本发明专利技术提供了一种可变径随钻双向扩眼装置及使用方法，包括依次连接的上接头、上本体、下本体以及下接头，上本体周侧均设有多个出刀孔，出刀孔内设有径向滑动的螺旋刀翼，螺旋刀翼一端设有出刀机构，另一端设有复位缩刀机构，出刀机构一侧设有刀翼控制机构。通过出刀机构与复位缩刀机构顶推螺旋刀翼伸出和缩回，其中出刀机构通过刀翼控制机构进行控制，通过调节泥浆泵排量从而驱动刀翼控制机构中的芯轴转动调节，以使芯轴孔与中间连接筒侧孔连通，高压泥浆进入其中，从而控制出刀机构顶推螺旋刀翼伸出，螺旋刀翼可进行双向作业，通过下井或提井对前方和后方进行扩眼，通过控制泥浆泵排量开启螺旋刀翼，能够防止误操作，扩眼作业更为高效可靠。作业更为高效可靠。作业更为高效可靠。
【技术实现步骤摘要】
一种可变径随钻双向扩眼装置及使用方法
[0001]本专利技术涉及石油钻井的领域，具体涉及一种可变径随钻双向扩眼装置及使用方法。
技术介绍
[0002]随着对石油天然气开采的深入，钻井的深度也在逐步加深，钻井遇到的问题也是越来越复杂，面临越来越多的复杂的井身结构和复杂的地层结构，在部分地区施工时，可能会遇到井眼缩径，井眼不规则或下套管环空间窄小等情况，常规的方法只能在钻井过程中、或起下钻的时进行长时间的划眼操作，以到达去除缩径、修整井壁的目的，这将耗费大量的人力，物力和时间。
[0003]现有技术中，技术人员制造了一种用来扩大井眼的工具—井下扩眼器，又称扩大器划眼钻头。常见扩眼器一般可分为固定翼扩眼器和可动翼扩眼器两种。可动翼扩眼器按照扩眼体的不同划分为臂式扩眼器和块式扩眼器两种。臂式扩眼器的扩眼体通常依靠销轴固定在本体上，可绕固定轴在一定角度范围内旋转，扩眼体张开后，形如张开的双臂；块式扩眼器的扩眼体呈楔状，不能旋转，可在液压或机械推力作用下突出或缩入本体中。由于采用了弹簧等易损件，臂式扩眼器的启闭动作容易受到钻井液性能特别是固相含量的影响；块式扩眼器的刀翼加工精度要求较高，此外，由于块体尺寸受到本体壁厚的限制，扩眼体径向尺寸较小，因而只能将领眼扩大25％左右。
[0004]此外，固定翼扩眼器和绝大部分可动翼扩眼器完成扩眼作业后必须起钻，更换常规钻具后才能继续钻进。现有技术中的扩眼器操作指令单一，入井后只能进行扩眼作业，无法进行先择性地扩眼作业，例如在井壁稳固、不需扩眼段它也将进行扩眼作业，这样增加设备负担；例如当刀体磨损后，只能起钻更换扩眼器，而无法临时暂停扩眼，待钻头磨损后再起钻一起更换，等等。
[0005]综上，现有扩眼器自身结构仍不够完善，难以完全满足钻井工程需求，仍需根据实际需要改进设计，探索更为合理的结构形式。
技术实现思路
[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种可变径随钻双向扩眼装置及使用方法，解决上述
技术介绍
中的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：包括依次连接的上接头、上本体、下本体以及下接头，上本体周侧均设有多个出刀孔，出刀孔内设有径向滑动的螺旋刀翼，螺旋刀翼一端设有出刀机构，另一端设有复位缩刀机构，出刀机构一侧设有刀翼控制机构。
[0008]优选方案中，复位缩刀机构中的弹簧座堵头固定在上本体内，弹簧座堵头外侧设有上弹簧座与上导向轴，上弹簧座与上导向轴之间设有第一弹簧，上导向轴端部设有上推板，上推板抵靠在螺旋刀翼的顶部。
[0009]优选方案中，上弹簧座通过开口挡环抵靠固定在弹簧座堵头上，上导向轴的外侧抵靠在上本体的内壁上密封滑动，上导向轴的内侧抵靠在弹簧座堵头外壁上密封滑动；第一弹簧一端抵靠在上弹簧座上，另一端抵靠在上导向轴上，通过第一弹簧的压缩弹力顶推上导向轴带动上推板推动螺旋刀翼移动。
