專利名稱：一種全液壓擴眼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油天然氣鉆井技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種井下擴眼專用工具，具體的 說是一種用于擴眼作業(yè)的液壓擴眼器。
背景技術(shù)：
擴眼作業(yè)是在鉆進的同時將井眼原位擴大為直徑更大的井眼的過程。近20-30年 來，隨著油氣鉆井向著深井、超深井、高壓油氣井、海洋深水鉆井等領(lǐng)域轉(zhuǎn)移，鉆井工程所要 面對的復(fù)雜狀況越來越多。擴眼技術(shù)作為處理鉆井異常狀況的重要手段不斷發(fā)展，逐漸成 為一種能夠應(yīng)對易塌易漏地層，實現(xiàn)小間隙固井，降低鉆井成本的優(yōu)越技術(shù)。擴眼作業(yè)使用的常見擴眼器一般可分為固定翼擴眼器和可動翼擴眼器兩種。固定 翼擴眼器主要是指雙心鉆頭，由領(lǐng)眼鉆頭和擴眼刀翼8兩部分組成。領(lǐng)眼鉆頭與常規(guī)鉆頭 結(jié)構(gòu)幾乎相同，鉆進時處于井筒的最下端，可鉆出直徑較小的領(lǐng)眼(井眼)；擴眼刀翼8是 帶有切削刃的棱柱結(jié)構(gòu)，沿圓周方向布置于雙心鉆頭的側(cè)面，通常只分布在1/4圓周范圍 內(nèi)，能將領(lǐng)眼擴大為工藝設(shè)計要求直徑的井眼。雙心鉆頭整體結(jié)構(gòu)為偏心設(shè)計，從而導(dǎo)致這 類擴眼工具受力不平衡，鉆進過程中易造成下部鉆具組合的振動，還可能造成嚴(yán)重的井斜?？蓜右頂U眼器按照擴眼體的不同劃分為臂式擴眼器和塊式擴眼器兩種。臂式擴眼 器的擴眼體通常依靠銷軸固定在本體上，可繞固定軸在一定角度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，擴眼體張開 后，形如張開的雙臂；塊式擴眼器的擴眼體呈楔狀，不能旋轉(zhuǎn)，可在液壓或機械推力作用下 突出或縮入本體中。由于采用了彈簧等易損件，臂式擴眼器的啟閉動作容易受到鉆井液性 能特別是固相含量的影響；塊式擴眼器的刀翼加工精度要求較高，此外，由于塊體尺寸受到 本體壁厚的限制，擴眼體徑向尺寸較小，因而只能將領(lǐng)眼擴大25%左右。此外，固定翼擴眼器和絕大部分可動翼擴眼器完成擴眼作業(yè)后必須起鉆，更換常 規(guī)鉆具后才能繼續(xù)鉆進。綜上，現(xiàn)有擴眼器自身結(jié)構(gòu)仍不夠完善，難以完全滿足鉆井工程需求，仍需根據(jù)實 際需要改進設(shè)計，探索更為合理的結(jié)構(gòu)形式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種全液壓擴眼器，能將領(lǐng)眼擴大為滿足工藝設(shè)計要求的 井徑；擴眼完成后，擴眼刀翼8在液壓作用下收回殼體1內(nèi)，勿需起鉆即可繼續(xù)正常鉆進。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是全液壓擴眼器，主要由殼體、心軸、圓柱銷、擴眼刀翼、 密封限位環(huán)、剪銷、心軸座、下接頭組成，其特征在于在圓筒形殼體的內(nèi)腔有心軸；心軸主要由心軸活塞、心軸短節(jié)、心軸帽、主噴嘴和主噴嘴壓蓋組成。心軸活塞有 中心孔，心軸活塞外壁為階梯形柱體，心軸活塞上端外壁為圓柱體形，心軸活塞上端圓柱體 外壁與殼體上端中心孔滑動配合；心軸活塞中部外壁為正三棱柱體，在正三棱柱體的三個 平面上分別有與齒輪配合的齒條。