CN208122759U - 便于冷却的扩眼器刀翼 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便于冷却的扩眼器刀翼，设于扩眼器本体上，扩眼器刀翼由刀翼上段、刀翼中段和刀翼下段相互连接而成，刀翼上段的上端径向截面积小于其下端径向截面积，刀翼下段的下端径向截面积小于其上端径向截面积，刀翼中段为等半径螺旋段，刀翼上段的下端至上端在轴向和径向均以线性渐缩的锥形结构形式过渡，刀翼下段的上端至下端在轴向和径向均以线性渐缩的锥形结构形式过渡。本实用新型通过将扩眼器刀翼设置为三段结构，且将其上段和下段分别设置为线性渐缩的锥形结构形式，迫使钻井液直接冲刷设置在刀翼中段上的切削单元，提高切削单元的清洁和冷却能力，增强了位于扩眼器刀翼的刀翼中段上的切削单元以及扩眼器的使用性能和寿命。

Description

便于冷却的扩眼器刀翼

技术领域

本实用新型涉及一种用于井下扩眼作业的扩眼器的刀翼结构，尤其涉及一种便于冷却的扩眼器刀翼。

背景技术

随着石油、石化等钻采行业的深入发展，需要钻采工具向更深、更复杂地层及更难钻进岩层钻进，而且钻采企业对钻井效率的需求日益提高，大大推动了钻井技术的迅速发展。扩眼就是指采用钻掘手段将本已存在的井眼原位扩大为直径更大的井眼的过程。在油气钻井作业的过程中，井下扩眼作业已成为解决复杂深井阻卡、改良套管程序、提高固井质量以及降低钻井成本的重要手段。

扩眼器在油气钻井作业领域被广泛应用并熟知。目前，固定翼双向扩眼器因其零部件少、使用可靠而被钻井企业广泛采用。但是由于其切削单元易磨损失效，其使用寿命相对较短。虽然随着钻井技术不断发展，相应的扩眼技术也在不断进步，但在扩眼器的刀翼形状上依然没有什么改进和创新。例如：Smith在其授权公众号为“8607900”的美国专利中公布了一种双向扩眼器；同样，Bassal.et al.在其申请的欧洲专利EP1811124中也公布了一种与Smith公布的类似形式的扩眼器。上述扩眼器的刀翼整体是螺旋形状的，排屑槽较窄，且排屑槽的结构形状也不利于排除钻屑，没有优化钻井液的流场分布。

由于扩眼器没有优化钻井液的流场分布，其上的切削单元得不到很好的润滑、冷却，产生的切屑不能及时排出，易导致切削单元过早磨损和损坏，进而导致扩眼器整体损坏失效。在扩眼作业时，一旦扩眼器损坏，就不得不起钻更换扩眼器，从而增加钻井成本、降低钻井效率。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种分段设置不同形状的便于冷却的扩眼器刀翼。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种便于冷却的扩眼器刀翼，设于扩眼器本体上，设所述扩眼器本体的中心线方向为垂直方向，所述扩眼器刀翼由刀翼上段、刀翼中段和刀翼下段相互连接而成，所述刀翼上段的上端径向截面积小于其下端径向截面积，所述刀翼下段的下端径向截面积小于其上端径向截面积，所述刀翼中段为等半径螺旋段，所述刀翼上段的下端径向截面积、所述刀翼下段的上端径向截面积和所述刀翼中段的整段径向截面积均相同，所述刀翼上段的下端至上端在轴向和径向均以线性渐缩的锥形结构形式过渡，所述刀翼下段的上端至下端在轴向和径向均以线性渐缩的锥形结构形式过渡。上述刀翼中段、刀翼上段和刀翼下段分别与扩眼器本体的大径中段和小径上段、下段的位置一一对应。

