CN207131336U - 一种新型套管下部随钻扩孔器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型套管下部随钻扩孔器，包括：设置于壳体内的活塞、复位弹簧、驱动轴及多个燕尾槽切割块，以及对应燕尾槽切割块而贯穿壳体设置的窗口，在完成活塞压缩弹簧、推动驱动轴下降。本实用新型提供的新型套管下部随钻扩孔器，使燕尾槽切割块径向移动，完成扩孔工作的同时，简化了刀具与活塞的配合方式，省略了密封套筒、弹簧支撑套筒及支撑轴环等零部件的设计，简化了新型套管下部随钻扩孔器的整体结构。有效地解决了现有技术中扩孔器结构复杂，可靠性差成本高的问题。

Description

一种新型套管下部随钻扩孔器

技术领域

本实用新型涉及深水钻采作业设备技术领域，尤其涉及的是一种新型套管下部随钻扩孔器。

背景技术

有各种各样具有可展开刀具的工具被用于油气探测及生产工业，其中就包括套管下扩孔器，又称under-reamer。以往钻井过程中，其下部井眼直径都必须小于上一层套管的内径，这种常规的钻井程序将对相应套管的顺利下入和完井带来极大地不便，很大程度上随着超深井、大斜度井、大位移井多底井等复杂井数量的增多，特别是海洋深水钻井的发展，使得井身结构越来越复杂，套管层序越来越多，各层套管与钻出井眼的间隙越来越 小，这样将直接影响到下套管和固井作业，也直接影响到完井作业和油气开发。可是我国复杂钻井日益增多，海洋石油也开始向深水迈步，对新型套管下部随钻扩孔器的需求迫在眉睫，为打破国外垄断，研制具有我国自主知识产权的套管下部随钻扩孔器是非常有必要的。

套管下扩孔器（under-reamer）将通常被结合到钻柱中，位于钻头的上方，并且所述套管下扩孔器（under-reamer）的切割刀片，或刀片展开装置最初将被限制在收缩位置，通常通过安全销或类似物。这允许操作员使用钻头钻通套管最后一个分段的下端的水泥塞和套管鞋，所述套管下扩孔器（under-reamer）被布置在所述套管（casing）中。只有当孔被钻到所述套管下扩孔器（under-reamer）超出所述套管（casing）的末端的程度时，所述套管下扩孔器（under-reamer）才被触发启动，并且所述刀具展开，从而将由所述钻头切割出的孔扩展使其直径大于现有的套管。

现有技术中，套管下扩孔器（under-reamer）包括由四部分组成的管状主体、布置在主体部分中各自窗口中的三个刀具，与三个刀具配合且设置有凸轮表面的驱动活塞，凸轮表面和刀具定义配合的燕尾槽轮廓，所述驱动活塞上端延伸设置有密封套筒，所述密封套筒上端延伸有弹簧支撑套筒，所述驱动活塞与管状主体之间设置有支撑轴环，所述支撑轴环设置有密封件，以及其他辅助结构。存在缺陷为：结构较为复杂，成本高。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种新型套管下部随钻扩孔器，旨在解决现有技术中扩孔器结构复杂，可靠性低，成本高的问题。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种新型套管下部随钻扩孔器，包括壳体，其中，所述壳体内设置有活塞、复位弹簧、驱动轴及多个燕尾槽切割块，所述活塞可移动设置于壳体内侧；所述驱动轴连接于活塞，包括上下两部，上部呈圆柱型，下部间隔设置有多个燕尾锥，所述燕尾锥上宽下窄；所述复位弹簧套设于驱动轴上部，上端面与活塞下端面相贴合；所述燕尾槽切割块一一对应卡持于所述燕尾锥；所述壳体适配所述燕尾槽切割块设置有多个窗口，所述燕尾槽切割块可移动设置于所述窗口内。