心軸活塞中部外壁與殼體內(nèi)的正三棱柱面滑動配合；心 軸活塞的下端外壁為圓柱體形，心軸活塞的下端圓柱體外壁與殼體的內(nèi)壁滑動配合，在心軸活塞的下端有螺紋，心軸活塞下端螺紋連接有心軸短節(jié)，心軸短節(jié)為圓柱體形有中心孔，心軸短節(jié)外壁與殼體之間有環(huán)形空間。在心軸短節(jié)與殼體之間的環(huán)形空間內(nèi)有一個圓環(huán)形 密封限位環(huán)，在殼體上有螺栓孔，通過螺栓將密封限位環(huán)固定在心軸短節(jié)與殼體之間的環(huán) 形空間內(nèi)。心軸中心孔與環(huán)形空間之間有聯(lián)通孔，聯(lián)通孔在心軸短節(jié)或心軸活塞上。在心 軸短節(jié)的下端外壁套有心軸帽，并通過剪銷將心軸帽固定在心軸短節(jié)的下端；心軸帽有階 梯形中心孔，在心軸帽階梯中心孔內(nèi)固定有主噴嘴，在主噴嘴的上端面上有主噴嘴壓蓋，主 噴嘴壓蓋有中心孔，心軸短節(jié)的下端面壓在主噴嘴壓蓋的上部；心軸帽的壁上有旁通孔，旁 通孔被心軸短節(jié)封閉。在殼體的下端有內(nèi)螺紋，在殼體下端螺紋固定有下接頭，下接頭下端能與領(lǐng)眼鉆 頭相連。下接頭上端固定有心軸座。心軸座有中心孔，心軸座與殼體內(nèi)壁之間有環(huán)形空間， 心軸座有橫向鉆井液流通孔，橫向鉆井液流通孔的位置與心軸座和殼體之間的環(huán)形空間相 對。殼體壁上沿圓周方向均布有三個矩形窗孔，矩形窗孔的位置與心軸活塞中部正三 棱柱體相對，矩形窗孔中通過圓柱銷安裝有矩形擴眼刀翼，擴眼刀翼可繞銷旋轉(zhuǎn)。擴眼刀翼 的外端有PDC切削齒，擴眼刀翼內(nèi)端有不完整齒輪，擴眼刀翼的不完整齒輪與心軸活塞中 部正三棱柱體上的齒條嚙合。所述的殼體上每兩個矩形窗孔之間有鉆井液返排槽。所述的主噴嘴壓蓋中心孔上端有倒角，投入的鋼球能座封在主噴嘴壓蓋上形成密 封。所述的擴眼刀翼上裝有兩排PDC切削齒，切削齒為直線布置。兩排齒之間開有排 屑槽。擴眼刀翼外緣呈圓弧面并固定有硬質(zhì)合金塊。所述的心軸活塞上端外壁有兩個半圓弧形的環(huán)形凹槽，兩道環(huán)形凹槽的間距與心 軸的行程距離相等。在殼體上有的四個限位孔，限位孔的外端有螺紋，每個限位孔內(nèi)有一個 鋼球，鋼球的一半在環(huán)形凹槽內(nèi)；在限位孔有限位彈簧壓緊鋼球。限位彈簧的外端螺紋固定 有彈簧壓蓋。調(diào)整限位壓蓋旋入深度即可調(diào)整限位彈簧對限位鋼球的壓緊力。在殼體的壁上有三個側(cè)噴嘴，側(cè)噴嘴在擴眼刀翼的下方，側(cè)噴嘴由孔用彈簧擋圈 固定在殼體的斜孔內(nèi)，側(cè)噴嘴噴出的鉆井液能清洗和冷卻擴眼刀翼。殼體斜孔的內(nèi)端與心 軸活塞下端圓柱體相對，起到密封作用；在心軸活塞下端圓柱體上有橫向孔，心軸活塞下端 圓柱體上有環(huán)形槽，環(huán)形槽將橫向孔外端聯(lián)通，環(huán)形槽到殼體斜孔內(nèi)端的距離與心軸的行 程距離相等。在殼體上通過螺栓固定有三個扇形限位擋塊，三個限位擋塊的位置分別在三個矩 形窗孔的上部。限位擋塊的硬度稍小于擴眼刀翼，以保證二者之間緊密貼合。限位擋塊由 螺栓固定在殼體的外壁上，一旦磨損，可進行更換。為了提高殼體與心軸活塞密封性，在心軸活塞上端外壁上有上密封圈；在心軸活 塞下端外壁上有下密封圈；為提高密封限位環(huán)內(nèi)壁與心軸短節(jié)外壁之間的密封性，在密封 限位環(huán)內(nèi)壁上有內(nèi)密封圈；為提高密封限位環(huán)外壁與殼體內(nèi)壁之間的密封性，在密封限位 環(huán)外壁上有外密封圈。