專利名稱：井下液力擴(kuò)孔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鉆井施工中井下切削擴(kuò)大井眼的擴(kuò)孔器，屬井下工具類。
在超短半徑水平井施工中，必須實(shí)施井下擴(kuò)孔作業(yè)。現(xiàn)有技術(shù)中的井下施工主要采用機(jī)械刮刀式擴(kuò)孔器，該擴(kuò)孔器的動(dòng)力來(lái)自于井上旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤，靠轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)有刮刀的擴(kuò)孔器切削巖石，達(dá)到擴(kuò)孔的目的。其局限性是在大程度擴(kuò)孔施工中，需不斷更換刮刀，速度較慢，可靠性較差。使用高壓鉆井液時(shí)安全系數(shù)較低。尤其在大直徑的擴(kuò)孔施工中，如井眼由5″或10″擴(kuò)大到700mm直徑，其施工作業(yè)就相對(duì)困難。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種特殊的井下擴(kuò)孔器，該擴(kuò)孔器能夠解決超短半徑水平井施工中存在的問(wèn)題，使井下擴(kuò)孔作業(yè)高效、安全、順利地進(jìn)行。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的利用高壓水力切削的原理，設(shè)計(jì)一種井下液力擴(kuò)孔器。該擴(kuò)孔器上裝有特殊噴嘴，地面提供的高壓加砂鉆井液通過(guò)特殊噴嘴噴出，產(chǎn)生極高的速度，對(duì)井壁進(jìn)行液力切削。井下液力擴(kuò)孔器的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力由蝸輪組(也可是螺桿總成)提供或由地面轉(zhuǎn)盤提供，同時(shí)設(shè)計(jì)了判別井下液力擴(kuò)孔器旋轉(zhuǎn)與否的警示裝置。為了實(shí)現(xiàn)在擴(kuò)孔中減少起下鉆具的目的，擴(kuò)孔器上還設(shè)計(jì)了多層次噴嘴，實(shí)現(xiàn)有選擇地打開(kāi)某一層噴嘴，對(duì)選定層位進(jìn)行切削的目的。井下液力擴(kuò)孔器的具體結(jié)構(gòu)是其最上端是設(shè)有液體通孔的固定軸總成，固定軸總成的里面用滑鏈聯(lián)接換級(jí)活塞，固定軸總成外面是轉(zhuǎn)動(dòng)總成，轉(zhuǎn)動(dòng)總成上固定有蝸輪總成(或螺桿總成)的定子，而其轉(zhuǎn)子則固定在固定軸總成上。固定軸總成和轉(zhuǎn)子總成之間裝有密封總成和軸承組，以保證兩者之間的轉(zhuǎn)動(dòng)和動(dòng)密封。轉(zhuǎn)動(dòng)總成的下部裝有數(shù)排特殊噴嘴和數(shù)排剪切銷釘，換級(jí)活塞上加工有液體通過(guò)的槽孔，其下部還設(shè)有定位槽，換級(jí)活塞的定位和位置轉(zhuǎn)換由剪切銷釘確定。每剪斷一排剪切銷釘，換級(jí)活塞的位置向下移動(dòng)一個(gè)層次，同時(shí)下一層次的噴嘴進(jìn)入工作狀態(tài)。換級(jí)活塞下端座在復(fù)位彈簧上，復(fù)位彈簧則座在轉(zhuǎn)動(dòng)總成的封頭上。判斷擴(kuò)孔器轉(zhuǎn)動(dòng)與否的警示裝置裝在換級(jí)活塞與轉(zhuǎn)動(dòng)總成之間，是一個(gè)彈性爪機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)彈性爪收回，所有特殊噴嘴連通，地面工作泵壓顯示正常壓力；不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于彈性爪的位置限定，只有一半噴嘴連通，地面工作泵壓顯示異常壓力，以提示操作者。
本實(shí)用新型的井下液力擴(kuò)孔器的優(yōu)點(diǎn)和效果是能高效地完成超短半徑水平井的擴(kuò)孔施工，同時(shí)具有安全性、可靠性和鉆切半徑大、少起鉆具的優(yōu)點(diǎn)。
附


圖1是井下液力擴(kuò)孔器的結(jié)構(gòu)示意圖附圖2是井下液力擴(kuò)孔器A-A的剖面圖
以下結(jié)合附