优选方案中，所述的新型套管下部随钻扩孔器，其中，所述壳体内侧设置有一第一凹槽，所述第一凹槽内设置有一弹簧垫片，所述复位弹簧下端支撑于所述弹簧垫片。

优选方案中，所述的新型套管下部随钻扩孔器，其中，所述壳体由依次连接的上接头、主体短节及下接头组成，所述第一凹槽及弹簧垫片设置于所述主体短节面向上接头一端内侧，所述窗口设置于所述主体短节中部；所述活塞设置于所述上接头内侧，且与上接头内壁之间设置有至少一个第一密封圈。

优选方案中，所述的新型套管下部随钻扩孔器，其中，所述第一凹槽呈直径上大下小的圆台型，所述弹簧垫片设置于直径较小一端。

优选方案中，所述的新型套管下部随钻扩孔器，其中，所述主体短节与所述上接头及下接头皆进行螺纹连接。

优选方案中，所述的新型套管下部随钻扩孔器，其中，所述驱动轴螺纹连接有喷咀管，所述喷咀管依次贯穿活塞及喷咀管设置。

优选方案中，所述的新型套管下部随钻扩孔器，其中，所述喷咀管中部外缘套设有水眼限位块。

优选方案中，所述的新型套管下部随钻扩孔器，其中，所述水眼限位块经由设置于外缘的螺纹连接于所述壳体内侧。

优选方案中，所述的新型套管下部随钻扩孔器，其中，所述喷咀管内侧底部设置有蹩压球。

优选方案中，所述的新型套管下部随钻扩孔器，其中，所述燕尾锥及燕尾槽切割块皆设置有三个。

本实用新型所提供的新型套管下部随钻扩孔器，由于采用了设置于壳体内的活塞、复位弹簧、驱动轴及多个燕尾槽切割块，以及对应燕尾槽切割块而贯穿壳体设置的窗口，在完成活塞压缩弹簧、推动驱动轴下降，使燕尾槽切割块径向移动，完成扩孔工作的同时，简化了刀具与活塞的配合方式，省略了密封套筒、弹簧支撑套筒及支撑轴环等零部件的设计，简化了新型套管下部随钻扩孔器的整体结构。有效地解决了现有技术中扩孔器结构复杂，可靠性差，成本高的问题。

附图说明

图1是本实用新型套管下部随钻扩孔器较佳实施例的剖面图。

图2是本实用新型套管下部随钻扩孔器较佳实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

随着井身结构的复杂化，钻井工艺上许多特殊作业要求对套管下部井眼进行扩孔，这就必须采用变径扩孔器，即扩孔器以小直径下过套管鞋后，进入管鞋下部地层，可以变为大直径，当领眼钻头钻出新井眼时，扩孔器及时将井径扩大，这就是我们说的“新型套管下部随钻扩孔器”的工作过程。

图1是本实用新型套管下部随钻扩孔器较佳实施例的剖面图；图2是本实用新型套管下部随钻扩孔器较佳实施例的结构示意图。

如图1及图2所示，与现有技术相比，本实用新型所提供的新型套管下部随钻扩孔器相比于现有技术进行了大幅度的结构简化，同时可靠性得到增加，在本实用新型优选的实施例中，所提供的新型套管下部随钻扩孔器（以下简称扩孔器）仅包括：上接头1、第一密封圈2、活塞3、复位弹簧4、驱动轴5、弹簧垫片6、主体短节7、燕尾槽切割块8、喷咀管9、水眼限位块10、第二密封圈11、下接头12及蹩压球13；也就是说，在本发明所提供的新型套管下部随钻扩孔器的最佳实施例中，所述扩孔器由且仅由：上接头1、第一密封圈2、活塞3、复位弹簧4、驱动轴5、弹簧垫片6、主体短节7、燕尾槽切割块8、喷咀管9、水眼限位块10、第二密封圈11、下接头12及蹩压球13组成；而在其他实施例中，可以进行适当的调整及改动，比如增加、减少零部件，再比如改动某个零部件的连接关系等等。