簡述全液壓擴眼器的工作原理。參閱圖2。當(dāng)一定流量的鉆井液流過主噴嘴15時，由于節(jié)流效應(yīng)，噴嘴上下產(chǎn)生壓力差。由壓力差產(chǎn)生的液壓力首先作用于心軸帽14上，通過心軸帽14上的剪銷12將作用 力傳遞到心軸活塞2上。心軸活塞2頂部限位凹槽中的四只限位鋼球3被推開，心軸活塞2 下行直至擴眼刀翼8完全開啟。此時，心軸活塞2頂部的小剛球3將進入心軸活塞2頂部 的另一個(上部)限位凹槽中，使心軸活塞2定位。同時，由于心軸活塞2的下行，心軸活 塞2中部的橫向孔與殼體1上的側(cè)噴嘴9流道連通。部分鉆井液經(jīng)側(cè)噴嘴9流向擴眼刀翼 8，起到攜巖和冷卻的作用。鉆柱旋轉(zhuǎn)，擴眼刀翼8進行擴眼。
完成預(yù)定擴眼任務(wù)后，向鉆柱內(nèi)投入一個鋼球。參閱圖3。鋼球進入擴眼器后將座 封于主噴嘴壓蓋13上，鋼球與主噴嘴壓蓋13形成密封，阻擋了全部流向鉆頭的鉆井液，迫 使鉆井液流向側(cè)噴嘴9。側(cè)噴嘴9流量瞬間增大，鉆井液壓力隨之驟然升高。升高的液壓力 作用于心軸活塞2上，而心軸活塞2下部截面積較大，上部面積較小，故產(chǎn)生向上的液壓力。 液壓力達到一定程度時，連接心軸帽14和心軸短節(jié)10的剪銷12被剪斷，心軸活塞2在液 壓力推動下向上行，擴眼刀翼8隨心軸活塞2的向上運動而向內(nèi)旋轉(zhuǎn)，收回殼體1內(nèi)；另一 方面，心軸活塞2上行至極限位置時，心軸活塞2頂部的限位鋼球3將壓入原(下部)限位 凹槽中，促使心軸活塞2定位；側(cè)噴嘴9則因流道的關(guān)閉而不再流通鉆井液。參閱圖4。同時，剪銷12斷開后，心軸帽14在液壓作用下迅速向下運動并座于心 軸座16上，心軸帽14側(cè)壁的旁通孔露出并與心軸活塞2中心孔連通，鉆井液經(jīng)由心軸帽14 和心軸座16上的橫向鉆井液流通孔流向鉆頭，使正常鉆井作業(yè)得以實現(xiàn)。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明全液壓擴眼器的主要特征如下(1)本發(fā)明下至指定深度后旋轉(zhuǎn)鉆柱并加大泵排量，擴眼刀翼張開，即可開始擴 眼；擴眼完成后，投球后擴眼刀翼收回；擴眼結(jié)束后勿需起鉆，能繼續(xù)正常鉆進，節(jié)省鉆時；(2)心軸的運動完全由液壓控制，不使用彈簧，提高裝置工作壽命；(3)使用剪銷保證擴眼刀翼在工作過程中不發(fā)生錯誤動作；(4)擴眼作業(yè)以投球中止，信號明確；投球后，幾乎全部的泵量都被用于推動活塞 心軸動作，可靠性好；(5)更換殼體上的側(cè)噴嘴，能保證擴眼器在不同泵量下維持穩(wěn)定的工作狀態(tài)；更 換心軸上的主噴嘴即可改變鉆頭與擴眼器的水力能量分配，提高了工具對環(huán)境的適應(yīng)性。


圖1是本發(fā)明全液壓擴眼器結(jié)構(gòu)剖面示意圖。圖2是擴眼器處于擴眼工作狀態(tài)示意圖。圖3是投入鋼球后，擴眼器由工作狀態(tài)轉(zhuǎn)為休眠狀態(tài)的過渡狀態(tài)示意圖。圖4是剪銷12斷開后擴眼刀翼8收回，擴眼器進入了休眠狀態(tài)示意圖。箭頭所指 代方向是鉆井液流動的方向。圖中，1.殼體，2.心軸活塞，3.限位鋼球，4.限位彈簧，5.彈簧壓蓋，6.限位擋塊， 7.圓柱銷，8.擴眼刀翼，9.側(cè)噴嘴，10.心軸短節(jié)，11.密封限位環(huán)，12.剪銷，13.主噴嘴壓 蓋，14.心軸帽，15.主噴嘴，16.心軸座，17.下接頭，18.內(nèi)密封圈，19.螺栓，20.外密封圈， 21.下密封圈，22.螺栓，23.上密封圈。
