第一圆板22进入三个弧形板16内，第二圆板24有利于导入三个弧形板16内，第二升缩杆25有利于圆柱21、第一圆板22、圆台23的稳定移动，且有利于第一弹簧26回弹的稳定，第一弹簧26有利于圆柱21、第一圆板22、圆台23的回移提供动力，第三固定板27有利于第二升缩杆25的固定，第五固定板28有利于第一滑块12和储水罐10的固定。

具体的，请参阅图1和图3，外壳1的上端固定连接有上接口2，第三固定板27的下端固定连接有下接口3

本实施例中，上接口2和下接口3有利于与外部装置的对接，使本扩眼器可以通过外部进行控制，便于用户的操作。

具体的，请参阅图3，第二圆板24的下端和三个弧形板16的上端均做弧面处理。

本实施例中，第二圆板24的下端和三个弧形板16的上端均做弧面处理，弧面处理有利于第二圆板24更好的进入三个弧形板16内，使三个弧形板16可以更好的受到第一圆板22的挤压。

具体的，请参阅图3，第二导流管9的圆周内壁固定连接有第一限位块，第一导流管8的下端固定连接有第二限位块。

本实施例中，第一限位块与第二限位块有利于控制第一导流管8的移动距离，使第一导流管8不会脱离第二导流管9内，从而不会导致第一导流管8的脱离而漏水，对装置的保护更强。

具体的，请参阅图3，圆台23的四周表面和三个弧形板16的左端均经过光滑打磨。

本实施例中，光滑打磨有利于减小摩擦力，使圆台23对三个弧形板16进行挤压时的下降更加的快速。

具体的，请参阅图3，多组第二弹簧17每组均设置有两个。

本实施例中，每组两个第二弹簧17有利于使弧形板16的回弹更加的稳定，使弧形板16的回弹不会向一个方向进行偏移。

具体的，请参阅图5，扩眼机构6包括第五固定板601、刀锋602、刀片603，第五固定板601的左侧固定连接于弧形板16的右端，刀片603的左侧固定连接于第五固定板601的右端，刀锋602固定连接于第五固定板601的上下两端。

本实施例中，第五固定板601有利于刀片603的固定，刀片603有利于刀锋602的过多，且刀锋602与刀片603的固定，有利于对矿洞内的岩石进行打碎，使扩眼更加的快速。

具体的，请参阅图3，外壳1的下内壁开设有第二圆孔，且第二升缩杆25贯穿第二圆孔固定于第三固定板27的上端。

本实施例中，外壳1的下内壁开设有第二圆孔，且第二升缩杆25贯穿第二圆孔固定于第三固定板27的上端。

具体的，请参阅图3，外壳1的上端开设有方槽，方槽的下内壁开设有第三圆孔20。

本实施例中，方槽有利于上接口2的固定，第三圆孔20有利于水的流入。

具体的，请参阅图1，外壳1采用金属材质，且外壳1的表面均作镀锌处理。

本实施例中，金属材质更加的坚固，使扩眼器在矿洞进行扩眼工作使，不会被矿洞内的岩石损坏，有利于对扩眼器的保护，镀锌处理有利于放置金属材质的保护，放置金属材质的腐蚀，有利于增加装置的使用寿命。

