CN113236132A - 一种偏心双刀翼地浸钻井切割刀具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种偏心双刀翼地浸钻井切割刀具，包括刀架和转动安装于刀架上的刀翼。刀架上设有刀槽，刀翼的转动轴穿过刀槽的侧壁。其中，刀翼为两个，两个刀翼相互平行，两个刀翼沿相反的方向偏离刀架的直径。相比于现有技术，本发明通过使两个刀翼偏离刀架的直径，与刀翼对应的刀槽的深度可以接近或大于刀架的半径，刀翼的尾部与刀槽的侧壁可以保持更大的接触面积，降低刀翼在刀架上张开后的断裂风险；本发明通过使旋转后的槽底面的法线与切割过程的运动方向相同，提高切割效率。
Description
技术领域
本发明涉及地浸钻井切割刀具技术领域，特别是涉及一种偏心双刀翼地浸钻井切割刀具。
背景技术
地浸工艺钻井的二次成井工艺技术是一个技术体系，其中最关键的是在一次成井后采用专用刀具进行扩孔，将套管和水泥环及部分地层切割开，重新建立套管内与地层的渗流通道。
目前地浸钻井现场常用的是三刀翼结构的刀具，这种刀具包括刀架和转动安装于刀架上的三个刀翼。三个刀翼在刀架的圆周方向均布，每个刀翼沿刀架的径向布置。三个刀翼在完全张开后，刀翼在刀架内部的部分较小，强度较低，容易发生刀翼断裂的风险，制约了其在地浸领域的规模化应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种偏心双刀翼地浸钻井切割刀具，用于降低刀翼在刀架上张开后的断裂风险。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明公开了一种偏心双刀翼地浸钻井切割刀具，包括刀架和转动安装于所述刀架上的刀翼，所述刀架上设有刀槽，所述刀翼的转动轴穿过所述刀槽的侧壁；
所述刀翼为两个，两个所述刀翼相互平行，两个所述刀翼沿相反的方向偏离所述刀架的直径。
优选地，还包括用于驱动所述刀翼旋转的驱动部，所述刀架具有用于容纳所述驱动部的内腔，所述内腔与所述刀槽连通，所述驱动部能够在所述内腔内沿所述刀架的轴向运动，所述刀翼包括固定相连的刀翼本体和齿轮，所述齿轮与所述刀翼的旋转轴同心，所述驱动部具有驱动齿，所述驱动齿与所述齿轮啮合，以在所述驱动部轴向运动时同时驱动两个所述刀翼旋转。
优选地，所述驱动部包括刀杆、活塞和弹簧，所述驱动齿设置于所述刀杆上，所述刀杆远离所述刀翼的一端与所述活塞相连，所述弹簧套设于所述刀杆外侧，所述弹簧的两端分别与所述刀架的内壁和所述活塞相抵，以向所述活塞施加远离所述刀翼的弹力。
优选地，所述刀架包括依次相连的筒体、缸套和接头，所述刀槽设置于所述筒体上，所述内腔设置于所述缸套上，所述接头具有用于和钻杆或转换接头螺纹连接的内螺纹。
优选地，所述刀翼通过销轴与所述筒体转动连接，所述销轴穿过所述刀翼本体和所述齿轮并插入所述筒体。
优选地，所述驱动齿位于双面齿条上，所述双面齿条能够同时与两个所述刀翼的所述齿轮啮合。
优选地，所述刀架上设有排屑孔，所述排屑孔与所述刀槽连通，以排出所述刀槽内的岩屑。
优选地，两个所述刀翼偏离所述刀架直径的距离相等。
优选地，所述刀翼上设有牙齿安装槽，所述牙齿安装槽的槽底面的法线与切割过程的运动方向相同。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
