專利名稱：壓差式隨鉆微擴(kuò)孔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油工業(yè)中油氣田開(kāi)發(fā)、地礦鉆探中使用的隨鉆擴(kuò)孔器，特別是一種壓差式隨鉆微擴(kuò)孔器。
背景技術(shù)：
近十年以來(lái)，隨著小井眼鉆井技術(shù)和套管開(kāi)窗技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對(duì)井下擴(kuò)孔工具有了更高的要求，而新型硬材料的發(fā)展為研制高效井下擴(kuò)孔工具奠定了基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)外各大井下工具制造公司都進(jìn)行了相關(guān)研究，并取得了一些成果。如克里斯坦森公司研制了雙心(偏心)鉆頭在塔里木油田的大段石膏層及新疆油田的安6井小井眼擴(kuò)孔鉆進(jìn)中得到較好應(yīng)用，減少了井下復(fù)雜情況、提高了鉆井時(shí)效和固井質(zhì)量。但這種鉆頭的在鉆井過(guò)程中主要表現(xiàn)為鉆頭扭矩大、蹩跳嚴(yán)重，對(duì)鉆頭和鉆柱均造成了不同程度的損害；此外由于這種鉆頭領(lǐng)眼鉆頭和擴(kuò)孔部份為一體式結(jié)構(gòu)，使鉆頭對(duì)地層的適應(yīng)能力差，同時(shí)雙心鉆頭的工作受力狀態(tài)決定了它鉆出的井眼為螺旋型井眼，造成井身質(zhì)量較差，給后續(xù)工作帶來(lái)了安全隱患和質(zhì)量問(wèn)題。1998年國(guó)內(nèi)的百施特研制出了扶正擴(kuò)孔工具(接頭)，雖然對(duì)上述問(wèn)題的解決有一定幫助，但由于擴(kuò)孔時(shí)仍然采用單邊切削，工具受力不平衡，因此不能根本上解決上述問(wèn)題；1999年SecurityDBS公司研制出了同心伸縮式擴(kuò)孔工具，可代替雙心鉆頭，在擴(kuò)大井眼時(shí)無(wú)需起下鉆更換鉆具組合，它可直接裝在鉆頭之上或鉆具組合的任何部位，既可用于擴(kuò)大已有領(lǐng)眼，也可在倒劃眼時(shí)擴(kuò)大裸眼井。并且可帶任何型號(hào)鉆頭入井，能夠?qū)崿F(xiàn)擴(kuò)孔工具受力的對(duì)稱平衡，以減少底部鉆具組合(BHA)和其它部件的振動(dòng)和疲勞，為鉆進(jìn)傳遞平穩(wěn)的扭矩。此種工具自1999年到2001年先后在挪威、荷蘭、美國(guó)等地進(jìn)行了擴(kuò)孔作業(yè)，取得了較好的應(yīng)用效果。但是這種工具的工作原理是依靠工具的內(nèi)外壓差來(lái)實(shí)現(xiàn)切削元件的伸縮，而且沒(méi)有鎖定限位機(jī)構(gòu)，因此切削刀翼的工作狀態(tài)不穩(wěn)定，對(duì)較硬地層的側(cè)切削能力差。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種壓差式隨鉆擴(kuò)孔器，解決擴(kuò)孔器扭矩大、工作狀況不穩(wěn)定、對(duì)地層適應(yīng)能力差等問(wèn)題。
本實(shí)用新型主要由本體1、中心管8、刀翼10、擋塊14、本體下接頭19等組成，刀翼10上面焊接有PDC復(fù)合片13，通過(guò)刀翼定位螺栓9與本體相連，其特征在于本體1內(nèi)裝有分水盤2、加壓管6、定位環(huán)7；剪切銷釘3將分水盤2固定在本體1上，在分水盤2中心流道內(nèi)開(kāi)有6個(gè)均勻分布、并且軸線與分水盤軸線成一定角度的斜向分流孔；斜向分流孔正對(duì)著加壓管6的上端面，加壓管6與分水盤2、加壓管6與定位環(huán)7均為間隙配合；加壓管6下端面與中心管8配合；支撐塊12與中心管8通過(guò)支撐塊定位螺釘11定位；中心管8的下端為彈簧支撐套18，彈簧支撐環(huán)21與本體下接頭19利用剪切銷釘定位，與彈簧支撐套18一起固定復(fù)位彈簧20。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，利用開(kāi)啟泥漿泵后，分水盤與加壓管配合實(shí)現(xiàn)刀翼的張開(kāi)，操作方便，并設(shè)計(jì)有鎖定限位機(jī)構(gòu)使切削刀翼的工作狀態(tài)穩(wěn)定，大大提高了對(duì)較硬地層的側(cè)切削能力，工作可靠程度高，切削出的井眼井徑規(guī)則。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的祥述。
本實(shí)用新型主要由本體1、中心管8、刀翼10、擋塊14、本體下接頭19等組成，刀翼10上面焊接有PDC復(fù)合片13，通過(guò)刀翼定位螺栓9與本體相連，其特征在于本體1內(nèi)裝有分水盤2、加壓管6、定位環(huán)7；剪切銷釘3將分水盤2固定在本體1上，分水盤與本體之間采用“O”型密封圈密封，加壓管6上裝有“Yx”密封圈4及“O”型密封圈5，在分水盤2中心流道內(nèi)開(kāi)有6個(gè)均勻分布、并且軸線與分水盤軸線成一定角度的斜向分流孔；斜向分流孔正對(duì)著加壓管6的上端面，加壓管6與分水盤2、加壓管6與定位環(huán)7均為間隙配合；定位環(huán)與本體配合面采用“Yx”密封圈4及“O”型密封圈5密封，定位環(huán)與加壓管之間采用“O”型密封圈17密封；加壓管6下端面與中心管8配合；支撐塊12與中心管8通過(guò)支撐塊定位螺釘11定位；中心管8的下端為彈簧支撐套18，彈簧支撐環(huán)21與本體下接頭19利用剪切銷釘定位，與彈簧支撐套18一起固定復(fù)位彈簧20；中心管與本體配合處均裝有密封圈。
