專利名稱：一種側(cè)鉆井小井眼擴(kuò)孔工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種側(cè)鉆井小井眼擴(kuò)孔工具技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及石油開采機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
[0002]隨著油田一些老油區(qū)和主力油區(qū)相繼進(jìn)入中后期階段，小井眼開窗側(cè)鉆技術(shù)對(duì)開 發(fā)中后期階段的油氣田提供了一種經(jīng)濟(jì)有效的方法。但是，由于井眼環(huán)空間隙小，造成了鉆 井液的環(huán)空壓力損耗大，工作壓力高，固井質(zhì)量差，壽命短，井下復(fù)雜等問題。而循環(huán)壓力及 排量過高，給地面設(shè)備以及井壁承壓帶來(lái)較大的負(fù)擔(dān)。[0003]分析上述因素，加大井眼與尾管之間的環(huán)形空間，可降低鉆井液循環(huán)壓力，增加水 泥環(huán)的厚度和韌性，是解決套管內(nèi)小井眼側(cè)鉆井固井質(zhì)量、工作壓力高等問題較為有效的 措施之一。由于外層套管直徑的限制，采用井下擴(kuò)孔工具對(duì)側(cè)鉆井井身質(zhì)量較好的裸眼段 進(jìn)行擴(kuò)孔是加大直徑，增加環(huán)空間隙的主要方法。[0004]井下擴(kuò)眼器是一種用于石油地質(zhì)鉆探中擴(kuò)大井眼直徑的專用工具，可從任意井深 位置開始將原井眼擴(kuò)大到工程所需要的尺寸，由于使用、設(shè)計(jì)、制造等技術(shù)方面的問題，擴(kuò) 眼的風(fēng)險(xiǎn)一直較大。但隨著鉆井工藝難度加大，一些特殊結(jié)構(gòu)井對(duì)擴(kuò)眼有一定的需求。[0005]常規(guī)的擴(kuò)眼器結(jié)構(gòu)型式主要為牙輪型，這種擴(kuò)眼器在牙輪轉(zhuǎn)速、軸承、保徑、切削 結(jié)構(gòu)上受到了限制，因此牙輪使用壽命較短，且由于結(jié)構(gòu)限制，在小井眼中無(wú)法實(shí)現(xiàn)擴(kuò)孔功 能。銑刀型擴(kuò)孔器類似套管段銑器結(jié)構(gòu)，目前已有使用成功之實(shí)例，但擴(kuò)孔器最小直徑也較 大。其它小井眼擴(kuò)孔工具有偏心鉆頭、雙心鉆頭、偏心工具等，這些工具擴(kuò)孔時(shí)扭矩較大，對(duì) 鉆桿及設(shè)備的要求較高。發(fā)明內(nèi)容[0006]本實(shí)用新型針對(duì)小井眼側(cè)鉆井井眼環(huán)空間隙小問題，目的在于設(shè)計(jì)一種小井眼擴(kuò) 孔器，以解決在管下擴(kuò)大裸眼井徑，增大環(huán)空間隙的工藝問題，同時(shí)盡可能的減少擴(kuò)孔時(shí)的 扭矩，合理設(shè)計(jì)擴(kuò)孔直徑及鉆井工作參數(shù)，以提高擴(kuò)孔的可靠性。[0007]本實(shí)用新型于殼體內(nèi)設(shè)置筒形活塞和開設(shè)軸向孔的心軸，所述心軸連接在活塞的 下端，在所述心軸與殼體之間設(shè)置剪切銷釘，于活塞與殼體之間設(shè)置活塞復(fù)位機(jī)構(gòu)，在殼體 側(cè)壁開設(shè)通槽，于通槽上布置刀具，所述刀具鉸連接在殼體上，在心軸上設(shè)置刀具轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī) 構(gòu)；在心軸上部固定設(shè)置噴嘴，所述噴嘴開設(shè)軸向中孔。[0008]本實(shí)用新型工作原理為將本實(shí)用新型與鉆桿連接后下到擴(kuò)孔位置時(shí)，一定排量 的液體通過噴嘴產(chǎn)生壓降作用在活塞上，加大排量，銷釘剪斷，活塞帶動(dòng)心軸下行，在刀具 轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下，刀具發(fā)生旋轉(zhuǎn)并向外擴(kuò)張進(jìn)行造臺(tái)階，臺(tái)階造好后，刀具完全撐開，即 可擴(kuò)孔。