一种可反复伸缩的随钻扩孔装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可反复伸缩的随钻扩孔装置，属于随钻扩孔技术领域，包括：扩孔钻头、中心管、活动套、压力管、主弹簧、复位弹簧、外壳体、憋压装置；所述外壳体包括：上壳体、中壳体、下壳体；上壳体内部周向设置有导向槽和卡齿，所述导向槽分为深导向槽与浅导向槽，分别设置在沿圆周均匀分布的卡齿两边，所述压力管与所述活动套均设有可相互啮合的卡齿，且活动套上的卡齿齿面略高于压力管上的卡齿，以至于能通过设置于所述上壳体上的深导向槽，不能通过浅导向槽而与所述上壳体卡齿啮合，从而实现扩孔钻头的反复伸缩；该扩眼装置结构简单，不仅可以根据地层环境开关扩孔功能，还可以灵活的收放扩孔钻头，从而提高了扩孔效率和固井质量。

A kind of reaming device while drilling

The invention discloses a repeatedly retractable while drilling reaming device, which belongs to the technical field of while drilling reaming, including: reaming bit, center tube, movable sleeve, pressure tube, main spring, return spring, shell body and pressure holding device; the shell body includes: upper shell, middle shell and lower shell; the inner circumference of the upper shell is provided with guide groove and snap tooth, and the guide groove is divided into deep Guide The direction groove and the shallow guide groove are respectively arranged on both sides of the snap teeth evenly distributed along the circumference. The pressure pipe and the movable sleeve are provided with snap teeth that can be meshed with each other, and the snap tooth surface on the movable sleeve is slightly higher than the snap teeth on the pressure pipe, so that the deep guide groove arranged on the upper shell can not be meshed with the snap teeth of the upper shell through the shallow guide groove, so as to realize the expansion The reaming device has simple structure, which can not only switch the reaming function according to the formation environment, but also flexibly retract and release the reaming bit, thus improving the reaming efficiency and cementing quality.