[0010]优选方案中，出刀机构中的下套筒固定在上本体内，下套筒一侧固设有中间连接筒，中间连接筒一侧设有滑动的下导向轴，下导向轴端部固设有下推板，下推板抵靠在螺旋刀翼的底部。
[0011]优选方案中，下导向轴的外侧抵靠在上本体的内壁上密封滑动，下导向轴的内侧抵靠在弹簧座堵头外壁上密封滑动；中间连接筒上端外侧抵靠在上本体的内壁密封，上端内侧抵靠在弹簧座堵头的端部密封，下端抵靠在下套筒上密封。
[0012]优选方案中，中间连接筒端部周侧设有多个中间连接筒上孔，中间连接筒一侧设有中间连接筒侧孔，下导向轴和中间连接筒之间的形成空腔通过中间连接筒上孔与中间连接筒和下套筒之间形成的空腔连通；中间连接筒侧孔与钻井管路内腔连通，高压泥浆通过中间连接筒侧孔进入到上述的空腔中，从而顶推下导向轴带动下推板推动螺旋刀翼移动。
[0013]优选方案中，刀翼控制机构中的芯轴抵靠在下本体内滑动，芯轴外侧是设有下堵头，下堵头固定在下接头上，下堵头与芯轴之间设有第二弹簧，芯轴端部周侧均设有多个芯轴孔，芯轴孔与中间连接筒侧孔连通；第二弹簧一端抵靠在下堵头内，另一端抵靠在芯轴上。
[0014]优选方案中，下本体一侧固设有限位销，芯轴中部外侧设有轨迹槽，限位销抵靠在轨迹槽内；芯轴端部受到泥浆压力的顶推作用以及第二弹簧弹力的顶推作用下，限位销抵靠在轨迹槽移动，对芯轴转动调节定位，以使芯轴孔与中间连接筒侧孔连通。
[0015]优选方案中，螺旋刀翼中的基体两侧均设有多个倾斜的滑块，出刀孔两侧均设有多个倾斜的滑槽，滑块抵靠在滑槽内滑动，滑块滑动到滑槽顶部时对基体进行卡紧；基体的端部设有螺旋状的刀翼，刀翼中部设有保径齿，刀翼的两侧均设有多个切削齿；刀翼两侧的切削齿相反设置。
[0016]其方法是：S1、螺旋刀翼初始状态为缩刀位置，当钻至需要扩眼井段时，关停泥浆泵，此时限位销在轨迹槽的C1位置；S2、打开泥浆泵逐渐增大排量到小排量值，以使限位销在轨迹槽的C2位置，再关停泥浆泵，限位销在轨迹槽的C3位置，此时打开泥浆泵至正常排量，限位销在轨迹槽的C4位置，此时芯轴孔与中间连接筒侧孔连通；S3、高压泥浆能够从芯轴孔和中间连接筒侧孔进入到空腔中，从而对下导向轴与下推板进行顶推，以使螺旋刀翼伸出出口孔，开始扩眼作业；S4、作业完成后，关停泥浆泵，空腔内的泥浆流出，芯轴在第二弹簧顶推作用下向上移动，限位销在轨迹槽的C3
’
位置，螺旋刀翼在第一弹簧的顶推作用下向下移动，并缩回到出刀孔内；
S5、打开泥浆泵到小排量值，限位销在轨迹槽的C5位置，再关停泥浆泵，限位销复位到轨迹槽的C1
’
位置，工具进入待命状态，重复上述步骤即可再次进行扩眼作业。
[0017]本专利技术提供了一种可变径随钻双向扩眼装置及使用方法，通过上本体外侧设置出刀孔，螺旋刀翼在出刀孔内移动，通过出刀机构与复位缩刀机构顶推螺旋刀翼伸出和缩回，其中出刀机构通过刀翼控制机构进行控制，在需要进行扩眼作业时，即可通过调节泥浆泵排量从而驱动刀翼控制机构中的芯轴转动调节，以使芯轴孔与中间连接筒侧孔连通，高压泥浆进入其中，从而控制出刀机构顶推螺旋刀翼伸出，螺旋刀翼可进行双向作业，通过下井或提井对前方和后方进行扩眼，通过控制泥浆泵排量开启螺旋刀翼，能够防止误操作，扩眼作业更为高效可靠。
附图说明
[0018]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：图1是本专利技术整体结构正视图；图2是本专利技术A
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A剖视图；图3是本专利技术局部放大视图a；图4是本专利技术C