具體實施方式

實施例1 以一個全液壓擴眼器為例，對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明。參閱圖1。全液壓擴眼器，主要由殼體1、心軸、圓柱銷7、擴眼刀翼8、密封限位環(huán) 11、剪銷12、心軸座16、下接頭17組成，其特征在于在圓筒形殼體1的內(nèi)腔有心軸；心軸主要由心軸活塞2、心軸短節(jié)10、心軸帽14、主噴嘴15和主噴嘴壓蓋13組成。 心軸活塞2有中心孔，心軸活塞2外壁為階梯形柱體，心軸活塞2上端外壁為圓柱體形，心 軸活塞2上端圓柱體外壁與殼體1上端中心孔滑動配合；心軸活塞2上端外壁有兩個半圓 弧形的環(huán)形凹槽，兩道環(huán)形凹槽的間距與心軸的行程距離相等。在殼體1上有的四個限位 ？L，限位孔的外端有螺紋，每個限位孔內(nèi)有一個鋼球3，鋼球3的一半在環(huán)形凹槽內(nèi)；在限位 孔有限位彈簧4壓緊鋼球3。限位彈簧4的外端螺紋固定有彈簧壓蓋5。在心軸活塞2上 端外壁上有一道上密封圈23。心軸活塞2中部外壁為正三棱柱體，在正三棱柱體的三個平面上分別有與齒輪配 合的齒條。心軸活塞2中部外壁與殼體1內(nèi)的正三棱柱面滑動配合；心軸活塞2的下端外壁為圓柱體形，心軸活塞2的下端圓柱體外壁與殼體1的內(nèi) 壁滑動配合，在心軸活塞2下端外壁上有下密封圈21。在心軸活塞2的下端有螺紋，心軸 活塞2下端螺紋連接有心軸短節(jié)10，心軸短節(jié)10為圓柱體形有中心孔，心軸短節(jié)10外壁 與殼體1之間有環(huán)形空間。在心軸短節(jié)10與殼體1之間的環(huán)形空間內(nèi)有一個圓環(huán)形密封 限位環(huán)11，在殼體1上有螺栓孔，通過螺栓19將密封限位環(huán)11固定在心軸短節(jié)10與殼體 1之間的環(huán)形空間內(nèi)。在密封限位環(huán)11內(nèi)壁上有兩道內(nèi)密封圈18 ；在密封限位環(huán)11外壁 上有兩道外密封圈20。心軸中心孔與環(huán)形空間之間有四個聯(lián)通孔，聯(lián)通孔在心軸活塞2下 端，即在環(huán)形空間的上端部。在心軸短節(jié)10的下端外壁套有心軸帽14，并通過剪銷12將心軸帽14固定在心軸 短節(jié)10的下端；心軸帽14有階梯形中心孔，在心軸帽14階梯中心孔內(nèi)固定有主噴嘴15， 在主噴嘴15的上端面上有主噴嘴壓蓋13，主噴嘴壓蓋13有中心孔，主噴嘴壓蓋13中心孔 上端有45度倒角。心軸短節(jié)10的下端面壓在主噴嘴壓蓋13的上部；心軸帽14的壁上有 旁通孔。在殼體1的下端有內(nèi)螺紋，在殼體下端螺紋固定有下接頭17，下接頭17上端固定 有心軸座16。心軸座16有中心孔，心軸座16與殼體1內(nèi)壁之間有環(huán)形空間，心軸座16有 橫向鉆井液流通孔，橫向鉆井液流通孔的位置與心軸座16和殼體1之間的環(huán)形空間相對。殼體1壁上沿圓周方向均布有三個矩形窗孔，在三個矩形窗孔的上部通過螺栓22 固定有三個扇形限位擋塊6。矩形窗孔的位置與心軸活塞2中部正三棱柱體相對，矩形窗孔 中通過圓柱銷7安裝有矩形擴眼刀翼8，擴眼刀翼8的外端有兩排PDC切削齒，切削齒為直線 布置。兩排齒之間開有排屑槽。擴眼刀翼8外緣呈圓弧面并固定有硬質(zhì)合金塊。擴眼刀翼8 內(nèi)端有不完整齒輪，擴眼刀翼8的不完整齒輪與心軸活塞2中部正三棱柱體上的齒條嚙合。