CN214273516U - 一种新型石油钻井扩眼结构 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种新型石油钻井扩眼结构，包括同轴连接于钻杆顶部的柱形本体，所述柱形本体轴心形成有第一通腔，所述第一通腔轴心由上至下依次同轴连接有中心管以及活塞缸，所述中心管轴心形成有第二通腔，所述活塞缸内贴合设置有柱形活塞，所述中心管外侧靠近底部处密封套设有推动活塞，所述推动活塞底部延伸至所述活塞缸，所述推动活塞内壁与所述活塞缸外壁之间形成回流腔，所述活塞缸侧壁形成有连通其内腔以及所述回流腔的第一回流孔。本实用新型的优点在于将中心的流体改流实现对推动活塞的驱动，以实现刀翼的伸出以及收回。

Description

一种新型石油钻井扩眼结构

技术领域

本申请涉及石油钻井，特别涉及一种新型石油钻井扩眼结构。

背景技术

利用机械设备或人力从地面将地层钻成孔眼的工作称为钻井。通常指勘探或开发石油、天然气等液态和气态矿产而钻凿井眼及大直径供水井的工程。钻井在国民经济建设中的应用极为广泛。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型石油钻井扩眼结构。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案。

本申请实施例公开了一种新型石油钻井扩眼结构，包括同轴连接于钻杆顶部的柱形本体，所述柱形本体轴心形成有第一通腔，所述第一通腔轴心由上至下依次同轴连接有中心管以及活塞缸，所述中心管轴心形成有第二通腔，所述活塞缸内贴合设置有柱形活塞，所述中心管外侧靠近底部处密封套设有推动活塞，所述推动活塞底部延伸至所述活塞缸，所述推动活塞内壁与所述活塞缸外壁之间形成回流腔，所述活塞缸侧壁形成有连通其内腔以及所述回流腔的第一回流孔，

所述柱形活塞位于第一位置时，所述第二通腔连通于所述第一回流孔；

所述柱形活塞位于第二位置时，所述柱形活塞遮挡所述第一回流孔，

所述推动活塞顶部设置有沿所述柱形本体圆周方向排列设置的刀翼，所述柱形本体内部形成有向外侧斜上方延伸的滑槽，所述刀翼贴合滑动于所述滑槽，所述推动活塞上移时，推动所述刀翼斜向上伸出。

优选的，在上述的新型石油钻井扩眼结构中，所述中心管以及所述活塞缸之间通过上芯轴连接。

优选的，在上述的新型石油钻井扩眼结构中，所述活塞缸外壁于所述第一回流孔下方密封所述第一通腔。

优选的，在上述的新型石油钻井扩眼结构中，所述推动活塞与所述刀翼之间设置有第二挡环，所述第二挡环底部设置有固定卡座。

优选的，在上述的新型石油钻井扩眼结构中，所述刀翼顶部设置有压缩弹簧，所述压缩弹簧推动所述刀翼斜向下收回。

优选的，在上述的新型石油钻井扩眼结构中，所述压缩弹簧与所述刀翼之间设置有第三挡环。

优选的，在上述的新型石油钻井扩眼结构中，所述压缩弹簧套设于所述中心管外侧，所述压缩弹簧外侧设置有弹簧护管。

优选的，在上述的新型石油钻井扩眼结构中，所述弹簧护管顶部通过螺纹固定安装于上固定座，所述上固定座固定安装于所述第一通腔内壁，所述弹簧护管底部与所述第三挡环顶部之间形成有调节间隙。

优选的，在上述的新型石油钻井扩眼结构中，所述柱形本体侧壁形成有连通所述回流腔的水眼，所述水眼向所述刀翼作用方向延伸，所述推动活塞上移时，所述水眼连通于所述水眼；所述推动活塞下移时，所述推动活塞遮挡所述水眼。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于将中心的流体改流实现对推动活塞的驱动，以实现刀翼的伸出以及收回。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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申请中记载的一些实施例，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所示为本实用新型具体实施例中新型石油钻井扩眼结构的初始示意图；