圖1給出的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述實(shí)施例中的井下液力擴(kuò)孔器由固定軸總成1、密封總成2、軸承組3、轉(zhuǎn)動(dòng)總成4、蝸輪組5、特殊噴嘴6、警示裝置7、剪切螺釘8、復(fù)位彈簧9、換級(jí)活塞10等組成。固定軸總成1為管狀結(jié)構(gòu)，由兩個(gè)管狀件螺紋連結(jié)組成，上面加工有鉆井液通過(guò)的斜向孔道和連接鉆桿柱的螺紋。固定軸總成1是一個(gè)安裝基體。下部?jī)?nèi)孔中用滑鏈的形式聯(lián)接制有鉆井液流通孔道和定位槽的換級(jí)活塞10。外徑上安裝密封總成2、軸承組3、蝸輪組5的定子和轉(zhuǎn)動(dòng)總成4。密封總成2和軸承組3安裝在固定軸總成1和轉(zhuǎn)動(dòng)總成4之間，保證二者之間工作時(shí)的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)且密封。轉(zhuǎn)動(dòng)總成4上裝有蝸輪組5的定子3-5組的特殊噴嘴6和同樣組數(shù)的剪切螺釘8，特殊噴嘴6每組4個(gè)，剪切銷釘8每組2個(gè)。特殊噴嘴6的材料可以是人造金剛石、硬質(zhì)合金、陶瓷和合金鋼。擴(kuò)孔器的下端是復(fù)位彈簧9，為普通螺旋彈簧裝在轉(zhuǎn)動(dòng)總成4的內(nèi)孔內(nèi)。警示裝置7是一個(gè)彈簧爪機(jī)構(gòu)，裝在固定部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分之間，擴(kuò)孔器不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)限定位置，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)收回。在擴(kuò)孔施工中，從固定軸總成1的內(nèi)孔泵入的高壓含砂鉆井液?jiǎn)?dòng)蝸輪組5，進(jìn)而推動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)總成4旋轉(zhuǎn)。鉆井液由換級(jí)活塞10的孔道通過(guò)特殊噴嘴6噴射切削井壁，從而實(shí)現(xiàn)逐徑次切削井壁的作用。當(dāng)?shù)谝慌盘厥鈬娮?磨損后，向固定軸總成1的內(nèi)孔投入給定長(zhǎng)度的圓柱棒，封住固定軸總成1上通往蝸輪(或螺桿)的孔道，形成高壓腔，推動(dòng)換級(jí)活塞10下行，剪切第一排剪切螺釘8，直至漏出固定總成1的孔道。此時(shí)第二排特殊噴嘴連通，第一排特殊噴嘴關(guān)閉，第二排剪切銷釘起阻擋定位作用。以此類推，逐級(jí)下行，實(shí)現(xiàn)少起下鉆的目的。如在使用中，警示裝置7顯示井下液力擴(kuò)孔器不轉(zhuǎn)動(dòng)，則需調(diào)整鉆壓或起出擴(kuò)孔器進(jìn)行維護(hù)。
權(quán)利要求1.一種鉆井施工中切削擴(kuò)大井眼的井下液力擴(kuò)孔器，由固定軸總成(1)、密封總成(2)、軸承組(3)、轉(zhuǎn)動(dòng)總成(4)、蝸輪組(5)、特殊噴嘴(6)、警示裝置(7)、剪切螺釘(8)、復(fù)位彈簧(9)、換級(jí)活塞(10)、等構(gòu)成，其特征在于固定軸總成(1)上固定有蝸輪組(5)的定子，并制有供鉆井液通過(guò)的斜向流道和連結(jié)鉆桿柱的內(nèi)螺紋；轉(zhuǎn)子總成(4)上固定有蝸輪組(5)的轉(zhuǎn)子和特殊噴嘴(6)及剪切銷釘(8)；加工有鉆井液通道和定位槽的換級(jí)活塞(10)用滑鍵聯(lián)接在固定軸總成(1)的內(nèi)孔里，其下端座在復(fù)位彈簧(9)上，復(fù)位彈簧(9)裝在轉(zhuǎn)動(dòng)總成(4)內(nèi)孔內(nèi)；在固定軸總成(1)和轉(zhuǎn)動(dòng)總成(4)之間裝有密封總成(2)和軸承組(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下液力擴(kuò)孔器，其特征在于在換級(jí)活塞(10)和轉(zhuǎn)動(dòng)總成(4)之間裝有警示裝置(7)，該警示裝置(7)是一個(gè)彈簧爪機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的井下液力擴(kuò)孔器，其特征在于蝸輪組(5)可以是螺桿總成。
專利摘要本實(shí)用新型是一種井下液力擴(kuò)孔器,用于超短半徑水平井的井下擴(kuò)孔施工。該擴(kuò)孔器主要由固定軸總成1、密封總成2、軸承組3、轉(zhuǎn)動(dòng)總成4、蝸輪組(或螺桿總成)5、特殊噴嘴6、警示裝置7、剪切螺釘8、復(fù)位彈簧9、換級(jí)活塞10等組成。它利用高壓鉆井液,通過(guò)特殊噴嘴6對(duì)井壁逐徑次進(jìn)行液力切削,實(shí)現(xiàn)擴(kuò)孔的目的,并能對(duì)井下工作狀態(tài)進(jìn)行警示和選擇性地打開(kāi)噴嘴。具有使用中安全、可靠、鉆切半徑大,少起下鉆具的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21B7/00GK2448905SQ0021014
公開(kāi)日2001年9月19日 申請(qǐng)日期2000年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月29日
發(fā)明者卜震山, 李永和, 郭紅峰 申請(qǐng)人:遼河石油勘探局工程技術(shù)研究院