在殼體1的壁上有三個側(cè)噴嘴9，側(cè)噴嘴9在擴眼刀翼8的下方，側(cè)噴嘴9由孔用 彈簧擋圈固定在殼體1的斜孔內(nèi)，殼體1斜孔的內(nèi)端與心軸活塞2下端圓柱體相對；在心軸 活塞2下端圓柱體上有橫向孔，心軸活塞2下端圓柱體上有環(huán)形槽，環(huán)形槽將橫向孔外端聯(lián) 通，環(huán)形槽到殼體1斜孔內(nèi)端的距離與心軸的行程距離相等。心軸的行程距離是指心軸向 下運動，心軸帽14下端面與心軸座16接觸，心軸所運動的距離，即心軸帽14下端面與心軸座16上端接觸面之間的距離。
殼體1上每兩個矩形窗孔之間有一道鉆井液返排槽。簡述各部件裝配過程。參閱圖1。(1)心軸帽14的裝配主噴嘴15座于心軸帽14下端內(nèi)腔中，輔以必要的密封；主 噴嘴壓蓋13旋入心軸帽14下端內(nèi)螺紋中，壓住主噴嘴15。(2)心軸的裝配心軸短節(jié)10上端外螺紋旋入心軸活塞2下端內(nèi)螺紋；環(huán)形的密 封限位環(huán)11套于心軸短節(jié)10外壁上；心軸短節(jié)10下端插入心軸帽14上端中心孔中，用兩個剪銷12將心軸短節(jié)10與 心軸帽14 二者固定為一體。(3)心軸裝入殼體1 心軸由殼體1中心孔下端裝入，平穩(wěn)地向上端推動，直至心軸 活塞2緊密接觸殼體1內(nèi)腔的臺肩；4個限位鋼球3和限位彈簧4放入殼體1上端的限位 孔中，限位鋼球3有一半球體進入心軸活塞2的下一排凹槽中，由彈簧壓蓋5壓緊限位彈簧 4。限位鋼球3限制心軸活塞2軸向運動；4個螺栓19由殼體1上的螺孔旋入，4個螺栓19 并插入密封限位環(huán)11的環(huán)形槽中，限制密封限位環(huán)11軸向運動。(4)下接頭17與殼體1連接心軸座16旋入下接頭17上端中心孔內(nèi)；然后將下 接頭17旋入殼體1的下端。本發(fā)明的使用方法為參閱圖2，當(dāng)全液壓擴眼器下入預(yù)定位置后，地面泵未開動時，擴眼刀翼8處于關(guān) 閉狀態(tài)；開泵循環(huán)后，逐漸加大流量清洗井筒；不施加鉆壓，保持平穩(wěn)轉(zhuǎn)速80 lOOrpm。流 量達到30L/s時，主噴嘴15上下的壓差將達到IMPa左右，由于此時液壓力不足以剪斷剪銷 12，但可以推開四只限位鋼球3，故整個心軸在心軸帽14帶動下向下運動，擴眼刀翼8隨之 緩慢張開，不斷切削井壁，造出井壁臺階。心軸帽14接觸心軸座16并壓緊后，擴眼刀翼8 完全張開。這一過程可能持續(xù)30 50mi η。刀翼完全張開的同時，側(cè)噴嘴9與心軸內(nèi)中心 孔連通，鉆井液流動阻力減小，故泵壓將會突然降低。檢測到泵壓的變化后即認(rèn)為擴眼器進 入工作狀態(tài)。這時可緩慢、平穩(wěn)施加鉆壓，控制在6 8t范圍內(nèi)，開始擴眼鉆進過程。參閱圖3，擴眼結(jié)束后，由地面向鉆桿中投入一個鋼球。鋼球進入擴眼器后座封于 主噴嘴壓蓋13上，鋼球與壓蓋形成密封，阻擋了全部流向鉆頭的鉆井液，迫使鉆井液流向 側(cè)噴嘴9。側(cè)噴嘴9流量瞬間增大，壓降隨之驟然升高，可達4 6MPa。升高的液壓力推動 心軸活塞2向上運動。參閱圖4，液壓力達到一定程度時，連接心軸帽14和心軸短節(jié)10的剪銷12被剪 斷，心軸活塞2在液壓力推動下向上行，擴眼刀翼8隨心軸活塞2的向上運動而向內(nèi)旋轉(zhuǎn)， 收回殼體1內(nèi)。心軸活塞2上行至極限位置時，心軸活塞2頂部的限位鋼球3將壓入凹槽 中，促使心軸活塞2定位；側(cè)噴嘴9則因流道的關(guān)閉而不再流通鉆井液。另一方面，剪銷12 斷開后，心軸帽14在液壓作用下迅速向下運動并座于心軸座16上，心軸帽14側(cè)壁的旁通 孔露出并與心軸中心孔連通，鉆井液經(jīng)心軸帽14旁通孔再經(jīng)心軸座16上的橫向鉆井液流 通孔流入下接頭17中心孔，最后流向下部工作鉆頭，此時擴眼器進入休眠狀態(tài)。此時全部 鉆井液流向鉆頭，即可開始正常鉆進過程。實際使用過程中，本發(fā)明可與領(lǐng)眼鉆頭連接，實現(xiàn)隨鉆擴眼；也可與導(dǎo)眼工具連 接，僅用于擴眼施工。