图2所示为图1中A段放大图；

图3所示为本实用新型具体实施例中落球脱离爪簧前新型石油钻井扩眼结构的示意图；

图4所示为图1中B段放大图；

图5所示为本实用新型具体实施例中落球脱离爪簧后新型石油钻井扩眼结构的示意图；

图6所示为图5中C段放大图；

图7所示为图5中D段放大图；

图8所示为图5中E段放大图；

图9所示为本实用新型具体实施例中柱形活塞的立体图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

结合图1-9所示，新型石油钻井扩眼结构100，主要由新型石油钻井扩眼用改流结构以及刀翼组件实现：

新型石油钻井扩眼用改流结构，主要作用时将中心的流体改流实现对推动活塞的驱动，以实现刀翼的伸出以及收回。

新型石油钻井扩眼用改流结构，包括同轴连接于钻杆顶部的柱形本体101，柱形本体101轴心形成有第一通腔102，第一通腔102内由上至下依次同轴连接有中心管103以及活塞缸104，中心管103、活塞缸104的轴心分别形成有互相连通的第二通腔105以及第三通腔121，第三通腔121内贴合转动设置有柱形活塞106，柱形活塞106轴心形成有连通第三通腔121的第四通腔122，活塞缸104外壁与柱形本体101内壁之间形成有回流腔108，第三通腔121内壁沿环向均匀布设有多个连通回流腔108的第一回流孔109，第四通腔122内壁布设有与第一回流孔109一一对应的第二回流孔123，柱形活塞106转动时，第一回流孔109连通或不连通第二回流孔123。

该技术方案中，通过柱形活塞的运动，两个回流孔实现连通或不连通的状态，当处于连通的状态时，流体会冲向回流腔，以实现对回流腔顶部推动活塞的驱动，推动刀翼伸出；不连通时，推动活塞自动下移，即收回刀翼。本技术方案可以当需要刀翼伸出时，就驱动柱形活塞转动，不需要时，继续驱动柱形活塞转动，即可以不停的实现刀翼的伸出以及回收，可以在地底下的不同位置实现扩孔或不扩孔。相较于一般产品只能实现实现一次扩孔+回收动作，本技术方案实现了优势明显。

进一步地，柱形活塞106外壁沿环向排布有首尾连通的V字槽124，第三通腔121内壁形成有贴合滚动于V字槽124的滚珠125，相邻两第二回流孔123形成的圆心角＝两个V字槽124形成的圆心角。

该技术方案中，具体操作时，柱形活塞由于外侧设置V字槽，且两个V字槽124形成的圆心角才等于相邻两第二回流孔123形成的圆心角，即驱动柱形活塞转动一个V字槽，实现两个回流孔连通，再转动一个V字槽，实现两个回流孔错位不连通，以此不停实现回流腔内是否有流体冲击，即实现刀翼的伸出以及回收。应当说明的是，本技术方案采用的是V字槽，当然采用S槽也可以实现，只需要实现将柱形活塞竖直移动的同时自身转动即可，都应当属于本申请的范围。

进一步地，第四通腔122内壁靠近底部处延伸连接有一爪簧126，爪簧126内部承接落球127，落球127带动爪簧126下移的同时带动柱形活塞106按照V字槽124的一个斜边运动。第四通腔122内于爪簧126外侧套设有第二压缩弹簧128，第二压缩弹簧128推动柱形活塞106按照V字槽124的另一斜边复位。

该技术方案中，具体操作时，同时落球来带动柱形活塞的转动，落球下落时，带动爪簧下移，从而带动柱形活塞下移的同时转动，即沿V字槽的一边移动；当落球从爪簧脱离，由于压缩弹簧的作用，柱形活塞回弹，从V字槽另一边移动，即上升的同时转动，以此实现一个V字槽运动，即落下一个落球，柱形活塞转动一个V字槽，即两个回流孔连通，再丢一个落球，柱形活塞再转动一个V字槽，两个回流孔错位不连通。即不停的丢落球，以实现两个回流孔之间的连通或不连通，以此不停实现回流腔内是否有流体冲击，即实现刀翼的伸出以及回收。应当说明的是，优选采用落球，但不限于落球，当然采用其他下落物体，比如柱形物体，也可以实现带动柱形活塞下移，都应当属于本申请的范围。