(4)工作原理：通过将上接口2和下接口3与外部的机械对接，再将本扩眼器放入至需要进行扩眼的矿洞中，通过外部对接的装置对本扩眼器进行注水加压，水通过第三圆孔20进入第一固定板7的上方进行水的储存，第一固定板7上的水通过第一导流管8流入第二导流管9内，第二导流管9内的水由于水压，流过第四导流管19进入第三导流管11，通过第三导流管11进入储水罐10的内部，当储水罐10内注满水时，水的压力要大于第一弹簧26的弹力，所以第一滑块12由于水压推动圆柱21、第一圆板22、圆台23进行下移，圆柱21、第一圆板22、圆台23的下移，使弧形板16受到挤压，使弧形板16通过第二滑块第二滑块15在第二滑槽5内进行滑动，当圆柱21、第一圆板22、圆台23全部下移至三个弧形板16内时，使得扩眼机构6得以全部伸出方形孔4外，外部装置使外壳1进行转动，使扩眼机构6进行对孔洞的扩张，当矿洞扩完毕时，外部装置停止对外壳1内进行注水，此时外壳1内第一弹簧26的弹力大于储水罐10内的水压，第一弹簧26的弹力使圆柱21、第一圆板22、圆台23进行上移，圆柱21、第一圆板22、圆台23的上移，使三个弧形板16不在受到挤压，由于第二弹簧17的弹力进行回移，完成对矿洞的扩眼。此外本发明通过设置与外壳垂直运动的扩眼机构、方形孔和第二滑槽，在保证扩眼机构稳定伸出和回缩的同时，方形孔可将刀片上的泥土和石子阻挡在外壳内部，方式刀片被卡住，保证了扩眼工作的正常运作。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种水力激发伸缩可控式随钻扩眼器，包括外壳(1)，其特征在于：所述外壳(1)的圆周内壁固定连接有第一固定板(7)，所述第一固定板(7)的下端固定连接有第一升缩杆(14)，所述第一升缩杆(14)的下端固定连接有储水罐(10)，所述储水罐(10)的下端固定连接有第五固定板(28),所述第五固定板(28)的圆周表面固定连接有四个第一滑块(12)，所述外壳(1)的圆周内壁开设有四个第三滑槽(13)，且四个第一滑块(12)分别滑动连接于四个第三滑槽(13)内，四个所述第三滑槽(13)每两两之间开设有第一滑槽，其中两个所述第一滑块(12)的上端均固定连接有第二导流管(9)，两个所述第二导流管(9)内均滑动连接有第一导流管(8)，且两个第一导流管(8)的上端均贯穿于第一固定板(7)的上端，其中别外两个所述第一滑块(12)的上端均固定连接有第三导流管(11)，所述储水罐(10)左右两端均开设有第一圆孔，且两个圆孔的圆周内壁固定分别连接于两个第三导流管(11)的右端，两个所述第二导流管(9)与两个所述第三导流管(11)之间分别固定连接有第四导流管(19)，且两个第四导流管(19)滑动于第一滑槽内，所述第五固定板(28)的下端固定连接有圆柱(21)，所述圆柱(21)的下端固定连接有第一圆板(22)，所述第一圆板(22)的下端固定连接有第二圆板(24)，所述第二圆板(24)的下端固定连接有第二升缩杆(25)，所述第二升缩杆(25)的圆周表面套设有第一弹簧(26)，所述外壳(1)的下端开设有圆槽，所述圆槽的圆周内壁固定连接有第三固定板(27)，且第一弹簧(26)的下端固定连接有第三固定板(27)的上端，所述外壳(1)的圆周内壁固定连接有第二固定板(18)，所述第二固定板(18)的上端开设有三个第二滑槽(5)，且第三固定板(27)的上端固定连接于第二固定板(18)的下端，所述第二固定板(18)的上端设置有三个弧形板(16)，三个所述弧形板(16)的下端均固定连接有第二滑块(15)，且三个第二滑块(15)分别滑动连接于三个第二滑槽(5)内，三个所述弧形板(16)的右端与外壳(1)的圆周内壁均固定连接有一组第二弹簧(17)，所述外壳(1)的圆周表面开设有三个方形孔(4)，三个所述弧形板(16)的右侧均设置扩眼机构(6)，且三个扩眼机构(6)分别活动贯穿于方形孔(4)。

2.根据权利要求1所述的一种水力激发伸缩可控式随钻扩眼器，其特征在于：所述外壳(1)的上端固定连接有上接口(2)，所述第三固定板(27)的下端固定连接有下接口(3)。

3.根据权利要求2所述的一种水力激发伸缩可控式随钻扩眼器，其特征在于：所述第二圆板(24)的下端和三个弧形板(16)的上端均做弧面处理。

4.根据权利要求3所述的一种水力激发伸缩可控式随钻扩眼器，其特征在于：所述第二导流管(9)的圆周内壁固定连接有第一限位块，所述第一导流管(8)的下端固定连接有第二限位块。

5.根据权利要求4所述的一种水力激发伸缩可控式随钻扩眼器，其特征在于：所述圆台(23)的四周表面和三个弧形板(16)的左端均经过光滑打磨。

6.根据权利要求5所述的一种水力激发伸缩可控式随钻扩眼器，其特征在于：所述多组第二弹簧(17)每组均设置有两个。

7.根据权利要求6所述的一种水力激发伸缩可控式随钻扩眼器，其特征在于：所述扩眼机构(6)包括有第五固定板(601)、刀锋(602)、刀片(603)，所述第五固定板(601)的左侧固定连接于弧形板(16)的右端，所述刀片(603)的左侧固定连接于第五固定板(601)的右端，所述刀锋(602)固定连接于第五固定板(601)的上下两端。

8.根据权利要求7所述的一种水力激发伸缩可控式随钻扩眼器，其特征在于：所述外壳(1)的下内壁开设有第二圆孔，且第二升缩杆(25)贯穿第二圆孔固定于第三固定板(27)的上端。

9.根据权利要求8所述的一种水力激发伸缩可控式随钻扩眼器，其特征在于：所述外壳(1)的上端开设有方槽，所述方槽的下内壁开设有第三圆孔(20)。

10.根据权利要求9所述的一种水力激发伸缩可控式随钻扩眼器，其特征在于：所述外壳(1)采用金属材质，且外壳(1)的表面均作镀锌处理。

Images