CN109236189B - 一种井下随钻扩眼器 - Google Patents

一种井下随钻扩眼器 Download PDF

Info

Publication number
CN109236189B
CN109236189B CN201811242373.4A CN201811242373A CN109236189B CN 109236189 B CN109236189 B CN 109236189B CN 201811242373 A CN201811242373 A CN 201811242373A CN 109236189 B CN109236189 B CN 109236189B
Authority
CN
China
Prior art keywords
piston
drilling
indexing mechanism
outer cylinder
joint
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811242373.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109236189A (zh
Inventor
田家林
胡学华
杨琳
何虹志
杨应林
李居瑞
朱志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuqi Jianming Industry and Trade Co.,Ltd.
Original Assignee
Southwest Petroleum University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Petroleum University filed Critical Southwest Petroleum University
Priority to CN201811242373.4A priority Critical patent/CN109236189B/zh
Publication of CN109236189A publication Critical patent/CN109236189A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109236189B publication Critical patent/CN109236189B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/26—Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers
    • E21B10/32—Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers with expansible cutting tools
    • E21B10/322—Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers with expansible cutting tools cutter shifted by fluid pressure
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/28—Enlarging drilled holes, e.g. by counterboring

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

本发明涉及一种井下随钻扩眼器，包括上接头、本体和下接头。所述的上接头通过螺纹连接在本体上端，下接头通过螺纹连接在本体下端，当高压钻井液从中心管下部周向小孔进入到转位机构上端与下活塞b间的空腔中，在钻井液压力作用下，转位机构开启并向下移动，使钻井液能从中心管的周向小孔到达下活塞a下端，推动上活塞a向上运动，进而推动刀翼绕着销钉b向外转动，展开刀翼，然后在钻柱的旋转作用下，刀翼获得一个足够大的扭矩，从而进行扩眼作业。本发明的一种井下随钻扩眼器能够进行随钻扩眼，提升钻井效率，适宜在井眼缩径、井眼不规则或下套管周向空间窄小的情况下开展扩眼作业。

