CN211500538U - 一种随位扩眼工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种随位扩眼工具，包括设有竖向中心通孔的扩眼本体、中心管、上锁紧套、下锁紧套、刀块、滑动套、第一螺旋压簧、推动套、开关孔套、导向套、支撑套、底座、球蓝外套和球蓝，通过导向套、支撑套、底座、第二螺旋压簧和第三螺旋压簧构成的过流通道启闭控制和自动复位结构。本实用新型通过增加球蓝，使开孔球和关孔球可以掉落在球蓝中，为本扩眼工具的多次扩眼作业提供条件，可实现下钻中途全排量循环、下钻到位后全排量启动的功能，而且随钻扩眼时可根据实际情况进行选择性扩眼，具有较好的适用范围和应用前景，起钻后将球篮中球体倒出即可，保养方便。

Description

一种随位扩眼工具

技术领域

本实用新型涉及一种油气田开采钻井用的水力扩眼工具，尤其涉及一种可根据实际情况进行选择性扩眼的随位扩眼工具。

背景技术

扩眼作业是油气田开采钻井中常见的一种工程技术，广泛应用于窄间隙固井、井壁缩径修复等场合。水力扩眼器是扩眼作业的主要井下工具，水力扩眼器应用于扩眼作业可实现随钻扩眼和钻后扩眼。

传统水力扩眼器存在下钻中途无法循环、不能根据实际情况进行选择性扩眼的缺点，而且下钻中途开泵会导致刀翼伸出，可能刮伤套管，降低了钻井作业的安全性和效率。

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下钻中途能够循环、可根据实际情况进行选择性扩眼的随位扩眼工具。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种随位扩眼工具，包括设有竖向中心通孔的扩眼本体，所述扩眼本体的竖向中心通孔安装有竖向的中心管，所述中心管的上端和下端分别通过上锁紧套和下锁紧套与所述扩眼本体的内壁连接，所述扩眼本体的上段壁上设有多个周向分布的扩眼孔且该扩眼孔内安装有用于扩眼的刀块，所述刀块能够在所述中心管外竖向移动，所述刀块的上端与滑动套的下端连接，所述滑动套的上端被所述扩眼本体限位且能竖向移动，所述滑动套的内壁与所述中心管的外壁之间安装有具有竖向弹性的第一螺旋压簧，所述刀块的下端与推动套的上端连接，所述推动套的前段套装于所述中心管外且能竖向移动，所述推动套的中下段内壁与所述下锁紧套的中上段外壁之间形成上过流通道，所述下锁紧套的下段壁上设有径向过流孔，开关孔套的上段外壁套装于所述下锁紧套的中下段内壁内并能竖向移动，所述开关孔套的上段壁上设有锥形的径向关闭孔，所述径向过流孔与所述径向关闭孔一一对应，所述开关孔套的中段孔径减小形成竖向的开启孔；所述随位扩眼工具还包括导向套、支撑套、底座、球蓝外套和球蓝，所述下锁紧套的下端端部设有向上凹进的环形凹槽，所述环形凹槽与所述上过流通道之间设有多个周向分布的腰形通孔，所述导向套的上端置于所述环形凹槽内，所述底座设有竖向中心通孔和竖向外通孔，所述底座与所述扩眼本体的下端内壁连接，所述支撑套安装于所述下锁紧套的下端与所述底座的上端之间，所述支撑套的内壁与所述导向套的中下段外壁之间安装有具有竖向弹性的第二螺旋压簧，所述导向套能够竖向移动，所述开关孔套的下段外壁外套装有具有竖向弹性的第三螺旋压簧，所述第三螺旋压簧的上端和下端分别通过所述下锁紧套的下端和所述底座限位，所述导向套的中下段内壁和所述开关孔套的下段外壁之间的间隙形成下过流通道，所述下过流通道与所述底座的竖向外通孔相通，所述球蓝外套的上端与所述扩眼本体的下端连接，所述球蓝置于所述球蓝外套的竖向中心通孔内，所述球蓝的上端和下端分别通过支撑座和球蓝底座与所述球蓝外套的上端内壁和下端内壁连接，所述底座的竖向外通孔与所述球蓝的竖向中心通孔相通。