现有技术中，刀架上的刀槽通常沿刀架的半径设置，刀槽深度小于刀架半径。本发明通过使两个刀翼偏离刀架的直径，与刀翼对应的刀槽的深度可以接近或大于刀架的半径，刀翼的尾部与刀槽的侧壁可以保持更大的接触面积，降低刀翼在刀架上张开后的断裂风险。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实施例偏心双刀翼地浸钻井切割刀具主视方向的部分剖视图；
图2为本实施例偏心双刀翼地浸钻井切割刀具的俯视图；
图3为图1中A-A方向的剖视图；
图4为刀翼的主视图；
图5为刀翼的俯视图；
图6为图4与图5中的刀翼加工牙齿安装槽后的结构示意图；
图7为图4与图5中的刀翼加工牙齿安装槽后的正视图；
图8为图7中沿A-A方向的剖视图；
附图标记说明：100-偏心双刀翼地浸钻井切割刀具；1-刀翼；2-上接头；3-缸套；4-筒体；5-刀杆；6-活塞；7-弹簧；8-销轴；9-牙齿安装槽；11-刀翼本体；12-齿轮；31-内腔；41-刀槽；42-排屑孔；51-驱动齿；91-槽底面。
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。
本发明的目的是提供一种偏心双刀翼地浸钻井切割刀具，用于降低刀翼在刀架上张开后的断裂风险。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-8所示，本实施例提供一种偏心双刀翼地浸钻井切割刀具100，包括刀架和转动安装于刀架上的刀翼1，刀架上设有刀槽41，刀翼1的转动轴穿过刀槽41的侧壁。其中，刀翼1为两个，两个刀翼1相互平行，两个刀翼1沿相反的方向偏离刀架的某个直径。两个刀翼1优选为偏离刀架直径的距离相等，也可以略有差别。
在使用时，由于两个刀翼1偏离刀架的直径，刀槽41的深度可以接近或大于刀架的半径。当刀翼1张开(即刀翼1旋转使刀翼1的刀头离开刀槽41)后，由于刀槽41的深度变大了，刀翼1的尾部与刀槽41的侧壁可以保持更大的接触面积，降低刀翼1在刀架上张开后的断裂风险。
为了便于张开刀翼1，本实施例还包括用于驱动刀翼1旋转的驱动部。刀架具有用于容纳驱动部的内腔31，内腔31与刀槽41连通，驱动部能够在内腔31内沿刀架的轴向运动。刀翼1包括固定相连的刀翼本体11和齿轮12，齿轮12与刀翼1的旋转轴同心，驱动部具有驱动齿51，驱动齿51与齿轮12啮合，以在驱动部轴向运动时同时驱动两个刀翼1旋转。
驱动部的具体结构可以根据实际需要进行选择，只要能够沿轴向运动即可。本实施例中，驱动部包括刀杆5、活塞6和弹簧7。驱动齿51设置于刀杆5上，刀杆5远离刀翼1的一端与活塞6相连，弹簧7套设于刀杆5外侧。弹簧7的两端分别与刀架的内壁和活塞6相抵，以向活塞6施加远离刀翼1的弹力。活塞6承受液压推力后，带动刀杆5朝向刀翼1直线运动，在此过程中弹簧7被压缩，驱动齿51平移带动齿轮12旋转，使两个刀翼1同时张开。当液压推力减小后，弹簧7推动活塞6反向直线运动并复位，活塞6带动刀杆5同步运动并复位。
本实施例中，刀架包括依次相连的筒体4、缸套3和接头2。刀槽41设置于筒体4上，内腔31设置于缸套3上。接头2具有用于和钻杆或转换接头2螺纹连接的内螺纹，可直接或间接与钻杆相连。除此之外，还可根据实际需要的不同选用其它类型的刀架。
本实施例中，刀翼1通过销轴8与筒体4转动连接，销轴8穿过刀翼本体11和齿轮12并插入筒体4。销轴8与刀架的轴线垂直且不相交，销轴8可以是螺栓、双头螺柱等多种类型。