作为优选，所述扩眼器刀翼与所述扩眼器本体相接的位置光滑过渡，所述扩眼器本体上位于相邻两个所述扩眼器刀翼的刀翼中段之间的表面为等直径螺旋槽。

具体地，所述等直径螺旋槽的径向截面形状为圆形、椭圆形、梯形、长方形、正方形或者三角形。具体根据实际需要而定。

作为优选，所述扩眼器刀翼与所述扩眼器本体一体成型。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过将扩眼器刀翼设置为三段结构，且将其上段和下段分别设置为线性渐缩的锥形结构形式，使钻井液在由两端向中间流动时其流道(位于相邻刀翼之间)的径向截面积越来越小，从而迫使钻井液直接冲刷设置在刀翼中段上的切削单元，提高了切削单元的清洁和冷却能力，可有效避免切削单元因高温引起的早期损坏，大大增强了位于扩眼器刀翼的刀翼中段上的切削单元的使用性能和寿命，从而可确保应用了该刀翼的扩眼器具有较好的切削效果，获得较好的井壁质量，并大大延长扩眼器的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型所述便于冷却的扩眼器刀翼的主视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实用新型所述便于冷却的扩眼器刀翼设于扩眼器本体4上且与扩眼器本体4一体成型，设扩眼器本体4的中心线方向为垂直方向，所述扩眼器刀翼由刀翼上段1、刀翼中段2和刀翼下段3相互连接而成，刀翼上段1的上端径向截面积小于其下端径向截面积，刀翼下段3的下端径向截面积小于其上端径向截面积，刀翼中段2为等半径螺旋段，刀翼上段的1下端径向截面积、刀翼下段3的上端径向截面积和刀翼中段2的整段径向截面积均相同，刀翼上段1的下端至上端在轴向和径向均以线性渐缩的锥形结构形式过渡，刀翼下段3的上端至下端在轴向和径向均以线性渐缩的锥形结构形式过渡，所述扩眼器刀翼与扩眼器本体4相接的位置光滑过渡，扩眼器本体4上位于相邻两个所述扩眼器刀翼的刀翼中段2之间的表面为等直径螺旋槽5，等直径螺旋槽5的径向截面形状为圆形、椭圆形、梯形、长方形、正方形或者三角形，具体根据实际需要而定。

结合图1，刀翼上段1、刀翼中段2和刀翼下段3上分别设有切削齿(图中未示)，使用时，将扩眼器本体4的上端和下端分别与钻杆和钻头连接，刀翼下段3上的切削齿首先切削和修刮井壁，然后刀翼中段2上的切削齿与刀翼下段3上的切削齿一起切削和修刮井壁，钻井液在由上端向下流动时其流道的径向截面积越来越小，从而迫使钻井液直接冲刷设置在刀翼中段2上的切削单元即切削齿，提高了切削单元的清洁和冷却能力，可有效避免切削单元因高温引起的早期损坏，大大增强了位于扩眼器刀翼的刀翼中段2上的切削单元的使用性能和寿命，从而可确保应用了该刀翼的扩眼器具有较好的切削效果，获得较好的井壁质量，并大大延长扩眼器的使用寿命。

上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。

Claims (4)

1.一种便于冷却的扩眼器刀翼，设于扩眼器本体上，其特征在于：设所述扩眼器本体的中心线方向为垂直方向，所述扩眼器刀翼由刀翼上段、刀翼中段和刀翼下段相互连接而成，所述刀翼上段的上端径向截面积小于其下端径向截面积，所述刀翼下段的下端径向截面积小于其上端径向截面积，所述刀翼中段为等半径螺旋段，所述刀翼上段的下端径向截面积、所述刀翼下段的上端径向截面积和所述刀翼中段的整段径向截面积均相同，所述刀翼上段的下端至上端在轴向和径向均以线性渐缩的锥形结构形式过渡，所述刀翼下段的上端至下端在轴向和径向均以线性渐缩的锥形结构形式过渡。

2.根据权利要求1所述的便于冷却的扩眼器刀翼，其特征在于：所述扩眼器刀翼与所述扩眼器本体相接的位置光滑过渡，所述扩眼器本体上位于相邻两个所述扩眼器刀翼的刀翼中段之间的表面为等直径螺旋槽。

3.根据权利要求2所述的便于冷却的扩眼器刀翼，其特征在于：所述等直径螺旋槽的径向截面形状为圆形、椭圆形、梯形、长方形、正方形或者三角形。

4.根据权利要求1、2或3所述的便于冷却的扩眼器刀翼，其特征在于：所述扩眼器刀翼与所述扩眼器本体一体成型。