當(dāng)停止供液時(shí)，依靠裝活塞復(fù)位機(jī)構(gòu)使活塞復(fù)位，刀具反轉(zhuǎn)回收，起出工具。[0009]本實(shí)用新型可從任意井深位置開始將原裸井眼擴(kuò)大到工程所需要的尺寸，滿足側(cè) 鉆井或特殊結(jié)構(gòu)井對(duì)擴(kuò)眼的需求，可靠擴(kuò)眼有助于優(yōu)化井眼設(shè)計(jì)，解決鉆井施工難題，降低 建井成本，提高固井質(zhì)量。本實(shí)用新型解決了由于井眼環(huán)空間隙小而造成的鉆井液的環(huán)空壓力損耗大，工作壓力高，固井質(zhì)量差，壽命短，井下復(fù)雜等問題。[0010]本實(shí)用新型在所述殼體的一個(gè)周向的側(cè)壁均布至少三個(gè)通槽，在各通槽上分別布 置一把刀具。本實(shí)用新型將刀具均布在殼體上，可形成連續(xù)的切削齒，近似完整的鉆頭頭 部，可充分保證擴(kuò)孔直徑。[0011]為了提高刀具的鋼性，形成PDC鉆頭的效果，所述刀具為由PDC材料制成的瓣體形 狀。[0012]所述刀具轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括布置在心軸外表面的鋸齒、與鋸齒相配合的布置在刀具后 端的凸齒，所述刀具后端的凸齒與所述心軸外表面的鋸齒相嚙合。本實(shí)用新型采用齒輪齒 條的工作原理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具的旋轉(zhuǎn)控制，方便加工，工作穩(wěn)定性也好。[0013]為了防止可防止心軸發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，本實(shí)用新型還在心軸的外表面設(shè)置沿長(zhǎng)度方向的 防轉(zhuǎn)長(zhǎng)槽，在殼體上連接徑向定位螺釘，所述定位螺釘?shù)膬?nèi)端設(shè)置在所述防轉(zhuǎn)長(zhǎng)槽內(nèi)。[0014]本實(shí)用新型還在心軸上開設(shè)斜孔，所述斜孔的兩端分別與心軸的內(nèi)腔和殼體側(cè)壁 的通槽連通。可將循環(huán)液噴向刀具以及時(shí)清理擴(kuò)孔巖屑。[0015]為了將分流套限位于活塞中，本實(shí)用新型還在活塞上方的殼體內(nèi)固定分流套，所 述分流套設(shè)置至少兩個(gè)軸向通孔。


[0016]圖1為本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0017]如圖1所示，殼體2的上、下兩端分別設(shè)置連接螺紋，上端螺紋連接上接頭I。[0018]在殼體2內(nèi)通過密封件6設(shè)置筒形活塞5，在活塞5上方的殼體2內(nèi)通過限位臺(tái)階 2-1和擋圈14設(shè)置分流套3，分流套3設(shè)置五個(gè)軸向通孔3-1。[0019]于活塞5下方的殼體2內(nèi)通過限位臺(tái)階2-2設(shè)置復(fù)位彈簧8，于活塞5上連接開設(shè) 軸向孔的心軸7，在活塞5下方的心軸7上部固定設(shè)置噴嘴4，噴嘴4開設(shè)軸向中孔。[0020]在復(fù)位彈簧8下方的殼體2與心軸7之間均布徑向設(shè)置的兩至三個(gè)剪切銷釘9， 各個(gè)剪切銷釘9螺紋連接在殼體2的徑向螺紋孔中，各個(gè)剪切銷釘9的內(nèi)端伸入于在心軸 7外表面開設(shè)的相應(yīng)的凹孔中。[0021]在心軸7下部的一個(gè)圓周上設(shè)置鋸齒7-1，在殼體2的同一周向的側(cè)壁均布三個(gè)通 槽2-3，一個(gè)通槽2-3對(duì)應(yīng)一組鋸齒7-1。在各通槽2-3內(nèi)通過銷軸13可轉(zhuǎn)動(dòng)式連接一把 刀具12，各刀具12通過設(shè)有與鋸齒7-1配合的凸齒12-1與相應(yīng)的通槽2-3連接。刀具12 為由PDC材料制成的瓣體形狀。[0022]在各把刀具12上方的殼體2上分別通過螺釘11連接一只限位壓板10。[0023]在每組鋸齒7-1下方的心軸7上開設(shè)一個(gè)斜孔7-2，各斜孔7_2的兩端分別與心軸 7的內(nèi)腔和殼體2上相應(yīng)的通槽2-3連通。