一种石油天然气钻井用扩眼装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种石油天然气钻井用扩眼装置，包括第一套管、第二套管、定子轴、转子轴、心轴、滑套组件、滑道、刀翼、推力套环、扭矩传感器、井下探头、控制器、无线信号装置及后台监控中心。所述扩眼装置设置于井底领眼钻头与钻具之间，扩眼装置驱动扭矩来源于钻柱内的高压钻井液，经第一液体通道导入高压钻井液进而驱动转子轴旋转，高压钻井液经第二液体通道进入推力套环的下部，推动推力套环向上移动进而带动刀翼向上移动，由于刀翼安装于倾斜的轨道上，使得刀翼在上移过程中逐渐伸出，进而实现扩眼。所述扩眼装置通过后台监控中心能实时监测刀翼的使用情况，增强了井控安全性的要求。其结构简单、操作方便、便于安全，破岩效率高。

Reaming device for oil and natural gas drilling

The utility model relates to a reaming device for oil and gas drilling, including the first second casing, casing, shaft, stator, rotor shaft, spindle sleeve assembly, a slideway, a knife wing, thrust ring, torque sensor, downhole probe, controller, wireless signal device and background monitoring center. The reaming device is arranged on the bottom hole drill and drill reaming device to drive torque from drilling and high pressure drilling fluid in the column, the first liquid channel into high pressure drilling fluid and drive the axis of rotation of the rotor, the lower pressure drilling fluid through the second liquid passage into the thrust collar, the thrust collar moves upward and then to drive the blade to move, because the blade is installed on the inclined orbit, the blade gradually extended in the transfer process, so as to realize the reaming. The eye enlarging device can monitor the use of the blade in real time through the background monitoring center, thereby enhancing the safety requirement of the well control. The utility model has the advantages of simple structure, convenient operation, convenient safety and high rock breaking efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种石油天然气钻井用扩眼装置
本技术涉及石油天然气钻井用扩眼设备
，具体涉及一种石油天然气钻井用扩眼装置。
技术介绍
在石油天然气钻井、地质勘探、矿山勘探的过程中，扩眼技术能够在钻进的同时扩大井眼的直径，不仅有利于提高固井质量，且有助于增强井控的安全性，因此得到了广泛的应用。随着石油勘探开发领域不断扩大，随着深井、超深井、水平分支井、套管开窗侧钻井等复杂钻井技术的应用，对井下扩眼提出了更高的要求。现有技术中，双心扩眼钻头在钻井过程中钻头扭矩大、憋跳钻严重、对钻头及钻柱造成了不同程度的损坏；并且由于领眼钻头和扩眼钻头是一体式结构，使得钻头对地层适应能力差，受力状态复杂，极易钻出螺旋形井眼，井身质量差，给后续工作带来安全和质量隐患。常见的牙轮扩眼其由于受到牙轮尺寸的限制，使得扩眼作业难度大，此外还存在钻头使用寿命短、易损坏及钻速慢等问题。现有技术中研制开发的扩眼工具的驱动扭矩全部来源于井口或井下动力工具，即要占用领眼钻头的一部分扭矩，其结果必然导致领眼钻头破岩扭矩减少，降低扩眼破岩速率。同时，扩眼器的旋转速度较慢，难以发挥切削齿的破岩能力，影响了扩眼破岩作业效率。