本实施例中，驱动齿51位于双面齿条上，双面齿条能够同时与两个刀翼1的齿轮12啮合。此外，还可选择驱动齿51为与驱动部同轴的环形齿，多个环形齿沿驱动部的轴向均布。
为了避免因岩屑在刀槽41内堆积使刀翼1无法收回刀槽41，本实施例中筒体4上设有排屑孔42，排屑孔42与刀槽41连通，排屑孔42位于刀槽41的槽底，刀翼1可通过挤压的方式将刀槽41内的岩屑从排屑孔42处排出。
如图6所示，本实施例在刀翼本体11的远离齿轮12的一侧设有牙齿安装槽9，牙齿安装槽9用于固定切削牙齿。现有技术中，刀翼1上的多个牙齿安装槽9的槽底面91均为平行设置。本实施例中，由于刀翼1偏心设置，为了克服刀翼1偏心后槽底面91与切割方向呈钝角的问题，本实施例根据牙齿安装槽9距离刀架轴线的距离不同，将其旋转不同的角度，使得旋转后的槽底面91的法线与切割过程的运动方向相同，从而提高切割效率。此处切割过程的运动方向是指以刀架轴线为中心的圆的切线方向。
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 (9)
1.一种偏心双刀翼地浸钻井切割刀具，包括刀架和转动安装于所述刀架上的刀翼，所述刀架上设有刀槽，所述刀翼的转动轴穿过所述刀槽的侧壁，其特征在于：
所述刀翼为两个，两个所述刀翼相互平行，两个所述刀翼沿相反的方向偏离所述刀架的直径。
2.根据权利要求1所述的偏心双刀翼地浸钻井切割刀具，其特征在于，还包括用于驱动所述刀翼旋转的驱动部，所述刀架具有用于容纳所述驱动部的内腔，所述内腔与所述刀槽连通，所述驱动部能够在所述内腔内沿所述刀架的轴向运动，所述刀翼包括固定相连的刀翼本体和齿轮，所述齿轮与所述刀翼的旋转轴同心，所述驱动部具有驱动齿，所述驱动齿与所述齿轮啮合，以在所述驱动部轴向运动时同时驱动两个所述刀翼旋转。
3.根据权利要求2所述的偏心双刀翼地浸钻井切割刀具，其特征在于，所述驱动部包括刀杆、活塞和弹簧，所述驱动齿设置于所述刀杆上，所述刀杆远离所述刀翼的一端与所述活塞相连，所述弹簧套设于所述刀杆外侧，所述弹簧的两端分别与所述刀架的内壁和所述活塞相抵，以向所述活塞施加远离所述刀翼的弹力。
4.根据权利要求3所述的偏心双刀翼地浸钻井切割刀具，其特征在于，所述刀架包括依次相连的筒体、缸套和接头，所述刀槽设置于所述筒体上，所述内腔设置于所述缸套上，所述接头具有用于和钻杆或转换接头螺纹连接的内螺纹。
5.根据权利要求4所述的偏心双刀翼地浸钻井切割刀具，其特征在于，所述刀翼通过销轴与所述筒体转动连接，所述销轴穿过所述刀翼本体和所述齿轮并插入所述筒体。
6.根据权利要求2所述的偏心双刀翼地浸钻井切割刀具，其特征在于，所述驱动齿位于双面齿条上，所述双面齿条能够同时与两个所述刀翼的所述齿轮啮合。
7.根据权利要求1所述的偏心双刀翼地浸钻井切割刀具，其特征在于，所述刀架上设有排屑孔，所述排屑孔与所述刀槽连通，以排出所述刀槽内的岩屑。
8.根据权利要求1所述的偏心双刀翼地浸钻井切割刀具，其特征在于，两个所述刀翼偏离所述刀架直径的距离相等。
9.根据权利要求1所述的偏心双刀翼地浸钻井切割刀具，其特征在于，所述刀翼上设有牙齿安装槽，所述牙齿安装槽的槽底面的法线与切割过程的运动方向相同。
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