进一步地，柱形活塞106与第二压缩弹簧128之间设置有转向轴承129，转向轴承129与第二压缩弹簧128之间设置有第一挡环130。

该技术方案中，由于柱形活塞不停上移下移的过程中还需要实现转动，通过转向轴承的作用，实现了自身转动的时候不会影响到其他部件；由于落球下落过程中力比较大，通过第一挡环的保护，防止损伤到转向轴承。

进一步地，爪簧126贴合设置于第一套管131内部，第一套管131内径由上至下先持平后逐渐增大。

该技术方案中，具体操作时，需要爪簧抓住落球以使得落球带动爪簧以及柱形活塞下移，才能实现沿V字槽运动，通过第一套管实现，在第一套管内径持平的上段，由于第一套管的夹持作用，落球无法脱离爪簧，所以落球会带动爪簧下移，从而实现柱形活塞下移；当移动至第一套管下部时，由于内径变大，爪簧无法有效抓住落球，落球脱落，爪簧失去向下动力，第二压缩弹簧将柱形活塞向上推，推至柱形活塞抵持于活塞缸内壁。应当说明的是，第一套管内径逐渐增大段可以直接取消，只需要保留持平段实现卡住落球一段距离即可，直接取消的话，由于爪簧外侧无限制，落球也会直接落下，都应当属于本申请的范围。

进一步地，第一套管131外壁固定于芯轴座132内壁，第二压缩弹簧128底部支撑于芯轴座132顶部，芯轴座132外壁固定安装于第二套管133内壁。活塞缸104外壁于第一回流孔109下方密封于第二套管133内壁，第二套管133外壁密封固定于第一通腔102内壁。

该技术方案中，通过第一套管可以先行安装活塞缸以及其他内部部件，再统一安装于第一通腔内，方便了各部件的安装。

进一步地，芯轴座132轴心形成有第五通腔134，第五通腔134底部内径小于落球127直径，第五通腔134侧壁形成有连通第一通腔102的侧壁孔135。

该技术方案中，两个回流孔连通时，需要流体向回流腔内冲击，那么流体向下流动空间需要压缩，落球下落后，底孔被堵住，一部分流体从侧壁孔流出继续下落至第一通腔内，由于侧壁孔位于侧壁，流体有一定的被阻挡作用，实现了回流腔内的冲击。

进一步地，中心管103外侧靠近底部处密封套设有推动活塞107，推动活塞107底部延伸至活塞缸104，推动活塞107内壁与活塞缸104外壁之间形成回流腔108，推动活塞107顶部设置有沿柱形本体101圆周方向排列设置的刀翼110，柱形本体101内部形成有向外侧斜上方延伸的滑槽111，刀翼110贴合滑动于滑槽111，推动活塞107上移时，推动刀翼110斜向上伸出。

该技术方案中，刀翼由于贴合滑动安装于滑槽，当推动活塞内部受力上移时，带动了刀翼向上方斜外侧滑动，实现了刀翼的伸出，实现扩孔操作。

进一步地，中心管103以及活塞缸104之间通过上芯轴112连接。

该技术方案中，通过上芯轴过渡连接，方便安装以及可以保护活塞缸。

进一步地，活塞缸104外壁于第一回流孔109下方密封第一通腔102。

该技术方案中，回流腔底部需要密封，否则流体会下流，不会反向冲击推动活塞。

进一步地，推动活塞107与刀翼110之间设置有第二挡环113，第二挡环113底部设置有固定卡座114。

该技术方案中，安装需要，方便安装以及提高设备稳定性。

进一步地，刀翼110顶部设置有第一压缩弹簧115，第一压缩弹簧115推动刀翼110斜向下收回。

该技术方案中，当推动活塞失去动力后，第一压缩弹簧将刀翼沿着滑槽向下压缩收回。

进一步地，第一压缩弹簧115与刀翼110之间设置有第三挡环116。

进一步地，第一压缩弹簧115套设于中心管103外侧，第一压缩弹簧115外侧设置有弹簧护管117。

该技术方案中，用于保护弹簧，防止卡死以及损坏。

进一步地，弹簧护管117顶部通过螺纹固定安装于上固定座118，上固定座118固定安装于第一通腔102内壁，弹簧护管117底部与第三挡环116顶部之间形成有调节间隙119。