【技术实现步骤摘要】
一种可反复伸缩的随钻扩孔装置
本专利技术涉及随钻扩孔
，尤其是一种可反复伸缩的随钻扩孔装置。
技术介绍
随钻扩孔技术是近年来发展起来的新型石油钻井技术，不仅可以提高固井质量，还可以大大提高钻井效率，而可反复伸缩的随钻扩孔装置具有灵活开启随钻扩孔的功能，作业效率的提升则更为显著。在一些复杂地层，由于岩层的挤压变形严重，常规的钻井方式容易卡钻，或导致下套管十分困难，固井质量差，为后续的开采工作带来很大的不便，甚至造成严重的经济损失。因此，随钻扩孔技术也就孕育而生了。目前，国外的随钻扩孔技术已经相当成熟，并且逐步向智能控制方向演变；而国内的随钻扩孔技术发展的较晚，虽经过不懈的努力完成了对多种型号的随钻扩孔装置的研制并投入了适用，但仍然存在装置结构复杂，不能灵活控制扩孔时机，扩孔效率低等缺点。为克服目前随钻扩孔装置结构复杂，不能灵活控制扩孔时机，扩孔效率低等弊端，本专利技术提供一种可反复收缩的随钻扩孔装置，该装置结构简单，不仅可以根据地层环境开关扩孔功能，还可以灵活的收放扩孔钻头，从而提高了扩孔效率和固井质量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可反复伸缩的随钻扩孔装置，克服目前随钻扩孔装置结构复杂、操作不灵活、扩孔效率低等弊端，采用往复伸缩装置使扩孔操作更加灵活，扩孔效率显著提高，同时提高固井质量。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种可反复伸缩的随钻扩孔装置，包括：扩孔钻头、中心管、活动套、压力管、主弹簧、复位弹簧、外壳体、O型密封圈、憋压装置、刀翼压板、钻杆接头。所述外壳体包括：上壳体、中壳体、下壳体；所述上壳体内部周向设置有导向槽和卡齿，所述导向槽分为深导向槽与浅导向槽，分别设置在沿圆周均匀分布的卡齿两边；所述上壳体与所述钻杆接头、所述中壳体密封连接；所述中壳体上设置有两个通孔用于安装所述刀翼压板与所述扩孔钻头；所述下壳体内部设有凸台，用于安装所述主弹簧，并与所述中壳体和所述钻杆接头密封连接。所述压力管与所述活动套均设有可相互啮合的卡齿安装于所述上壳体内部，且所述活动套上的卡齿齿面略高于所述压力管上的卡齿，以至于能通过设置于所述上壳体上的深导向槽，不能通过浅导向槽而与所述上壳体卡齿啮合，当所述活动套上的卡齿进入所述上壳体上的深导向槽时，扩孔钻头处于收缩；当所述活动套上的卡齿被所述上壳体上的浅导向槽限制时，所述活动套上的卡齿与所述压力管卡齿的啮合变为完全啮合，所述扩孔钻头伸出，处于扩孔工作状态。所述憋压装置包括：压力球、控制滑块和连接键；所述控制滑块通过所述连接键与所述压力管连接，所述压力球由井口投入，落入所述控制滑块之间形成节流效应，使所述压力球上下形成压差，所述压力管在压差的作用下下行，所述控制滑块通过连接键沿着设置于所述上壳体的楔形槽相对于所述上壳体作径向移动，直至楔形槽底，所述控制滑块完全打开，所述安全球落入所述中心管底部。所述憋压装置处于憋压状态时，所述压力球上下产生的压差对压力管的推力大于所述主弹簧对所述中心管的推力，以至于压力管能够下移；卸压后，所述主弹簧对所述中心管的推力大于上部钻井液对内部构件的下压力，以至于在主弹簧的推动下，中心管能够上移。所述活动套安装于所述压力管下方，安装时，所述上钻杆接头与上部钻杆密封连接，所述下钻杆接头与下部钻杆密封连接，所述活动套上的卡齿侧壁与所述上壳体上的深导向槽侧壁配合，因此所述活动套上的卡齿与所述压力管上的卡齿呈半啮合状态，在所述压力管的推动下，所述活动套沿导向槽下行，直至所述上壳体深导向槽侧壁与所述活动套上的卡齿侧壁的配合结束，所述活动套在所述主弹簧的推力下上行并转过一定角度，与所述压力管卡齿的啮合变为完全啮合。所述中心管上部与所述活动套活动连接，并设置有锥形台阶、圆台与钻井液流道，在所述活动套的推动下，所述中心管下行，所述锥形台阶斜面与所述扩孔钻头底部的斜面配合，并将所述扩孔钻头沿所述刀翼压板推出，直至扩孔钻头被完全推出，所述锥形台阶平面与所述钻头底部平面配合；所述主弹簧分别于所述圆台和所述下壳体的内部连接，在所述中心管下行时，所述主弹簧受压，当所述上壳体深导向槽侧壁与所述活动套卡齿侧壁的配合结束时，所述压力球落入所述中心杆底部，所述压差消失，在所述主弹簧的推力下，所述中心管上行，推动所述活动套上行并沿所述压力管上的卡齿转过一定角度，由于所述活动套上的卡齿不能通过所述上壳体上的浅导向槽而与所述上壳体上的卡齿完全配合，所述扩孔钻头完全被顶出，并被完全约束，此时钻井液可以喷出辅助扩孔作业。所述刀翼压板通过螺钉连接与所述中壳体的凹台上，所述扩孔钻头安装于所述刀翼压板的通孔中，所述复位弹簧一端与设置于所述刀翼压板上的凹槽连接一端与设置于所述扩孔钻头底部的弹簧挡板连接，在扩孔作业时，所述复位弹簧受压。所述扩孔钻头需要复位时，从井口再次投入压力球，所述压力球上部的压力大于下部的压力，在压差的作用下，所述压力管下移，并推动所述活动套下行，直至所述活动套上的卡齿与所述上壳体上的卡齿配合断开，所述控制滑块完全打开，所述安全球落入所述中心杆底部，所述压差消失，在所述主弹簧对所述中心管的推动下，所述活动套将在所述压力管上卡齿的限制下转过一定角度并上行，在所述上壳体上的卡齿限制下继续转动并上行，直至卡齿完全进入所述上壳体上的深导向槽、所述压力杆运动至最上端，所述控制滑块复位；在所述中心管上行的过程中，所述扩孔钻头底部斜面再次与所述中心管上的锥形台阶斜面配合，所述扩孔钻头在所述复位弹簧的作用下复位，扩孔作业结束。所述压力杆上的卡齿、所述活动套上的卡齿、所述上壳体上的卡齿与导向槽均是沿圆周均布排列，所述压力管上的卡齿与所述活动套上的卡齿在所述上壳体上的导向槽、卡齿的限制下，扩孔作业状态下和休止状态下均处于半啮合状态，以至于所述活动套上的卡齿与所述上壳体上的导向槽配合脱离时，所述活动套会上行，并转过一定角度，从而实现所述活动套上的卡齿与所述上壳体上的深、浅导向槽的配合切换，进而实现扩孔钻头的反复伸缩。在所述活动套旋转一周的过程中，所述扩孔钻头可以伸缩四次。下面结合附图进一步说明本专利技术的技术方案。附图说明图1是本专利技术一种可反复伸缩的随钻扩孔装置的外形结构图；图2是图1中A-A截面的剖面图；图3是图1中B-B截面的剖面图；图4是图2中C处的局部放大图；下面是说明书附图中标记的说明：(1)压力球(2)上钻杆接头(3)控制滑块(4)连接键(5)压力管(6)上壳体(7)O型密封圈(8)活动套(9)中心管(10)中壳体(11)刀翼压板(12)扩孔钻头(13)主弹簧(14)下壳体(15)下钻杆接头(16)复位弹簧具体实施方式以下结合附图对本专利技术一种可反复伸缩的随钻扩孔装置作出详细说明。安装时，上钻杆接头(2)与上部钻杆密封连接，下钻杆接头(15)与下部钻杆密封连接，活动套(8)上的卡齿侧壁与上壳体(6)上的深导向槽侧壁配合，因此活动套上(8)的卡齿与压力管(5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.本专利技术公开了一种可反复伸缩的随钻扩孔装置，包括：扩孔钻头、中心管、活动套、压力管、主弹簧、复位弹簧、外壳体、憋压装置；所述外壳体包括：上壳体、中壳体、下壳体，所述钻杆接头包括：上钻杆接头和下钻杆接头；所述上壳体与所述上钻杆接头、所述中壳体螺纹连接；所述下壳体与所述中壳体、所述下钻杆接头螺纹连接；所述憋压装置包括：压力球、控制滑块和连接键；所述控制滑块通过所述连接键与所述压力管连接，所述中心管安装于所述活动套下方，所述压力管与中心管均通过设置于外壳体上的键槽进行周向定位，并可沿键槽做上下运动；所述活动套安装于所述压力管和所述中心管之间，所述刀翼压板通过螺钉连接于所述中壳体的凹台上，所述扩孔钻头安装于所述刀翼压板的通孔中，所述复位弹簧一端与设置于所述刀翼压板上的凹槽连接一端与设置于所述扩孔钻头底部的弹簧挡板连接，所述主弹簧分别于所述圆台和所述下壳体的内部连接。/n