上述结构中，扩眼本体、中心管、上锁紧套、下锁紧套、刀块、滑动套、第一螺旋压簧、推动套、上过流通道和开关孔套及其相关结构均是现有扩眼工具的常规结构或适应性结构；导向套用于与下锁紧套的环形凹槽配合实现下过流通道与上过流通道之间的启闭控制；支撑套用于与导向套配合以安装第二螺旋压簧，使导向套具有向上的弹力，便于在需要时使导向套复位；底座用于作为导向套、第二螺旋弹簧和第三螺旋弹簧的安装限位支撑，同时利用自身的竖向外通孔将下过流通道与球蓝的竖向中心通孔连通；球蓝外套用于安装球蓝，同时通过与扩眼本体的连接结构实现扩眼本体内各部件的安装；球蓝用于存放开孔球和关孔球，从而实现多次扩眼作业。

进一步，为了利用上过流通道内的钻井液对刀块进行冲洗，所述推动套上设有与所述上过流通道相通的过流通孔，所述扩眼本体上与所述过流通孔对应的位置设有内外相通的旁通水眼，所述旁通水眼由下而上以由内而外的方式倾斜且其与竖向之间具有30-60°的夹角。

作为优选，为了便于实现刀块与滑动套的安装，所述刀块的上端通过相互连接的推块和压块与所述滑动套的下端连接。

作为优选，为了使本扩眼工具便于与钻柱连接，所述扩眼本体的上端设有内螺纹，所述球蓝外套的下端设有外螺纹。

作为优选，为了实现良好的扩眼效果，所述刀块为3个且均匀分布于所述扩眼本体的外周，所述刀块的外部设有PDC切销齿，三个所述刀块上的PDC切削齿在周向形成全覆盖。PDC切销齿即聚晶金刚石复合片切削齿。

进一步，为了提高硬度以增加产品寿命，所述扩眼本体的内壁、所述中心管的内壁、所述球篮外套的内壁、所述开关孔套和所述球篮的表面喷涂有碳化钨层。

进一步，为了实现良好的密封效果，所述上锁紧套的外壁与所述扩眼本体的内壁之间设有第一“O”形密封圈，所述上锁紧套的内壁与所述中心管的外壁之间设有第二“O”形密封圈，所述滑动套的外壁与所述扩眼本体的内壁之间设有第三“O”形密封圈，所述推动套的内壁与所述中心管的外壁之间设有第一YX密封圈，所述推动套的外壁与所述扩眼本体的内壁之间设有第二YX密封圈，所述下锁紧套的内壁与所述中心管的外壁之间设有第四“O”形密封圈，所述下锁紧套的内壁与所述开关孔套的外壁之间位于所述径向过流孔上方的位置设有第五“O”形密封圈，所述下锁紧套的内壁与所述开关孔套的外壁之间位于所述径向过流孔下方的位置设有第六“O”形密封圈，所述导向套的内壁与所述环形凹槽的槽壁之间设有第七“O”形密封圈，所述导向套的外壁与所述支撑套的内壁之间设有第八“O”形密封圈。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过增加球蓝，使开孔球和关孔球可以掉落在球蓝中，为本扩眼工具的多次扩眼作业提供条件，通过导向套、支撑套、底座、第二螺旋压簧和第三螺旋压簧构成的过流通道启闭控制和自动复位结构，可实现下钻中途全排量循环、下钻到位后全排量启动的功能，而且随钻扩眼时可根据实际情况进行选择性扩眼，具有较好的适用范围和应用前景，起钻后将球篮中球体倒出即可，保养方便。

