CN204646092U - 一种变径式倒划眼器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种变径式倒划眼器,包括中心杆、承重端盖、本体、平衡活塞杆、平衡活塞、弹簧、注油堵头、斜面筒、硬质合金块和切削块;平衡活塞杆和斜面筒设置在中心杆与本体连接形成的环空内,斜面筒置于平衡活塞杆的底部,弹簧置于平衡活塞杆与中心杆形成的环空内,且其两端与中心杆和斜面筒连接,平衡活塞置于平衡活塞杆与本体形成的环空内,承重端盖设置在本体的上部,本体中部为直棱结构,其上方设有注油堵头,斜面筒中部为带燕尾槽的斜面,切削块由切削段和活塞段组成,切削段设在直棱上,活塞段横穿本体与斜面筒连接。该实用新型只有在开泵上提倒划眼时,倒划眼器的切削块伸出,修正井壁起到倒划眼作用,不影响正常钻井作业。
Description
技术领域
本实用新型属于井下工具技术领域,具体涉及一种变径式倒划眼器。
背景技术
在不稳定地层的钻井过程中,井眼容易缩颈,引起钻具上提遇阻卡,无法起出,此时需要边上提边旋转钻具,修整井壁,使井眼直径扩大,此过程称为倒划眼作业。
进行倒划眼作业时,常利用固定式钻具稳定器的上端斜面(该面上堆焊有硬质合金)修整井壁,稳定器通过后,再利用钻头修整井壁,完成整个倒划眼作业。
然而,此种方法的缺点表现为:稳定器上端斜面的切削能力有限,修正井壁费时多,效率低;此外固定式稳定器外径较大,卡钻风险高。
为了克服固定式稳定器容易阻卡的风险,钻井上使用一种变径稳定器(在开泵时活塞式支撑头伸出,停泵时活塞式支撑头缩回),有效降低了起钻阻卡的风险,但这种变径稳定器在开泵上提倒划眼时,活塞式支撑头不具有修正井壁的能力,无法进行倒划眼作业,制约了其推广应用。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术存在的缺陷,提供了一种变径式倒划眼器,连接在固定稳定器或变径稳定器上部,只有在开泵上提倒划眼时,该倒划眼器的切削块伸出,修正井壁,其它任何情况下切削块均缩回,不影响正常钻井作业。
本实用新型的技术方案是提供了一种变径式倒划眼器,包括中心杆、承重端盖、本体、平衡活塞杆、平衡活塞、弹簧、注油堵头、斜面筒、硬质合金块和切削块;所述中心杆与本体连接并形成环空,平衡活塞杆和斜面筒设置在该环空内,所述平衡活塞杆上端与中心杆螺纹连接,斜面筒置于平衡活塞杆的底部,平衡活塞杆与中心杆和本体之间分别形成环空,弹簧置于平衡活塞杆与中心杆形成的环空内,且其两端分别与中心杆和斜面筒连接并处于压缩状态,平衡活塞置于平衡活塞杆与本体形成的环空内,所述承重端盖设置在本体的上部,所述本体中部为直棱结构,直棱上方设有注油孔,注油堵头安装于该注油孔内,所述斜面筒中部为带燕尾槽的斜面,斜面筒的下端坐于本体下部内台阶上,所述切削块由相互垂直连接的切削段和活塞段组成,切削段设置在本体的直棱结构上,活塞段横穿本体与斜面筒连接,所述硬质合金块镶嵌在切削段上,所述活塞段端部设有与燕尾槽的斜面相配合的斜面槽口。
上述中心杆中部与本体之间采用花键副连接,平衡活塞杆置于花键副下方。
上述承重端盖为两半结构,拼合安装在本体上部并与其焊接成一整体。
上述本体上设置有通孔,该通孔与平衡活塞杆上部空腔和井壁环空连通。
上述本体中部的直棱结构有3~4个。
上述本体直棱上方的注油孔为2个对称设置。
上述中心杆与平衡活塞杆之间,本体和注油堵头之间,活塞段与本体之间,平衡活塞以及斜面筒下端均设置有密封圈。
上述中心杆、平衡活塞杆、平衡活塞、本体、注油堵头、切削块、斜面筒合围形成密封腔,该密封腔内注满液压油。
上述平衡活塞为浮动活塞。
本实用新型的有益效果:
(1)本实用新型提供的这种变径式倒划眼器连接于固定式稳定器或变径稳定器上端,处于钻具中和点以下,钻进时,切削块不伸出;开泵上提钻具时,切削块伸出,修整井壁起倒划眼作用;起钻时,切削块不伸出,不影响正常起钻。
