随钻单弯扩孔装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及到钻井技术领域，具体涉及到随钻单弯扩孔装置。包括领眼钻头，领眼钻头转动安装在弯外壳的下端，弯外壳内固定有定子，定子内转动连接有转子，领眼钻头由转子驱动旋转，弯外壳上端固定有外壳体，外壳体内设置有万向轴，转子与万向轴连接，万向轴上端连接上输出轴，转子通过万向轴驱动上输出轴转动，上输出轴的下部加工有旁通孔，上输出轴与外壳体之间安装有扶正轴承，旁通孔位于扶正轴承下方，扩孔钻头转动安装在外壳体外部，扩孔钻头和上输出轴之间设置有连接装置，上输出轴能够通过连接装置驱动扩孔钻头旋转。本发明专利技术结构简单、操作方便、便于安装、安全可靠、成本低廉等优点，便于大范围推广应用。便于大范围推广应用。便于大范围推广应用。

【技术实现步骤摘要】
随钻单弯扩孔装置


[0001]本专利技术涉及到钻井
，具体涉及到随钻单弯扩孔装置。

技术介绍

[0002]随着国内页岩油气、非常规油气、超深层油气、地热资源等能源的开发，长水平段水平井、大位移井、三维绕障井等复杂结构井的数量日益增多。长水平段水平井、大位移井、三维绕障井等复杂结构井与常规直井不同，井眼轨迹除直井段外，还包括造斜段、稳斜段。
[0003]现有复杂结构井的钻井工艺技术主要分为旋转导向钻井技术和
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滑动+复合”组合式导向钻井技术。在井矿钻探的过程中，随钻扩孔技术能够在钻进的同时扩大井眼直径，有助于优化井身结构，通过扩孔可以减小套管柱与井壁之间的间隙，提高钻探的机械钻速，有效降低钻井成本。现有的随钻扩孔工艺是将扩孔装置安装在钻柱中的合适位置，并随着钻柱整体的旋转进行扩孔破岩钻进，若钻柱整体不旋转，则扩孔装置无法进行旋转破岩。通过旋转导向钻井技术可实现随钻扩孔工艺，但是国内技术还不能实现旋转导向钻井技术。
[0004]而“滑动+复合”组合式导向钻井技术主要采用PDC钻头+单弯螺杆马达+MWD的钻具组合，由于其技术成熟、钻井工具制造成本较低，是目前国内复杂结构井钻井中主要采用的导向技术。对于复杂结构井钻井工艺，“滑动+复合”组合式导向钻井技术在直井段的钻进过程中，采用复合钻进方式，即PDC钻头+单弯螺杆马达+MWD的钻具组合及上部钻柱均旋转的工艺。在直井段钻进方向单一，为了提高钻速在钻柱上安装随钻扩孔装置实现随钻扩孔工艺。该钻井技术即有利于提高钻速，又能控制井斜。
>[0005]但是在造斜段的钻进过程中，需要不断调整钻井方向，为了稳定控制钻井方向须采用滑动钻进方式，即全部钻柱均不旋转，只有PDC钻头旋转破岩。此时全部钻柱在井眼中滑动钻进，虽然能够控制井眼轨迹，但由于滑动摩擦较大，钻进效率较低。在稳斜段的钻进过程中，主要是采用复合钻进方式，此时全部钻具旋转钻进。
[0006]另外，现有随钻扩孔装置均是触发式工作模式，即通过特定条件设置使切削齿对井壁进行扩孔。例如：CN218716542U公开了可伸缩式随钻扩眼工具，钻头接触井底，加上钻压后，传动轴压缩碟簧组并带动导向轴向下移动至端帽下端面与下接头上端面接触，导向轴依靠楔形导向面挤压活塞和扩眼刀翼，扩眼刀翼剪断销钉向外伸出并达到要求的扩眼直径，通过切削齿切削并扩大已钻出的井眼直径，从而起到随钻扩眼的效果。又如CN113802986A公开了投球激活和关闭的随钻扩眼器，通过投球激活和关闭的随钻扩眼器，利用循环流体驱动活塞来控制扩孔器的工作状态。又如，CN116291215A、CN113027342A、CN110656888A等均通过特定条件触发切削齿张开来实现扩孔功能。现有随钻扩孔装置安装在钻具组合中，由钻杆驱动旋转破岩，由于定向造斜滑动钻进钻具组合不旋转，使得活动式随钻扩孔装置无法用于造斜井段的扩孔作业。
[0007]通过上述分析可知，在造斜段的滑动钻进过程中，由于钻柱整体不旋转，因此无法进行随钻扩孔施工，只能先完成造斜井段的钻进，然后起钻更换带有扩孔装置的钻具组合，并再次下入井内进行旋转扩孔作业，即要分两趟钻才能完成造斜井段的扩孔施工。复杂结
构井井眼轨迹中存在多个造斜井段、井眼越来越深，起下钻时间长影响钻井周期和经济效益、常规扩孔工艺破岩效率较低等因素限制了现有随钻扩孔装置的应用范围和应用效果，已经不能满足新能源高效开发的技术要求，因此就要求研制一种既能符合复杂结构井井眼轨迹控制要求，又能满足造斜段滑动扩孔要求的新型随钻扩孔装置。