附图说明

图1是本实用新型所述随位扩眼工具的轴向半剖结构图；

图2是本实用新型所述随位扩眼工具使用时的轴向半剖结构图之一；

图3是本实用新型所述随位扩眼工具使用时的轴向半剖结构图之二；

图4是本实用新型所述随位扩眼工具使用时的轴向半剖结构图之三。

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，本实用新型所述随位扩眼工具包括设有竖向中心通孔的扩眼本体1，扩眼本体1的竖向中心通孔安装有竖向的中心管5，扩眼本体1与中心管5的中心轴线重合，中心管5的上端和下端分别通过上锁紧套3和下锁紧套22与扩眼本体1的内壁连接，扩眼本体1的上段壁上设有多个周向分布的扩眼孔(图中未标记)且该扩眼孔内安装有用于扩眼的刀块16，刀块16能够在中心管5外竖向移动，刀块16的上端与滑动套10的下端连接，滑动套10的上端被扩眼本体1限位且能竖向移动，滑动套10的内壁与中心管5的外壁之间安装有具有竖向弹性的第一螺旋压簧11，刀块16的下端与推动套17的上端连接，推动套17的前段套装于中心管5外且能竖向移动，推动套17的中下段内壁与下锁紧套22的中上段外壁之间形成上过流通道(图中未标记)，下锁紧套22的下段壁上设有径向过流孔27，开关孔套24的上段外壁套装于下锁紧套22的中下段内壁内并能竖向移动，开关孔套24的上段壁上设有锥形的多个(一般为两个或三个)径向关闭孔(图中未标记)，径向过流孔27与所述径向关闭孔一一对应，开关孔套24的中段孔径减小形成竖向的开启孔(图中未标记)；下锁紧套22的下端端部设有向上凹进的环形凹槽(图中未标记)，所述环形凹槽与所述上过流通道之间设有多个周向分布的腰形通孔(图中未标记)，导向套31的上端置于所述环形凹槽内，底座35设有竖向中心通孔(图中未标记)和竖向外通孔(即位于竖向中心通孔以外竖向通孔，图中未标记)，底座35与扩眼本体1的下端内壁连接，支撑套33安装于下锁紧套22的下端与底座35的上端之间，支撑套33的内壁与导向套31的中下段外壁之间安装有具有竖向弹性的第二螺旋压簧34，导向套31能够竖向移动，开关孔套24的下段外壁外套装有具有竖向弹性的第三螺旋压簧32，第三螺旋压簧32的上端和下端分别通过下锁紧套22的下端和底座35限位，导向套31的中下段内壁和开关孔套24的下段外壁之间的间隙形成下过流通道(图中未标记)，所述下过流通道与底座35的竖向外通孔相通，球蓝外套38的上端与扩眼本体1的下端连接，球蓝37置于球蓝外套38的竖向中心通孔内，球蓝37的上端和下端分别通过支撑座36和球蓝底座39与球蓝外套38的上端内壁和下端内壁连接，底座35的竖向外通孔与球蓝37的竖向中心通孔相通。

图1中还示出了用于对中心管5的上端进行阻挡限位的第一孔用弹性挡圈4，中心管5的竖向中心通孔6，开关孔套24的竖向中心通孔28，这些是常规结构。

如图1-图4所示，使用时，一般将本扩眼工具连接于钻柱中；下钻过程中可根据需要循环，下入到设计位置后投入开孔球26，如图2所示，用高压泵泵送至开关孔套24内的下部并堵住开启孔，形成憋压，推动开关孔套24下行到底，此时会压缩第三螺旋压簧32，开关孔套24的径向关闭孔(也称为循环孔)与下锁紧套22的径向过流孔(也称为循环孔)对齐，钻井液进入上过流通道内；钻井液向上推动推动套17上行，刀块16张开进行扩眼作业，同时会压缩第一螺旋压簧11；同时，钻井液向下推动导向套31下行，将导向套31与下锁紧套22之间的通道打开，同时会压缩第二螺旋压簧34，钻井液能够通过下导流通道和底座35的竖向外通孔进入球蓝36的竖向中心通孔并继续下行形成通路，从而建立新的循环通道，顺利进行扩眼作业；如图3所示，扩眼作业完成后，投入两只或三只关孔球23，关孔球23被泵送到径向关闭孔后，钻井液不能再进入上过流通道，所以会在开关孔套24内形成憋压，最终将开孔球26剪切击落，掉入下部的球篮37内，关孔球23也随钻井液掉入球篮37内，钻井液从开关孔套24的竖向中心通孔向下流动形成通路，如图4所示；由于失去上导流通道内的钻井液压力，所以第三螺旋压簧32推动开关孔套24向上移动复位，第二螺旋压簧34推动导向套31向上移动复位，第一螺旋压簧11推动刀块16向下移动复位，各部件均完成复位，本次扩眼作业完全结束，恢复至不扩眼工况。当需要再次扩眼时，再次投入开孔球26即可再次激活。