(2)本实用新型提供的这种变径式倒划眼器的中心杆与本体之间采用花键连接,钻机产生的扭矩可通过该花键副传递给钻头,中心杆与本体在上下方向上能产生相对运动,保证中心杆在上提、下放的过程中能实现切削块的伸出与缩回。
(3)本实用新型提供的这种变径式倒划眼器的本体上部设置有两半式承重端盖,中心杆上提时,下部所有钻具重量通过承重端盖挂在中心杆花键副上,避免了内部零件承受钻具重量,保证工具的安全性。
(4)本实用新型提供的这种变径式倒划眼器的中心杆与平衡活塞杆环空间设置有弹簧,并在中心杆与斜面筒之间始终处于压缩状态,保证停泵后有足够的弹力使斜面筒复位。
(5)本实用新型提供的这种变径式倒划眼器的斜面筒与切削块采用斜面、燕尾槽配合结构,保证斜面筒上行时切削块伸出,斜面筒下行时切削块缩回;同时,斜面筒的上行是通过钻具内与环空间的压差所产生的力来推动的,保证了工具的可靠性。
(6)本实用新型提供的这种变径式倒划眼器的中心杆、平衡活塞杆、平衡活塞、本体、注油堵头、切削块、斜面筒合围形成的密封腔内注满液压油,保护内部零件免受钻井液的侵蚀。
(7)本实用新型提供的这种变径式倒划眼器的平衡活塞为浮动活塞,可平衡中心杆、平衡活塞杆、切削块、斜面筒等零件的运动所引起的油腔体积变化,使油腔体积保持一致,保证工具的顺利动作。
以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
附图说明
图1是本实用新型变径式倒划眼器的结构示意图。
图2是本实用新型变径式倒划眼器的局部放大示意图。
图3是本实用新型变径式倒划眼器中斜面筒的结构示意图。
图4是本实用新型变径式倒划眼器中切削块的结构示意图。
附图标记说明:1、中心杆;2、承重端盖;3、本体;4、密封圈;5、平衡活塞杆;6、平衡活塞;7、弹簧;8、注油堵头;9、斜面筒;10、硬质合金块;11、切削块;12、花键副;13、通孔;14、液压油;15、燕尾槽;16、切削段;17、活塞段。
具体实施方式
实施例1:
本实施例提供了一种如图1、图2、图3和图4所示的变径式倒划眼器,包括中心杆1、承重端盖2、本体3、平衡活塞杆5、平衡活塞6、弹簧7、注油堵头8、斜面筒9、硬质合金块10和切削块11;所述中心杆1与本体3连接并形成环空,平衡活塞杆5和斜面筒9设置在该环空内,所述平衡活塞杆5上端与中心杆1螺纹连接,斜面筒9置于平衡活塞杆5的底部,平衡活塞杆5与中心杆1和本体3之间分别形成环空,弹簧7置于平衡活塞杆5与中心杆1形成的环空内,且其两端分别与中心杆1和斜面筒9连接并处于压缩状态,平衡活塞6置于平衡活塞杆5与本体3形成的环空内,所述承重端盖2设置在本体3的上部,所述本体3中部为直棱结构,直棱上方设有注油孔,注油堵头8安装于该注油孔内,所述斜面筒9中部为带燕尾槽15的斜面,斜面筒9的下端坐于本体3下部内台阶上,所述切削块11由相互垂直连接的切削段16和活塞段17组成,切削段16设置在本体3的直棱结构上,活塞段17横穿本体3与斜面筒9连接,所述硬质合金块10镶嵌在切削段16上,所述活塞段17端部设有与燕尾槽15的斜面相配合的斜面槽口。
本实用新型的工作过程如下:
1、下钻至井底
本实用新型连接于固定式稳定器或变径稳定器上端,处于钻具中和点以下(即受压)。
如图1,下钻时,中心杆1连平衡活塞杆5一起上行,平衡活塞6同时下行平衡油腔体积,下部钻具重量通过本体3、承重端盖2挂在中心杆1上,平衡活塞杆5与斜面筒9脱开,弹簧7伸长,但处于压缩状态,弹簧7顶住斜面筒9,斜面筒9不上行,切削块11不伸出。
下钻至井底,调整钻压,此时工具处于钻具中和点以下,中心杆1连同平衡活塞杆5一起下行,平衡活塞6上行平衡油腔体积,中心杆1顶住承重端盖2上部,通过本体3将钻压传递给钻头,弹簧7缩短,处于压缩状态,平衡活塞杆5顶住斜面筒9,斜面筒9不上行,切削块11不伸出,工具所处状态如图1所示。