在本实用新型的较佳实施例中，所述上接头1、主体短节7及下接头12组成扩孔器的壳体，上接头1、主体短节7及下接头12皆呈中空的圆柱型，三者沿轴线方向分别开设有相互连通的第一腔体、第二腔体及第三腔体，所述第一腔体、第二腔体及第三腔体连通后形成壳体的内腔。如图1所示的是，主体短节7是连接在上接头1及下接头12之间的，上接头1的下端及下接头12的上端通过螺纹旋入主体短节7内进行固定，那么很容易理解的是，上接头1下端与主体短节7上端应该分别设置有相互适配的内外螺纹，而主体短节7下端与下接头12上端也分别设置有相互适配的内外螺纹。本发明之所以将所述壳体分为三段，并以螺纹连接，是为了方便其他零部件的装配，否则水眼限位块10的旋入、弹簧垫片6的放置及燕尾槽切割块8的放置就无法进行。

具体实施时，所述壳体内侧设置有一第一凹槽，所述弹簧垫片6设置于所述第一凹槽内，所述复位弹簧4下端支撑于所述弹簧垫片6。与此同时，所述壳体由依次连接的上接头1、主体短节7及下接头12组成，所述第一凹槽及弹簧垫片6设置于所述主体短节7面向上接头1一端内侧，所述窗口设置于所述主体短节7中部；所述活塞3设置于所述上接头1内侧，且与上接头1内壁之间设置有至少一个第一密封圈2。

所述第一凹槽优选呈直径上大下小的圆台型，所述弹簧垫片6设置于直径较小一端；所述主体短节7与所述上接头1及下接头12皆进行螺纹连接；所述驱动轴5螺纹连接有喷咀管9，所述喷咀管9依次贯穿活塞3及喷咀管9设置；所述喷咀管9中部外缘套设有水眼限位块10；所述水眼限位块10经由设置于外缘的螺纹连接于所述壳体内侧；所述水眼限位块10内孔与喷嘴管9之间设置有数道密封圈11；所述燕尾锥及燕尾槽切割块8皆设置有三个。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种新型套管下部随钻扩孔器，包括壳体，其特征在于，所述壳体内设置有活塞、复位弹簧、驱动轴及多个燕尾槽切割块，所述活塞可移动设置于壳体内侧；所述驱动轴连接于活塞，包括上下两部，上部呈圆柱型，下部间隔设置有多个燕尾锥，所述燕尾锥上宽下窄；所述复位弹簧套设于驱动轴上部，上端面与活塞下端面相贴合；所述燕尾槽切割块一一对应卡持于所述燕尾锥；所述壳体适配所述燕尾槽切割块设置有多个窗口，所述燕尾槽切割块可移动设置于所述窗口内。

2.根据权利要求1所述的新型套管下部随钻扩孔器，其特征在于，所述壳体内侧设置有一第一凹槽，所述第一凹槽内设置有一弹簧垫片，所述复位弹簧下端支撑于所述弹簧垫片。

3.根据权利要求2所述的新型套管下部随钻扩孔器，其特征在于，所述壳体由依次连接的上接头、主体短节及下接头组成，所述第一凹槽及弹簧垫片设置于所述主体短节面向上接头一端内侧，所述窗口设置于所述主体短节中部；所述活塞设置于所述上接头内侧，且与上接头内壁之间设置有至少一个第一密封圈。

4.根据权利要求3所述的新型套管下部随钻扩孔器，其特征在于，所述第一凹槽呈直径上大下小的圆台型，所述弹簧垫片设置于直径较小一端。

5.根据权利要求3所述的新型套管下部随钻扩孔器，其特征在于，所述主体短节与所述上接头及下接头皆进行螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的新型套管下部随钻扩孔器，其特征在于，所述驱动轴螺纹连接有喷咀管，所述喷咀管依次贯穿活塞及喷咀管设置。

7.根据权利要求6所述的新型套管下部随钻扩孔器，其特征在于，所述喷咀管中部外缘套设有水眼限位块。

8.根据权利要求7所述的新型套管下部随钻扩孔器，其特征在于，所述水眼限位块经由设置于外缘的螺纹连接于所述壳体内侧。

9.根据权利要求8所述的新型套管下部随钻扩孔器，其特征在于，所述水眼限位块内孔与喷嘴管之间设置有数道密封圈。

10.根据权利要求6至8中任一项所述的新型套管下部随钻扩孔器，其特征在于，所述喷咀管内侧底部设置有蹩压球。