Description

一种井下随钻扩眼器
技术领域
本发明涉及一种用于石油天然气开采的井下随钻扩眼器，尤其是适用于井眼缩径、井眼不规则或下套管周向空间窄小等情况。
背景技术
在石油天然气的开发钻井过程中，钻井的深度逐步加深，钻井面临越来越多的复杂井身结构和复杂地层结构，遇到的问题也越来越复杂。由于井壁不稳和受地层挤压等原因，经常会遇到井眼直径缩小，导致钻井过程难以继续与水平井眼缩小等问题。常规的方法只能在钻井过程中或者起下钻时进行长时间的划眼操作，已达到去除缩径与修壁的目的，这会耗费大量的人力、物力和时间。因此，现有技术中，需要使用扩眼器来进行扩眼作业。该工具一般用于钻易斜与易缩径的地层，能够在油气钻井的同时进行扩眼。
在石油套管完井过程中，裸眼段尺寸大小直接影响到固井套管是否能够下入到位，通过对裸眼段的扩孔，增大裸眼段直径可以使套管顺利下入。在下部砾石填充的完井中，通过加大裸眼段的直径，加大了砾石填充体积，能够提高完井质量。加大裸眼段的直径还可以增加固井水泥环直径，提高固井质量。由此可见，加大裸眼段的直径是钻井过程中一项很重要的工作，该项工作需要一种专门的工具来完成，那就是扩眼器。目前，扩眼器存在服务费用高、扩眼效率低以及工作安全性差等方面的不足，为了提高井下扩眼作业的安全性与稳定性，研发新型扩眼器是必然的发展方向。所以，进一步研究扩眼器对于提高我国的油气开采效率以及降低成本等方面具有很大的意义。
发明内容
为了探索解决背景技术中所述的在油气开发钻井过程中，提升在易斜与易缩径地层钻井时的开采效率，本发明提供了一种井下随钻扩眼器。本发明的扩眼器工作时，高压钻井液从中心管下部4个均布的周向小孔进入到转位机构上端与下活塞b之间的空腔中，在钻井液压力的作用下，转位机构被开启并向下移动，使高压钻井液能够从中心管的周向小孔到达下活塞a下端，继而推动上活塞a向上移动，推动刀翼能够绕着销钉b向外转动，刀翼展开。在钻柱的旋转作用下，刀翼获得一个足够大的转矩，开始扩眼作业。
本发明的技术方案是：所述的一种井下随钻扩眼器包括上接头、本体、下接头，上接头通过螺纹连接在本体上端，本体下端通过螺纹连接有下接头，在外筒上端与上接头的下端之间安装有上防掉环，在外筒下端与下接头的上端之间安装有下防掉环；所述本体包括外筒、上端弹簧、上活塞、下活塞a、下活塞b、销钉a、下端弹簧、下防掉环、O型密封圈a、旁通阀、转位机构、O型密封圈b、喷嘴、O型密封圈c、销钉b、刀翼、O型密封圈d以及中心管，在中心管上，从上到下依次安装有上防掉环、上端弹簧、上活塞、下活塞a、下活塞b、转位机构；刀翼通过销钉b连接在外筒上，刀翼的开关控制部位置于上活塞与下活塞a之间，刀翼可绕着销钉b转动；高压钻井液从中心管下部的周向小孔进入转位机构上端与下活塞b之间的空腔中，在钻井液压力的作用下，转位机构开启并向下移动，使得钻井液能够从中心管的周向小孔到达下活塞a下端，继而推动下活塞a向上移动，推动刀翼能够绕着销钉b向外转动，刀翼展开；外筒与下活塞b通过销钉a固定连接在一起，销钉a末端伸入到转位机构外壁槽内，控制转位机构的极限位移，在转位机构的下部与下防掉环之间设置有下端弹簧；当扩眼器停止扩眼时，使用常规泵压的钻井液，转位机构在下端弹簧弹力的作用下向上移动，关闭钻井液从中心管周向小孔到下活塞a下端的通道，转位机构关闭；在本体上部和下部内外壁通道口处都安装有旁通阀；在外筒上，下活塞a与下活塞b之间液压腔处设置有喷嘴；在上活塞上端与上防掉环之间的钻井液压力和上端弹簧弹力的共同作用下，推动刀翼绕着销钉b向内转动，同时下活塞a向下移动，收回刀翼，扩眼器复位。所述刀翼采用双排齿结构，在其中心开设排屑槽，并且两排齿相互交错分布；在中心管下部周向均布4个小孔；在外筒的上部与下部都均布3个旁通阀；4个喷嘴呈900均匀分布在外筒圆周上；3个刀翼呈1200均匀分布在外筒圆周上。