權(quán)利要求
1.一種全液壓擴眼器，主要由殼體(1)、心軸、圓柱銷(7)、擴眼刀翼(8)、密封限位環(huán) (11)、剪銷(12)、心軸座(16)、下接頭(17)組成，其特征在于在圓筒形殼體(1)的內(nèi)腔有 心軸；心軸主要由心軸活塞(2)、心軸短節(jié)(10)、心軸帽(14)、主噴嘴(15)和主噴嘴壓蓋 (13)組成；心軸活塞(2)有中心孔，心軸活塞(2)外壁為階梯形柱體，心軸活塞(2)上端外 壁為圓柱體形，心軸活塞(2)上端圓柱體外壁與殼體(1)上端中心孔滑動配合；心軸活塞 (2)中部外壁為正三棱柱體，在正三棱柱體的三個平面上分別有與齒輪配合的齒條；心軸 活塞(2)中部外壁與殼體(1)內(nèi)的正三棱柱面滑動配合；心軸活塞(2)的下端外壁為圓柱 體形，心軸活塞(2)的下端圓柱體外壁與殼體(1)的內(nèi)壁滑動配合，在心軸活塞(2)的下端 有螺紋，心軸活塞(2)下端螺紋連接有心軸短節(jié)(10)，心軸短節(jié)(10)為圓柱體形有中心孔， 心軸短節(jié)(10)外壁與殼體(1)之間有環(huán)形空間；在心軸短節(jié)(10)與殼體(1)之間的環(huán)形 空間內(nèi)有一個圓環(huán)形密封限位環(huán)(11)，在殼體(1)上有螺栓孔，通過螺栓(19)將密封限位 環(huán)(11)固定在心軸短節(jié)(10)與殼體(1)之間的環(huán)形空間內(nèi)；心軸中心孔與環(huán)形空間之間 有聯(lián)通孔，聯(lián)通孔在心軸短節(jié)(10)或心軸活塞(2)上；在心軸短節(jié)(10)的下端外壁套有心 軸帽(14)，并通過剪銷(12)將心軸帽(14)固定在心軸短節(jié)(10)的下端；心軸帽(14)有 階梯形中心孔，在心軸帽(14)階梯中心孔內(nèi)固定有主噴嘴(15)，在主噴嘴(15)的上端面上 有主噴嘴壓蓋(13)，主噴嘴壓蓋(13)有中心孔，心軸短節(jié)(10)的下端面壓在主噴嘴壓蓋 (13)的上部；心軸帽(14)的壁上有旁通孔；在殼體(1)的下端有內(nèi)螺紋，在殼體下端螺紋固定有下接頭(17)，下接頭(17)上端固 定有心軸座(16)；心軸座(16)有中心孔，心軸座(16)與殼體(1)內(nèi)壁之間有環(huán)形空間，心 軸座(16)有橫向鉆井液流通孔，橫向鉆井液流通孔的位置與心軸座(16)和殼體(1)之間 的環(huán)形空間相對；殼體(1)壁上沿圓周方向均布有三個矩形窗孔，矩形窗孔的位置與心軸活塞(2)中部 正三棱柱體相對，矩形窗孔中通過圓柱銷(7)安裝有矩形擴眼刀翼(8)，擴眼刀翼(8)的外 端有PDC切削齒，擴眼刀翼(8)內(nèi)端有不完整齒輪，擴眼刀翼(8)的不完整齒輪與心軸活塞 (2)中部正三棱柱體上的齒條嚙合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全液壓擴眼器，其特征是所述的殼體(1)上每兩個矩形窗 孔之間有鉆井液返排槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全液壓擴眼器，其特征是所述的主噴嘴壓蓋(13)中心孔上 