该技术方案中，刀翼的最大伸出距离取决于弹簧护管与第三挡环之间距离，该距离决定了刀翼最大上移距离，即决定了伸出距离，故可以通过调节弹簧护管与上固定座之间的螺纹距离，就可以调节刀翼伸出的长度。

进一步地，柱形本体101侧壁形成有连通回流腔108的水眼120，水眼120向刀翼110作用方向延伸，推动活塞107上移时，水眼120连通于水眼120；推动活塞107下移时，推动活塞107遮挡水眼120。

该技术方案中，水眼的作用在于，对刀翼扩孔时进行冲水降温以及排屑，保护刀翼。并且水眼中的流体从回流腔中来，结构紧凑合理。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种新型石油钻井扩眼结构，其特征在于，包括同轴连接于钻杆顶部的柱形本体，所述柱形本体轴心形成有第一通腔，所述第一通腔轴心由上至下依次同轴连接有中心管以及活塞缸，所述中心管轴心形成有第二通腔，所述活塞缸内贴合设置有柱形活塞，所述中心管外侧靠近底部处密封套设有推动活塞，所述推动活塞底部延伸至所述活塞缸，所述推动活塞内壁与所述活塞缸外壁之间形成回流腔，所述活塞缸侧壁形成有连通其内腔以及所述回流腔的第一回流孔，

所述柱形活塞位于第一位置时，所述第二通腔连通于所述第一回流孔；

所述柱形活塞位于第二位置时，所述柱形活塞遮挡所述第一回流孔，

所述推动活塞顶部设置有沿所述柱形本体圆周方向排列设置的刀翼，所述柱形本体内部形成有向外侧斜上方延伸的滑槽，所述刀翼贴合滑动于所述滑槽，所述推动活塞上移时，推动所述刀翼斜向上伸出。

2.根据权利要求1所述的新型石油钻井扩眼结构，其特征在于，所述中心管以及所述活塞缸之间通过上芯轴连接。

3.根据权利要求1所述的新型石油钻井扩眼结构，其特征在于，所述活塞缸外壁于所述第一回流孔下方密封所述第一通腔。

4.根据权利要求1所述的新型石油钻井扩眼结构，其特征在于，所述推动活塞与所述刀翼之间设置有第二挡环，所述第二挡环底部设置有固定卡座。

5.根据权利要求1所述的新型石油钻井扩眼结构，其特征在于，所述刀翼顶部设置有压缩弹簧，所述压缩弹簧推动所述刀翼斜向下收回。

6.根据权利要求5所述的新型石油钻井扩眼结构，其特征在于，所述压缩弹簧与所述刀翼之间设置有第三挡环。

7.根据权利要求6所述的新型石油钻井扩眼结构，其特征在于，所述压缩弹簧套设于所述中心管外侧，所述压缩弹簧外侧设置有弹簧护管。

8.根据权利要求7所述的新型石油钻井扩眼结构，其特征在于，所述弹簧护管顶部通过螺纹固定安装于上固定座，所述上固定座固定安装于所述第一通腔内壁，所述弹簧护管底部与所述第三挡环顶部之间形成有调节间隙。

9.根据权利要求1所述的新型石油钻井扩眼结构，其特征在于，所述柱形本体侧壁形成有连通所述回流腔的水眼，所述水眼向所述刀翼作用方向延伸，所述推动活塞上移时，所述水眼连通于所述水眼；所述推动活塞下移时，所述推动活塞遮挡所述水眼。

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