2、正常钻进
如图1所示状态,工具处于钻具中和点以下,平衡活塞杆5顶住斜面筒9,开泵时,由于螺杆钻具、钻头喷嘴等限流元件有节流作用,使得钻具内与井壁环空之间形成一定的压差,钻具内压力大于井壁环空压力,压差产生的作用力通过斜面筒9、平衡活塞杆5传递给中心杆1,斜面筒9不上行,切削块11不伸出。
3、正常倒划眼
如图1所示状态,由于倒划眼时处于开泵状态,中心杆1连同平衡活塞杆5一起上行,与此同时,压差产生的作用力会推动斜面筒9紧贴平衡活塞杆5一起上行,平衡活塞6下行平衡油腔体积,由于斜面筒9中部为带有燕尾槽15的斜面且燕尾槽15上深下浅,随着斜面筒9上行,斜面筒9的斜面顶出切削块11,实现工具的倒划眼功能,起到修整井壁的作用,在此过程中,下部钻具重量通过本体3、承重端盖2挂在中心杆1上。
继续正常钻进时,中心杆1连同平衡活塞杆5一起下行,同时顶着斜面筒9也下行,斜面筒9带动切削块11缩回,在此过程中,中心杆1顶住承重端盖2上部,通过本体3将钻压传递给钻头。
4、短起遇阻倒划眼
如图1所示,短起时,中心杆1连同平衡活塞杆5一起上行,平衡活塞6同时下行平衡油腔体积,下部钻具重量通过本体3、承重端盖2挂在中心杆1上,平衡活塞杆5与斜面筒9脱开,弹簧7伸长,但处于压缩状态,弹簧7顶住斜面筒9,斜面筒9不上行,切削块11不伸出;短起遇阻时,开泵,压差产生的作用力会推动斜面筒9上行至顶住平衡活塞杆5,压缩弹簧7,与此同时顶出切削块11,即可进行倒划眼作业。
5、正常起钻
如图1所示,停泵起钻时,中心杆1连同平衡活塞杆5一起上行,平衡活塞6同时下行平衡油腔体积,下部钻具重量通过本体3、承重端盖2挂在中心杆1上,平衡活塞杆5与斜面筒9脱开,弹簧7伸长,但处于压缩状态,弹簧7顶住斜面筒9,斜面筒9不上行,切削块11不伸出。
实施例2:
在实施例1的基础上,所述中心杆1中部与本体3之间采用花键副12连接,平衡活塞杆5置于花键副12下方,钻机产生的扭矩可通过该花键副12传递给钻头,中心杆1与本体3在上下方向上能产生相对运动,保证中心杆1在上提、下放的过程中能实现切削块11的伸出与缩回。
所述承重端盖2为两半结构,拼合安装在本体3上部并与其焊接成一整体,两半式承重端盖2在中心杆上提时,下部所有钻具重量通过承重端盖2挂在中心杆1的花键副12上,避免了内部零件承受钻具重量,保证工具的安全性。
所述本体3上设置有通孔13,该通孔13与平衡活塞杆5上部空腔和井壁环空连通;所述本体3中部的直棱结构有3~4个;所述本体3直棱上方的注油孔为2个对称设置。
所述中心杆1与平衡活塞杆5之间,本体3和注油堵头8之间,活塞段17与本体3之间,平衡活塞6以及斜面筒9下端均设置有密封圈4;所述中心杆1、平衡活塞杆5、平衡活塞6、本体3、注油堵头8、切削块11、斜面筒9合围形成密封腔,该密封腔内注满液压油14,保护内部零件免受钻井液的侵蚀。
所述平衡活塞6为浮动活塞,可平衡中心杆1、平衡活塞杆5、切削块11、斜面筒9等零件的运动所引起的油腔体积变化,使油腔体积保持一致,保证工具的顺利动作。
综上所述,本实用新型提供的这种变径式倒划眼器克服了现有技术的缺陷,连接于固定式稳定器或变径稳定器上端,处于钻具中和点以下,钻进时,切削块不伸出;开泵上提钻具时,切削块伸出,修整井壁起倒划眼作用;起钻时,切削块不伸出,不影响正常起钻。