端有倒角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全液壓擴眼器，其特征是所述的擴眼刀翼(8)上裝有兩排 PDC切削齒，切削齒為直線布置，兩排齒之間開有排屑槽，擴眼刀翼(8)外緣呈圓弧面并固 定有硬質(zhì)合金塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的全液壓擴眼器，其特征是所述的心軸活塞(2)上 端外壁有兩個半圓弧形的環(huán)形凹槽，兩道環(huán)形凹槽的間距與心軸的行程距離相等；在殼體 ⑴上有的四個限位孔，限位孔的外端有螺紋，每個限位孔內(nèi)有一個鋼球(3)，鋼球(3)的一 半在環(huán)形凹槽內(nèi)；在限位孔有限位彈簧(4)壓緊鋼球(3)，限位彈簧(4)的外端螺紋固定有 彈簧壓蓋(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的全液壓擴眼器，其特征是在殼體(1)的壁上有三個側(cè)噴嘴(9)，側(cè)噴嘴(9)在擴眼刀翼(8)的下方，側(cè)噴嘴(9)由孔用彈簧擋圈固定在殼體 ⑴的斜孔內(nèi)，殼體⑴斜孔的內(nèi)端與心軸活塞⑵下端圓柱體相對；在心軸活塞⑵下端 圓柱體上有橫向孔，心軸活塞(2)下端圓柱體上有環(huán)形槽，環(huán)形槽將橫向孔外端聯(lián)通，環(huán)形 槽到殼體(1)斜孔內(nèi)端的距離與心軸的行程距離相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的全液壓擴眼器，其特征是在殼體(1)上通過螺栓 (22)固定有三個扇形限位擋塊(6)，三個限位擋塊(6)的位置分別在三個矩形窗孔的上部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的全液壓擴眼器，其特征是在心軸活塞(2)上端外 壁上有上密封圈(23)；在心軸活塞(2)下端外壁上有下密封圈(21)；在密封限位環(huán)(11)內(nèi) 壁上有內(nèi)密封圈(18)；在密封限位環(huán)(11)外壁上有外密封圈(20)。
全文摘要
一種全液壓擴眼器，應(yīng)用于油氣勘探開發(fā)的鉆井和擴眼作業(yè)領(lǐng)域。心軸活塞外壁為階梯形柱體，心軸活塞下端螺紋連接有心軸短節(jié)；在心軸短節(jié)與殼體之間的環(huán)形空間內(nèi)有圓環(huán)形密封限位環(huán)；在心軸短節(jié)的下端外壁套有心軸帽，在心軸帽階梯中心孔內(nèi)固定有主噴嘴和主噴嘴壓蓋；心軸帽的壁上有旁通孔；在殼體下端固定有下接頭，下接頭上端固定有心軸座；殼體壁上沿圓周方向均布有三個矩形窗孔，矩形窗孔中通過圓柱銷安裝有矩形擴眼刀翼，擴眼刀翼內(nèi)端有不完整齒輪，擴眼刀翼的不完整齒輪與心軸活塞中部正三棱柱體上的齒條嚙合。旋轉(zhuǎn)鉆柱并加大泵排量擴眼刀翼張開，即可開始擴眼；擴眼完成后，投球后擴眼刀翼收回；擴眼結(jié)束后繼續(xù)正常鉆進，節(jié)省鉆時。
文檔編號E21B10/32GK102003146SQ20101053524
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月4日
發(fā)明者劉洋, 尹洪偉, 朱英杰, 王雪, 紀(jì)友哲, 耿莉, 賈濤, 郭慧娟, 韓飛, 馬汝濤 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團鉆井工程技術(shù)研究院