如图1所示，下面还公开了本实用新型的多种优化结构，根据实际需要可以将上述结构和下述一种或多种结构进行叠加组合形成更加优化的技术方案。

为了利用上过流通道内的钻井液对刀块16进行冲洗，推动套17上设有与所述上过流通道相通的过流通孔(图中未标记)，扩眼本体1上与所述过流通孔对应的位置设有内外相通的旁通水眼21，旁通水眼21由下而上以由内而外的方式倾斜且其与竖向之间具有30-60°的夹角，优选30°。在钻井液进入上导流通道后，部分钻井液会通过过流通孔和旁通水眼21流出扩眼本体1外并向上渗透到刀块16的外表面，实现对刀块16的冲洗。

为了便于实现刀块16与滑动套10的安装，刀块16的上端通过相互连接的推块15和压块12与滑动套10的下端连接，刀块16的下端连接结构类似；图1中还示出了用于连接推块15和压块12的内六角圆柱头螺钉14，内六角圆柱头螺钉14通过第二孔用弹性挡圈13阻挡限位。

为了使本扩眼工具便于与钻柱连接，扩眼本体1的上端设有内螺纹2，球蓝外套38的下端设有外螺纹40。

为了实现良好的扩眼效果，刀块16为3个且均匀分布于扩眼本体1的外周，刀块16的外部设有PDC切销齿，三个刀块16上的PDC切削齿在周向形成全覆盖。

为了提高硬度以增加产品寿命，扩眼本体1的内壁、中心管5的内壁、球篮外套38的内壁、开关孔套24和球篮37的表面喷涂有碳化钨层。

为了实现良好的密封效果，上锁紧套3的外壁与扩眼本体1的内壁之间设有第一“O”形密封圈7，上锁紧套3的内壁与中心管5的外壁之间设有第二“O”形密封圈8，滑动套10的外壁与扩眼本体1的内壁之间设有第三“O”形密封圈9，推动套17的内壁与中心管5的外壁之间设有第一YX密封圈18，推动套17的外壁与扩眼本体1的内壁之间设有第二YX密封圈19，下锁紧套22的内壁与中心管5的外壁之间设有第四“O”形密封圈20，下锁紧套22的内壁与开关孔套24的外壁之间位于所述径向过流孔上方的位置设有第五“O”形密封圈25，下锁紧套22的内壁与开关孔套24的外壁之间位于所述径向过流孔下方的位置设有第六“O”形密封圈29，导向套31的内壁与所述环形凹槽的槽壁之间设有第七“O”形密封圈30，导向套31的外壁与支撑套的内壁之间设有第八“O”形密封圈(图中未标记)。

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 (7)