以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明,并不构成对本实用新型的保护范围的限制,凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种变径式倒划眼器,其特征在于:包括中心杆(1)、承重端盖(2)、本体(3)、平衡活塞杆(5)、平衡活塞(6)、弹簧(7)、注油堵头(8)、斜面筒(9)、硬质合金块(10)和切削块(11);所述中心杆(1)与本体(3)连接并形成环空,平衡活塞杆(5)和斜面筒(9)设置在该环空内,所述平衡活塞杆(5)上端与中心杆(1)螺纹连接,斜面筒(9)置于平衡活塞杆(5)的底部,平衡活塞杆(5)与中心杆(1)和本体(3)之间分别形成环空,弹簧(7)置于平衡活塞杆(5)与中心杆(1)形成的环空内,且其两端分别与中心杆(1)和斜面筒(9)连接并处于压缩状态,平衡活塞(6)置于平衡活塞杆(5)与本体(3)形成的环空内,所述承重端盖(2)设置在本体(3)的上部,所述本体(3)中部为直棱结构,直棱上方设有注油孔,注油堵头(8)安装于该注油孔内,所述斜面筒(9)中部为带燕尾槽(15)的斜面,斜面筒(9)的下端坐于本体(3)下部内台阶上,所述切削块(11)由相互垂直连接的切削段(16)和活塞段(17)组成,切削段(16)设置在本体(3)的直棱结构上,活塞段(17)横穿本体(3)与斜面筒(9)连接,所述硬质合金块(10)镶嵌在切削段(16)上,所述活塞段(17)端部设有与燕尾槽(15)的斜面相配合的斜面槽口。
2.如权利要求1所述的变径式倒划眼器,其特征在于:所述中心杆(1)中部与本体(3)之间采用花键副(12)连接,平衡活塞杆(5)置于花键副(12)下方。
3.如权利要求1所述的变径式倒划眼器,其特征在于:所述承重端盖(2)为两半结构,拼合安装在本体(3)上部并与其焊接成一整体。
4.如权利要求1所述的变径式倒划眼器,其特征在于:所述本体(3)上设置有通孔(13),该通孔(13)与平衡活塞杆(5)上部空腔和井壁环空连通。
5.如权利要求1所述的变径式倒划眼器,其特征在于:所述本体(3)中部的直棱结构有3~4个。
6.如权利要求1所述的变径式倒划眼器,其特征在于:所述本体(3)直棱上方的注油孔为2个对称设置。
7.如权利要求1所述的变径式倒划眼器,其特征在于:所述中心杆(1)与平衡活塞杆(5)之间,本体(3)和注油堵头(8)之间,活塞段(17)与本体(3)之间,平衡活塞(6)以及斜面筒(9)下端均设置有密封圈(4)。
8.如权利要求1所述的变径式倒划眼器,其特征在于:所述中心杆(1)、平衡活塞杆(5)、平衡活塞(6)、本体(3)、注油堵头(8)、切削块(11)、斜面筒(9)合围形成密封腔,该密封腔内注满液压油(14)。
9.如权利要求1所述的变径式倒划眼器,其特征在于:所述平衡活塞(6)为浮动活塞。
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CN201520308377.3U CN204646092U (zh) | 2015-05-14 | 2015-05-14 | 一种变径式倒划眼器 |
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Cited By (2)
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CN104863509A (zh) * | 2015-05-14 | 2015-08-26 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司工程技术研究院 | 一种变径式倒划眼器 |
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- 2015-05-14 CN CN201520308377.3U patent/CN204646092U/zh not_active Expired - Fee Related
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