加壓管6下端面與中心管8的配合可以采取如下方式加壓管6下端外表面設(shè)計(jì)為錐面，并與中心管8上端接觸面相匹配。
作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，本實(shí)用新型還設(shè)計(jì)如下結(jié)構(gòu)分水盤2內(nèi)設(shè)計(jì)有分流孔的位置設(shè)計(jì)有投球錐面。
本實(shí)用新型的工作原理如下將壓差式隨鉆微擴(kuò)孔器下入在需要進(jìn)行擴(kuò)孔作業(yè)的井段后開(kāi)泵，這時(shí)分水盤2的斜向分流孔會(huì)在加壓管上產(chǎn)生泥漿壓差，驅(qū)動(dòng)加壓管6和中心管8向下移動(dòng)，利用固定在中心管8上的支撐塊12斜面推動(dòng)微擴(kuò)器刀翼10向外伸出，在支撐塊12和定位環(huán)7的作用下，刀翼10被徑向鎖定，并向刀翼10提供穩(wěn)定的側(cè)向壓力(即穩(wěn)定的鉆壓)來(lái)切削地層，實(shí)現(xiàn)切削出的井眼井徑規(guī)則，使本擴(kuò)孔鉆頭的適應(yīng)能力得到提高，可適用于除砂礫巖和火山角礫巖外的任何地層，大大提高了鉆井效率；考慮到一級(jí)加壓中心管的向下推力可能無(wú)法滿足刀翼對(duì)地層的有效切削，可增加了一級(jí)或多級(jí)加壓管6，以確保微擴(kuò)鉆頭的有效工作；在微擴(kuò)鉆頭需要起下鉆時(shí)，只需停泵，中心管8在復(fù)位彈簧20的作用下復(fù)位，使微擴(kuò)器刀翼10收回，即處于上級(jí)井眼的通徑狀態(tài)。并且利用分水盤2過(guò)流面積的改變而引起壓力的變化來(lái)顯示和判斷工具在井下的工作狀態(tài)。在復(fù)位彈簧20不能將中心管8復(fù)位的情況下，通過(guò)投球，蹩壓，將中心管8流道關(guān)閉，依次剪斷分水盤2、定位環(huán)7、彈簧支撐環(huán)18與本體1固定的剪切銷釘，使中心管8繼續(xù)下行，直至支撐塊12下行越過(guò)刀翼10以下，刀翼10失去支撐，刀翼10回收至正常狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種壓差式隨鉆微擴(kuò)孔器，主要由本體(1)、中心管(8)、刀翼(10)、擋塊(14)、本體下接頭(19)等組成，刀翼(10)上面焊接有PDC復(fù)合片(13)，通過(guò)刀翼定位螺栓(9)與本體相連，其特征在于本體(1)內(nèi)裝有分水盤(2)、加壓管(6)、定位環(huán)(7)；剪切銷釘(3)將分水盤(2)固定在本體(1)上，在分水盤(2)中心流道內(nèi)開(kāi)有6個(gè)均勻分布、并且軸線與分水盤軸線成一定角度的斜向分流孔；斜向分流孔正對(duì)著加壓管(6)的上端面，加壓管(6)與分水盤(2)、加壓管(6)與定位環(huán)(7)均為間隙配合；加壓管(6)下端面與中心管(8)配合；支撐塊(12)與中心管(8)通過(guò)支撐塊定位螺釘(11)定位；中心管(8)的下端為彈簧支撐套(18)，彈簧支撐環(huán)(21)與本體下接頭(19)利用剪切銷釘定位，與彈簧支撐套(18)一起固定復(fù)位彈簧(20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓差式隨鉆微擴(kuò)孔器，其特征在于加壓管(6)下端外表面設(shè)計(jì)為錐面，并與中心管(8)上端接觸面相匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的壓差式隨鉆微擴(kuò)孔器，其特征在于分水盤(2)內(nèi)設(shè)計(jì)有分流孔的位置設(shè)計(jì)有投球錐面。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種壓差式隨鉆微擴(kuò)孔器。本實(shí)用新型主要特點(diǎn)為利用分水盤(2)的斜向分流孔在開(kāi)啟泥漿泵后在加壓管(6)上產(chǎn)生泥漿壓差，驅(qū)動(dòng)加壓管(6)和中心管(8)向下移動(dòng)；利用固定在中心管(8)上的支撐塊(12)斜面推動(dòng)微擴(kuò)器刀翼(10)向外伸出，在支撐塊(12)和定位環(huán)(7)的作用下，刀翼(10)被徑向鎖定，并向刀翼(10)提供穩(wěn)定的側(cè)向壓力(即穩(wěn)定的鉆壓)來(lái)切削地層。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，利用開(kāi)啟泥漿泵后，分水盤與加壓管配合實(shí)現(xiàn)刀翼的張開(kāi)，操作方便，并設(shè)計(jì)有鎖定限位機(jī)構(gòu)使切削刀翼的工作狀態(tài)穩(wěn)定，大大提高了對(duì)較硬地層的側(cè)切削能力，工作可靠程度高，切削出的井眼井徑規(guī)則。
文檔編號(hào)E21B10/26GK2637702SQ03275780
公開(kāi)日2004年9月1日 申請(qǐng)日期2003年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月15日
發(fā)明者羅良波, 蘇濤, 謝勇 申請(qǐng)人:新疆石油管理局鉆井工藝研究院