本发明的有益效果是：(1)扩眼器开启与关闭采用转位机构控制，控制效率高、反应迅速、工作稳定性高，并且在不进行扩眼作业时，转位机构可以起到限位作用，让活塞入口保持关闭状态；(2)***顶端和底端都设置有防掉装置，保证***在发生故障时的***稳性，防止零件掉落井底；(3)刀翼采用双排齿结构，在其中心开设排屑槽，并且两排齿相互交错分布，有利于扩眼作业与排屑。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是下活塞b的结构示意图。
图3是转位机构的结构示意图。
图4是刀翼的结构示意图。
图中1.上接头，2.上防掉环，3.外筒，4.上端弹簧，5.上活塞，6.下活塞a，7.下活塞b，8.销钉a，9.下端弹簧，10.下防掉环，11.下接头，12.O型密封圈a，13.旁通阀，14.转位机构，15.O型密封圈b，16.喷嘴，17.O型密封圈c，18.销钉b，19.刀翼，20.O型密封圈d，21.中心管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
参见附图1，一种井下随钻扩眼器包括上接头1、本体、下接头11，上接头1通过螺纹连接在本体上端，本体下端通过螺纹连接有下接头11，在外筒3上端与上接头1的下端之间安装有上防掉环2，在外筒3下端与下接头11的上端之间安装有下防掉环10；所述本体包括外筒3、上端弹簧4、上活塞5、下活塞a6、下活塞b7、销钉a8、下端弹簧9、下防掉环10、O型密封圈a12、旁通阀13、转位机构14、O型密封圈b15、喷嘴16、O型密封圈c17、销钉b18、刀翼19、O型密封圈d20以及中心管21，在中心管21上，从上到下依次安装有上防掉环2、上端弹簧4、上活塞5、下活塞a6、下活塞b7、转位机构14；刀翼19通过销钉b18连接在外筒3上，刀翼19的开关控制部位置于上活塞5与下活塞a6之间，刀翼19可绕着销钉b18转动；高压钻井液从中心管21下部的周向小孔进入转位机构14上端与下活塞b7之间的空腔中，在钻井液压力的作用下，转位机构14开启并向下移动，使得钻井液能够从中心管21的周向小孔到达下活塞a6下端，继而推动下活塞a6向上移动，推动刀翼19能够绕着销钉b18向外转动，刀翼19展开；外筒3与下活塞b7通过销钉a8固定连接在一起，销钉a8末端伸入到转位机构14外壁槽内，控制转位机构14的极限位移；在转位机构14的下部与下防掉环10之间设置有下端弹簧9；当扩眼器停止扩眼时，使用常规泵压的钻井液，转位机构14在下端弹簧9弹力的作用下向上移动，关闭钻井液从中心管21周向小孔到下活塞a6下端的通道，转位机构14关闭；在外筒3上部和下部内外壁通道口处都安装有旁通阀13；在外筒3上，下活塞a6与下活塞b7之间液压腔处设置有喷嘴16；在上活塞5上端与上防掉环2之间的钻井液压力和上端弹簧4弹力的共同作用下，推动刀翼19绕着销钉b18向内转动，同时下活塞a6向下移动，收回刀翼19，扩眼器复位。所述刀翼19采用双排齿结构，在其中心开设排屑槽，并且两排齿相互交错分布；在中心管21下部周向均布4个小孔；在外筒3的上部与下部都均布3个旁通阀13；4个喷嘴16呈900均匀分布在外筒3圆周上；3个刀翼19呈1200均匀分布在外筒3圆周上。