【技术特征摘要】
1.本发明公开了一种可反复伸缩的随钻扩孔装置，包括：扩孔钻头、中心管、活动套、压力管、主弹簧、复位弹簧、外壳体、憋压装置；所述外壳体包括：上壳体、中壳体、下壳体，所述钻杆接头包括：上钻杆接头和下钻杆接头；所述上壳体与所述上钻杆接头、所述中壳体螺纹连接；所述下壳体与所述中壳体、所述下钻杆接头螺纹连接；所述憋压装置包括：压力球、控制滑块和连接键；所述控制滑块通过所述连接键与所述压力管连接，所述中心管安装于所述活动套下方，所述压力管与中心管均通过设置于外壳体上的键槽进行周向定位，并可沿键槽做上下运动；所述活动套安装于所述压力管和所述中心管之间，所述刀翼压板通过螺钉连接于所述中壳体的凹台上，所述扩孔钻头安装于所述刀翼压板的通孔中，所述复位弹簧一端与设置于所述刀翼压板上的凹槽连接一端与设置于所述扩孔钻头底部的弹簧挡板连接，所述主弹簧分别于所述圆台和所述下壳体的内部连接。


2.权利要求1所述的可反复伸缩的随钻扩孔装置，其特征在于：所述上壳体内部周向设置有导向槽和卡齿，所述导向槽分为深导向槽与浅导向槽，分别设置在沿圆周均匀分布的卡齿两边；所述压力管与所述活动套均设有可相互啮合的卡齿安装于所述上壳体内部，且所述活动套上的卡齿齿面略高于所述压力管上的卡齿，以至于能通过设置于所述上壳体上的深导向槽，不能通过浅导向槽而与所述上壳体卡齿啮合；当所述活动套上的卡齿进入所述上壳体上的深导向槽时，扩孔钻头处于收缩；当所述活动套上的卡齿被所述上壳体上的浅导向槽限制时，所述活动套上的卡齿与所述压力管卡齿的啮合变为完全啮合，所述扩孔钻头伸出，处于扩孔工作状态。

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【专利技术属性】
技术研发人员：马海峰，罗涛，周华健，叶哲伟，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51