[0024]在心軸7的外表面設(shè)有沿長(zhǎng)度方向的防轉(zhuǎn)長(zhǎng)槽7-3，在殼體2上連接徑向定位螺釘 15，定位螺釘15的內(nèi)端設(shè)置在防轉(zhuǎn)長(zhǎng)槽7-3內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種側(cè)鉆井小井眼擴(kuò)孔工具，其特征在于包括殼體，于殼體內(nèi)設(shè)置筒形活塞和開設(shè)軸向孔的心軸，所述心軸連接在活塞的下端，在所述心軸與殼體之間設(shè)置剪切銷釘，于活塞與殼體之間設(shè)置活塞復(fù)位機(jī)構(gòu)，在殼體側(cè)壁開設(shè)通槽，于通槽上布置刀具，所述刀具鉸連接在殼體上，在心軸上設(shè)置刀具轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；在心軸上部固定設(shè)置噴嘴，所述噴嘴開設(shè)軸向中孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述側(cè)鉆井小井眼擴(kuò)孔工具，其特征在于在所述殼體的一個(gè)周向的側(cè)壁均布至少三個(gè)通槽，在各通槽上分別布置一把刀具。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述側(cè)鉆井小井眼擴(kuò)孔工具，其特征在于所述刀具為由PDC材料制成的瓣體形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述側(cè)鉆井小井眼擴(kuò)孔工具，其特征在于所述刀具轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括布置在心軸外表面的鋸齒、與鋸齒相配合的布置在刀具后端的凸齒，所述刀具后端的凸齒與所述心軸外表面的鋸齒相嚙合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述側(cè)鉆井小井眼擴(kuò)孔工具，其特征在于在心軸的外表面設(shè)置沿長(zhǎng)度方向的防轉(zhuǎn)長(zhǎng)槽，在殼體上連接徑向定位螺釘，所述定位螺釘?shù)膬?nèi)端設(shè)置在所述防轉(zhuǎn)長(zhǎng)槽內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述側(cè)鉆井小井眼擴(kuò)孔工具，其特征在于在心軸上開設(shè)斜孔，所述斜孔的兩端分別與心軸的內(nèi)腔和殼體側(cè)壁的通槽連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述側(cè)鉆井小井眼擴(kuò)孔工具，其特征在于在活塞上方的殼體內(nèi)固定分流套，所述分流套設(shè)置至少兩個(gè)軸向通孔。
專利摘要一種側(cè)鉆井小井眼擴(kuò)孔工具，涉及石油開采機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，于殼體內(nèi)設(shè)置筒形活塞和開設(shè)軸向孔的心軸，所述心軸連接在活塞的下端，在所述心軸與殼體之間設(shè)置剪切銷釘，于活塞與殼體之間設(shè)置活塞復(fù)位機(jī)構(gòu)，在殼體側(cè)壁開設(shè)通槽，于通槽上布置刀具，所述刀具鉸連接在殼體上，在心軸上設(shè)置刀具轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；在心軸上部固定設(shè)置開設(shè)軸向中孔的噴嘴。本實(shí)用新型可從任意井深位置開始將原裸井眼擴(kuò)大到工程所需要的尺寸，滿足側(cè)鉆井或特殊結(jié)構(gòu)井對(duì)擴(kuò)眼的需求，可靠擴(kuò)眼有助于優(yōu)化井眼設(shè)計(jì)，解決鉆井施工難題，降低建井成本，提高固井質(zhì)量。
文檔編號(hào)E21B7/28GK202832209SQ20122055637
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者邱小鋒, 蘇德勝, 彭中, 馬開良 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司江蘇油田分公司