1.一种随位扩眼工具，包括设有竖向中心通孔的扩眼本体，所述扩眼本体的竖向中心通孔安装有竖向的中心管，所述中心管的上端和下端分别通过上锁紧套和下锁紧套与所述扩眼本体的内壁连接，所述扩眼本体的上段壁上设有多个周向分布的扩眼孔且该扩眼孔内安装有用于扩眼的刀块，所述刀块能够在所述中心管外竖向移动，所述刀块的上端与滑动套的下端连接，所述滑动套的上端被所述扩眼本体限位且能竖向移动，所述滑动套的内壁与所述中心管的外壁之间安装有具有竖向弹性的第一螺旋压簧，所述刀块的下端与推动套的上端连接，所述推动套的前段套装于所述中心管外且能竖向移动，所述推动套的中下段内壁与所述下锁紧套的中上段外壁之间形成上过流通道，所述下锁紧套的下段壁上设有径向过流孔，开关孔套的上段外壁套装于所述下锁紧套的中下段内壁内并能竖向移动，所述开关孔套的上段壁上设有锥形的径向关闭孔，所述径向过流孔与所述径向关闭孔一一对应，所述开关孔套的中段孔径减小形成竖向的开启孔；其特征在于：所述随位扩眼工具还包括导向套、支撑套、底座、球蓝外套和球蓝，所述下锁紧套的下端端部设有向上凹进的环形凹槽，所述环形凹槽与所述上过流通道之间设有多个周向分布的腰形通孔，所述导向套的上端置于所述环形凹槽内，所述底座设有竖向中心通孔和竖向外通孔，所述底座与所述扩眼本体的下端内壁连接，所述支撑套安装于所述下锁紧套的下端与所述底座的上端之间，所述支撑套的内壁与所述导向套的中下段外壁之间安装有具有竖向弹性的第二螺旋压簧，所述导向套能够竖向移动，所述开关孔套的下段外壁外套装有具有竖向弹性的第三螺旋压簧，所述第三螺旋压簧的上端和下端分别通过所述下锁紧套的下端和所述底座限位，所述导向套的中下段内壁和所述开关孔套的下段外壁之间的间隙形成下过流通道，所述下过流通道与所述底座的竖向外通孔相通，所述球蓝外套的上端与所述扩眼本体的下端连接，所述球蓝置于所述球蓝外套的竖向中心通孔内，所述球蓝的上端和下端分别通过支撑座和球蓝底座与所述球蓝外套的上端内壁和下端内壁连接，所述底座的竖向外通孔与所述球蓝的竖向中心通孔相通。

2.根据权利要求1所述的随位扩眼工具，其特征在于：所述推动套上设有与所述上过流通道相通的过流通孔，所述扩眼本体上与所述过流通孔对应的位置设有内外相通的旁通水眼，所述旁通水眼由下而上以由内而外的方式倾斜且其与竖向之间具有30-60°的夹角。

3.根据权利要求1所述的随位扩眼工具，其特征在于：所述刀块的上端通过相互连接的推块和压块与所述滑动套的下端连接。

4.根据权利要求1所述的随位扩眼工具，其特征在于：所述扩眼本体的上端设有内螺纹，所述球蓝外套的下端设有外螺纹。

5.根据权利要求1-4中任何一项所述的随位扩眼工具，其特征在于：所述刀块为3个且均匀分布于所述扩眼本体的外周，所述刀块的外部设有PDC切销齿，三个所述刀块上的PDC切削齿在周向形成全覆盖。

6.根据权利要求1-4中任何一项所述的随位扩眼工具，其特征在于：所述扩眼本体的内壁、所述中心管的内壁、所述球蓝外套的内壁、所述开关孔套和所述球蓝的表面喷涂有碳化钨层。

7.根据权利要求1-4中任何一项所述的随位扩眼工具，其特征在于：所述上锁紧套的外壁与所述扩眼本体的内壁之间设有第一“O”形密封圈，所述上锁紧套的内壁与所述中心管的外壁之间设有第二“O”形密封圈，所述滑动套的外壁与所述扩眼本体的内壁之间设有第三“O”形密封圈，所述推动套的内壁与所述中心管的外壁之间设有第一YX密封圈，所述推动套的外壁与所述扩眼本体的内壁之间设有第二YX密封圈，所述下锁紧套的内壁与所述中心管的外壁之间设有第四“O”形密封圈，所述下锁紧套的内壁与所述开关孔套的外壁之间位于所述径向过流孔上方的位置设有第五“O”形密封圈，所述下锁紧套的内壁与所述开关孔套的外壁之间位于所述径向过流孔下方的位置设有第六“O”形密封圈，所述导向套的内壁与所述环形凹槽的槽壁之间设有第七“O”形密封圈，所述导向套的外壁与所述支撑套的内壁之间设有第八“O”形密封圈。

Images