技术实现思路
本技术的一个主要目的在于克服现有技术中的至少一种缺陷，提供一种结构简单、安全可靠的石油天然气钻井用扩眼装置。为了实现上述技术方案，本技术采用以下技术方案：根据本技术的一个方面，提供一种石油天然气钻井用扩眼装置，包括：第一套管；第二套管；定子轴，同心设置于所述第一套管、第二套管之间，其中所述定子轴设有第一液体通道；转子轴，为一空心状阶梯轴，其上端设置于所述第一套管与定子轴之间，所述转子轴外侧与第一套管之间设有第一轴承、密封圈，所述密封圈设置于所述转子轴的顶端，所述转子轴的下端设置于所述第一套管与第二套管之间；心轴，为一空心轴体，其顶部与所述转子轴螺纹配合，所述心轴与转子轴的下端部分形成一个容纳空间，所述心轴与第二套管之间设有第二轴承；其中所述心轴的底端设有第二液体通道；滑套组件，设置于所述容纳空间内，所述滑套组件包括上滑套、下滑套及弹簧体，且所述上滑套设置于下滑套内，所述弹簧体设置于所述上滑套内侧；滑道，其内部设有倾斜的轨道，所述滑道设置于所述滑套组件与第二轴承之间；刀翼，固定于所述心轴外侧且安装于所述滑道上；推力套环，套设于所述心轴外侧且所述推力套环设置于所述刀翼下侧；扭矩传感器，设置于所述推力套环与刀翼之间，所述扭矩传感器用于测量所述推力套环产生的推力；井下探头，设置于所述第一套管和/或第二套管上，所述井下探头用于拍摄所述刀翼的图像信号；控制器，分别与所述扭矩传感器、井下探头电性连接，所述控制器内置供电装置，所述控制器用于接收所述扭矩传感器检测的推力信号及所述井下探头拍摄的图像信号；无线信号装置，与所述控制器电性连接；后台监控中心，通过无线信号传输方式与无线信号装置进行信号交互。其中，经所述第一液体通道导入高压钻井液进而驱动转子轴高速旋转，同时高压钻井液经所述第二液体通道进入所述推力套环的下部，推动所述推力套环向上移动，进而带动刀翼向上移动，由于所述刀翼安装于倾斜的轨道上，使得刀翼在上移过程中逐渐伸出，进而实现扩眼；与此同时，所述扭矩传感器将所述推力套环产生的推力信号传递至控制器，所述井下探头将所拍摄的图像信号传递至控制器，所述控制器通过无线信号装置将推力信号及图像信号发送至后台监控中心。根据本技术的一实施方式，所述刀翼采用PDC刀翼。根据本技术的一实施方式，还包括：一定位装置，与所述控制器电性连接。所述定位装置用于检测所述扩眼装置的位置信号。根据本技术的一实施方式，所述控制器采用Atmega64处理器。根据本技术的一实施方式，所述转子轴的下端的外径与所述第一套管、第二套管的外径相同。根据本技术的一实施方式，还包括：若干个稳流挡块，且分别错位设置于所述定子轴与转子轴上。根据本技术的一实施方式，所述定子轴通过螺纹分别与所述第一套管、第二套管连接。由上述技术方案可知，本技术具备以下优点和积极效果中的至少之一：本技术扩眼装置设置于井底领眼钻头与钻具之间，所述扩眼装置驱动扭矩来源于钻柱内的高压钻井液，经所述第一液体通道导入高压钻井液进而驱动转子轴高速旋转，同时高压钻井液经所述第二液体通道进入所述推力套环的下部，推动所述推力套环向上移动，进而带动刀翼向上移动，由于所述刀翼安装于倾斜的轨道上，使得刀翼在上移过程中逐渐伸出，进而实现扩眼；与此同时，所述扭矩传感器将所述推力套环产生的推力信号传递至控制器，所述井下探头将所拍摄的图像信号传递至控制器，所述控制器通过无线信号装置将推力信号及图像信号发送至后台监控中心。本技术所述扩眼装置通过后台监控中心能实时监测刀翼的使用情况，增强了井控安全性的要求。其结构简单、操作方便、便于安全，破岩效率高，能满足钻井现场对于增加井眼直径的需求。附图说明图1为本技术所述石油天然气钻井用扩眼装置一实施方式结构示意图；图2为图1所述石油天然气钻井扩眼装置中扭矩传感器、井下探头、定位装置、控制器、无线信号装置及后台监控中心的连接示意图。附图标识如下：1-第一套管；2-第二套管；3-定子轴；4-转子轴；5-稳流挡块；6-心轴；7-滑套组件；8-滑道；9-刀翼；10-推力套环；11-扭矩传感器；12-井下探头；13-控制器；14-无线信号装置；15-后台监控中心；16-第一液体通道；17-第一轴承；18-密封圈；19-第二轴承；20-第二液体通道；21-上滑套；22-下滑套；23-弹簧体；24-定位装置。具体实施方式在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。