技术实现思路

[0008]为了进一步发挥随钻单弯扩孔装置的技术优势，满足定向井滑动钻井工艺和复合钻井工艺的要求提供一种随钻单弯扩孔技术。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术提供的技术方案是：随钻单弯扩孔装置，包括领眼钻头，领眼钻头转动安装在弯外壳的下端，弯外壳内固定有定子，定子内转动连接有转子，定子与转子构成容积腔式配合，领眼钻头由转子驱动旋转，定子与转子配合能够将钻井液的压力转化为转子旋转的机械能，弯外壳上端固定有外壳体，外壳体内设置有万向轴，转子与万向轴连接，万向轴上端连接上输出轴，转子通过万向轴驱动上输出轴转动，上输出轴的下部加工有旁通孔，上输出轴与外壳体之间安装有扶正轴承，旁通孔位于扶正轴承下方，扩孔钻头转动安装在外壳体外部，扩孔钻头和上输出轴之间设置有连接装置，上输出轴能够通过连接装置驱动扩孔钻头旋转。
[0010]具体的，所述连接装置包括固定在上输出轴外侧的齿圈，多个变速器固定安装在外壳体上，齿圈通过多个变速器驱动扩孔钻头旋转。
[0011]具体的，所述上输出轴上部外缘与外壳体內缘之间通过第一密封装置转动密封连接，上输出轴与扶正轴承之间通过第二密封装置转动密封连接。
[0012]具体的，所述上输出轴、外壳体、扶正轴承之间构成储油腔，储油腔内充满高压润滑油。
[0013]具体的，所述多个变速器根据外壳体的轴心圆周均布设置，变速器至少设置三个。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术既能满足造斜段滑动钻进扩孔工艺的要求，又能满足稳斜段复合钻进扩孔工艺的要求，克服了常规随钻扩孔装置破岩效率低、无法实现滑动钻进扩孔工艺、专用扩孔钻头造斜率低、破岩负载高、振动剧烈等问题。
[0015]2、随钻单弯扩孔装置即可用于复杂结构井随钻扩孔作业，还能用于复杂结构井钻井过程中的井壁修整作业，并且符合定向井“一趟钻”工艺要求，对于提高钻井破岩效率、改善井眼光滑程度、增强钻井安全、降低随钻扩孔钻井综合成本等具有重要作用。
[0016]3、本专利技术结构简单、操作方便、便于安装、安全可靠、成本低廉等优点，便于大范围推广应用。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的示意图。
[0018]图2为变速器安装位置的示意图。
[0019]附图中的零部件名称为：1
‑
上输出轴、2
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储油腔、3
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齿圈、4
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变速器、5
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扩孔钻头、6
‑
扶正轴承、7
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旁通孔、8
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万向轴、9
‑
外壳体、10
‑
转子、11
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定子、12
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弯外壳、13
‑
领眼钻头。
具体实施方式
[0020]如图1和图2所示，随钻单弯扩孔装置，包括领眼钻头13。领眼钻头13转动安装在弯外壳12的下端。弯外壳12内固定有定子11，定子11内转动连接有转子10，定子11与转子10构成容积腔式配合。领眼钻头13由转子10驱动旋转，定子11与转子10配合能够将钻井液的压力转化为转子10旋转的机械能。弯外壳12上端固定有外壳体9，外壳体9内设置有万向轴8，转子10与万向轴8连接，万向轴8上端连接上输出轴1。转子10通过万向轴8驱动上输出轴1转动。上输出轴1的下部加工有旁通孔7。上输出轴1与外壳体9之间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.随钻单弯扩孔装置，包括领眼钻头（13），其特征在于，领眼钻头（13）转动安装在弯外壳（12）的下端，弯外壳（12）内固定有定子（11），定子（11）内转动连接有转子（10），定子（11）与转子（10）构成容积腔式配合，领眼钻头（13）由转子（10）驱动旋转，定子（11）与转子（10）配合能够将钻井液的压力转化为转子（10）旋转的机械能，弯外壳（12）上端固定有外壳体（9），外壳体（9）内设置有万向轴（8），转子（10）与万向轴（8）连接，万向轴（8）上端连接上输出轴（1），转子（10）通过万向轴（8）驱动上输出轴（1）转动，上输出轴（1）的下部加工有旁通孔（7），上输出轴（1）与外壳体（9）之间安装有扶正轴承（6），旁通孔（7）位于扶正轴承（6）下方，扩孔钻头（5）转动安装在外壳体（9）外部，扩孔钻头（5）和上输出轴（1）之间设置有连接装...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文飞，陈沛沛，李翠，
申请(专利权)人：山东石油化工学院，
类型：发明
国别省市：