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C剖视图；图5是本专利技术螺旋刀翼轴侧视图；图6是本专利技术螺旋刀翼俯视图；图7是本专利技术芯轴轴侧视图；图8是本专利技术正常钻井限位销在轨迹槽内移动路径图；图9是本专利技术扩眼作业限位销在轨迹槽内移动路径图；图10是本专利技术螺旋刀翼缩回多角度视图；图11是本专利技术螺旋刀翼伸出多角度视图；图中：上接头1；上本体2；弹簧座堵头3；开口挡环4；上弹簧座5；上导向轴6；上推板7；螺旋刀翼8；基体801；刀翼802；切削齿803；保径齿804；下推板9；下导向轴10；中间连接筒11；下套筒12；芯轴1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可变径随钻双向扩眼装置，其特征是：包括依次连接的上接头（1）、上本体（2）、下本体（15）以及下接头（17），上本体（2）周侧均设有多个出刀孔，出刀孔内设有径向滑动的螺旋刀翼（8），螺旋刀翼（8）一端设有出刀机构，另一端设有复位缩刀机构，出刀机构一侧设有刀翼控制机构。2.根据权利要求1所述一种可变径随钻双向扩眼装置，其特征是：复位缩刀机构中的弹簧座堵头（3）固定在上本体（2）内，弹簧座堵头（3）外侧设有上弹簧座（5）与上导向轴（6），上弹簧座（5）与上导向轴（6）之间设有第一弹簧（18），上导向轴（6）端部设有上推板（7），上推板（7）抵靠在螺旋刀翼（8）的顶部。3.根据权利要求2所述一种可变径随钻双向扩眼装置，其特征是：上弹簧座（5）通过开口挡环（4）抵靠固定在弹簧座堵头（3）上，上导向轴（6）的外侧抵靠在上本体（2）的内壁上密封滑动，上导向轴（6）的内侧抵靠在弹簧座堵头（3）外壁上密封滑动；第一弹簧（18）一端抵靠在上弹簧座（5）上，另一端抵靠在上导向轴（6）上，通过第一弹簧（18）的压缩弹力顶推上导向轴（6）带动上推板（7）推动螺旋刀翼（8）移动。4.根据权利要求1所述一种可变径随钻双向扩眼装置，其特征是：出刀机构中的下套筒（12）固定在上本体（2）内，下套筒（12）一侧固设有中间连接筒（11），中间连接筒（11）一侧设有滑动的下导向轴（10），下导向轴（10）端部固设有下推板（9），下推板（9）抵靠在螺旋刀翼（8）的底部。5.根据权利要求4所述一种可变径随钻双向扩眼装置，其特征是：下导向轴（10）的外侧抵靠在上本体（2）的内壁上密封滑动，下导向轴（10）的内侧抵靠在弹簧座堵头（3）外壁上密封滑动；中间连接筒（11）上端外侧抵靠在上本体（2）的内壁密封，上端内侧抵靠在弹簧座堵头（3）的端部密封，下端抵靠在下套筒（12）上密封。6.根据权利要求5所述一种可变径随钻双向扩眼装置，其特征是：中间连接筒（11）端部周侧设有多个中间连接筒上孔（22），中间连接筒（11）一侧设有中间连接筒侧孔（21），下导向轴（10）和中间连接筒（11）之间的形成空腔通过中间连接筒上孔（22）与中间连接筒（11）和下套筒（12）之间形成的空腔连通；中间连接筒侧孔（21）与钻井管路内腔连通，高压泥浆通过中间连接筒侧孔（21）进入到上述的空腔中，从而顶推下导向轴（10）带动下推板（9）推动螺旋刀翼（8）移动。7.根据权利要求1所述一种可变径随钻双向扩眼装置，其特征是：刀翼控制机构中的芯轴（13）抵靠在下本体（15）内滑动，芯轴（13）外侧是设有...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡书闯，肖海燕，王有朋，龚贻斌，
申请(专利权)人：中石化石油机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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