下面结合附图以及具体实施方式对本技术作进一步详细说明。参见图1、2，图1为本技术所述石油天然气钻井用扩眼装置一实施方式结构示意图，图2为图1所述石油天然气钻井扩眼装置中扭矩传感器、井下探头、定位装置、控制器、无线信号装置及后台监控中心的连接示意图。本技术所述一种石油天然气钻井用扩眼装置，包括第一套管1、第二套管2、定子轴3、转子轴4、稳流挡块5、心轴6、滑套组件7、滑道8、刀翼9、推力套环10、扭矩传感器11、井下探头12、控制器13、无线信号装置14及后台监控中心15。如图1所示，所述第一套管1、第二套管2均为空心管体。所述定子轴3同心设置于所述第一套管1、第二套管2之间，且所述定子轴3通过螺纹分别与所述第一套管1、第二套管2连接。其中所述定子轴3设有第一液体通道16，所述第一液体通道16为高压钻井液的导入通道。如图1所示，所述转子轴4为一空心状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石油天然气钻井用扩眼装置，其特征在于，包括：第一套管；第二套管；定子轴，同心设置于所述第一套管、第二套管之间，其中所述定子轴设有第一液体通道；转子轴，为一空心状阶梯轴，其上端设置于所述第一套管与定子轴之间，所述转子轴外侧与第一套管之间设有第一轴承、密封圈，所述密封圈设置于所述转子轴的顶端，所述转子轴的下端设置于所述第一套管与第二套管之间；心轴，为一空心轴体，其顶部与所述转子轴螺纹配合，所述心轴与转子轴的下端部分形成一个容纳空间，所述心轴与第二套管之间设有第二轴承；其中所述心轴的底端设有第二液体通道；滑套组件，设置于所述容纳空间内，所述滑套组件包括上滑套、下滑套及弹簧体，且所述上滑套设置于下滑套内，所述弹簧体设置于所述上滑套内侧；滑道，其内部设有倾斜的轨道，所述滑道设置于所述滑套组件与第二轴承之间；刀翼，固定于所述心轴外侧且安装于所述滑道上；推力套环，套设于所述心轴外侧且所述推力套环设置于所述刀翼下侧；扭矩传感器，设置于所述推力套环与刀翼之间，所述扭矩传感器用于测量所述推力套环产生的推力；井下探头，设置于所述第一套管和/或第二套管上，所述井下探头用于拍摄所述刀翼的图像信号；控制器，分别与所述扭矩传感器、井下探头电性连接，所述控制器内置供电装置，所述控制器用于接收所述扭矩传感器检测的推力信号及所述井下探头拍摄的图像信号；无线信号装置，与所述控制器电性连接；后台监控中心，通过无线信号传输方式与无线信号装置进行信号交互；其中，经所述第一液体通道导入高压钻井液进而驱动转子轴高速旋转，同时高压钻井液经所述第二液体通道进入所述推力套环的下部，推动所述推力套环向上移动，进而带动刀翼向上移动，由于所述刀翼安装于倾斜的轨道上，使得刀翼在上移过程中逐渐伸出，进而实现扩眼；与此同时，所述扭矩传感器将所述推力套环产生的推力信号传递至控制器，所述井下探头将所拍摄的图像信号传递至控制器，所述控制器通过无线信号装置将推力信号及图像信号发送至后台监控中心。...

【技术特征摘要】
1.一种石油天然气钻井用扩眼装置，其特征在于，包括：第一套管；第二套管；定子轴，同心设置于所述第一套管、第二套管之间，其中所述定子轴设有第一液体通道；转子轴，为一空心状阶梯轴，其上端设置于所述第一套管与定子轴之间，所述转子轴外侧与第一套管之间设有第一轴承、密封圈，所述密封圈设置于所述转子轴的顶端，所述转子轴的下端设置于所述第一套管与第二套管之间；心轴，为一空心轴体，其顶部与所述转子轴螺纹配合，所述心轴与转子轴的下端部分形成一个容纳空间，所述心轴与第二套管之间设有第二轴承；其中所述心轴的底端设有第二液体通道；滑套组件，设置于所述容纳空间内，所述滑套组件包括上滑套、下滑套及弹簧体，且所述上滑套设置于下滑套内，所述弹簧体设置于所述上滑套内侧；滑道，其内部设有倾斜的轨道，所述滑道设置于所述滑套组件与第二轴承之间；刀翼，固定于所述心轴外侧且安装于所述滑道上；推力套环，套设于所述心轴外侧且所述推力套环设置于所述刀翼下侧；扭矩传感器，设置于所述推力套环与刀翼之间，所述扭矩传感器用于测量所述推力套环产生的推力；井下探头，设置于所述第一套管和/或第二套管上，所述井下探头用于拍摄所述刀翼的图像信号；控制器，分别与所述扭矩传感器、井下探头电性连接，所述控制器内置供电装置，所述控制器用于接收所述扭矩传感器检测的推力信号及所述井下探头拍摄的图像信号；无线信号装置，与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁毅，卢青山，李磊，
申请(专利权)人：丁毅，
类型：新型
国别省市：甘肃,62