Claims (2)

1.一种井下随钻扩眼器，其特征在于：所述的一种井下随钻扩眼器包括上接头(1)、本体、下接头(11)，上接头(1)通过螺纹连接在本体上端，本体下端通过螺纹连接有下接头(11)，在外筒(3)上端与上接头(1)的下端之间安装有上防掉环(2)，在外筒(3)下端与下接头(11)的上端之间安装有下防掉环(10)；所述本体包括外筒(3)、上端弹簧(4)、上活塞(5)、下活塞a(6)、下活塞b(7)、销钉a(8)、下端弹簧(9)、下防掉环(10)、O型密封圈a(12)、旁通阀(13)、转位机构(14)、O型密封圈b(15)、喷嘴(16)、O型密封圈c(17)、销钉b(18)、刀翼(19)、O型密封圈d(20)以及中心管(21)，在中心管(21)上，从上到下依次安装有上防掉环(2)、上端弹簧(4)、上活塞(5)、下活塞a(6)、下活塞b(7)、转位机构(14)，刀翼(19)通过销钉b(18)连接在外筒(3)上，刀翼(19)的开关控制部位置于上活塞(5)与下活塞a(6)之间，刀翼(19)可绕着销钉b(18)转动；高压钻井液从中心管(21)下部的周向小孔进入转位机构(14)上端与下活塞b(7)之间的空腔中，在钻井液压力的作用下，转位机构(14)开启并向下移动，使得钻井液能够从中心管(21)的周向小孔到达下活塞a(6)下端，继而推动下活塞a(6)向上移动，推动刀翼(19)能够绕着销钉b(18)向外转动，刀翼(19)展开；外筒(3)与下活塞b(7)通过销钉a(8)固定连接在一起，销钉a(8)末端伸入到转位机构(14)外壁槽内，控制转位机构(14)的极限位移，在转位机构(14)的下部与下防掉环(10)之间设置有下端弹簧(9)；当扩眼器停止扩眼时，使用常规泵压的钻井液，转位机构(14)在下端弹簧(9)弹力的作用下向上移动，关闭钻井液从中心管(21)周向小孔到下活塞a(6)下端的通道，转位机构(14)关闭；在外筒(3)上部和下部内外壁通道口处都安装有旁通阀(13)；在外筒(3)上，下活塞a(6)与下活塞b(7)之间液压腔处设置有喷嘴(16)；在上活塞(5)上端与上防掉环(2)之间的钻井液压力和上端弹簧(4)弹力的共同作用下，推动刀翼(19)绕着销钉b(18)向内转动，同时下活塞a(6)向下移动，收回刀翼(19)，扩眼器复位。
2.根据权利要求1所述的一种井下随钻扩眼器，其特征在于：刀翼(19)采用双排齿结构，在其中心开设排屑槽，并且两排齿相互交错分布；在中心管(21)下部周向均布4个小孔；在外筒(3)的上部与下部都均布3个旁通阀(13)；4个喷嘴(16)呈900均匀分布在外筒(3)圆周上；3个刀翼(19)呈1200均匀分布在外筒(3)圆周上。
CN201811242373.4A 2018-10-24 2018-10-24 一种井下随钻扩眼器 Active CN109236189B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811242373.4A CN109236189B (zh) 2018-10-24 2018-10-24 一种井下随钻扩眼器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811242373.4A CN109236189B (zh) 2018-10-24 2018-10-24 一种井下随钻扩眼器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109236189A CN109236189A (zh) 2019-01-18
CN109236189B true CN109236189B (zh) 2020-04-21

Family

ID=65081707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811242373.4A Active CN109236189B (zh) 2018-10-24 2018-10-24 一种井下随钻扩眼器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109236189B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110206512B (zh) * 2019-06-24 2021-10-01 西南石油大学 柔性接触式套管内壁清洁工具
CN110656888B (zh) * 2019-09-30 2020-07-28 西南石油大学 一种水力激发伸缩可控式随钻扩眼器
CN112196468B (zh) * 2020-10-15 2022-09-27 东北石油大学 液力驱动随钻扩眼工具
CN113153162B (zh) * 2021-04-28 2024-02-27 深圳新速通石油工具有限公司 一种非投球自由伸缩式随钻扩眼器
CN113585977A (zh) * 2021-08-30 2021-11-02 四川万吉金刚石钻头有限公司 一种扩径钻头
CN115506727B (zh) * 2022-11-08 2023-04-07 大庆市璞庆钻采设备制造有限公司 一种可变径钻具稳定器

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU4883400A (en) * 1999-07-27 2001-02-01 Baker Hughes Incorporated Reusable cutting and milling tool
CN201567961U (zh) * 2009-12-16 2010-09-01 中国石油天然气股份有限公司 一种液压式随钻可变径扩孔装置
CN201843524U (zh) * 2010-11-04 2011-05-25 中国石油天然气集团公司 一种全液压扩眼器
CN104929524A (zh) * 2014-03-22 2015-09-23 王传伟 一种用于扩大井眼直径的工具
CN205858185U (zh) * 2016-06-20 2017-01-04 中国石油化工股份有限公司 一种液压式扩眼器及回收器
CN107218007A (zh) * 2017-08-02 2017-09-29 西南石油大学 齿轮齿条传动实现连续切割不同直径套管的可变径水力割刀
CN107387011A (zh) * 2017-08-02 2017-11-24 西南石油大学 水力推进实现连续切割不同直径套管的井下工具

Also Published As

Publication number Publication date
CN109236189A (zh) 2019-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109236189B (zh) 一种井下随钻扩眼器
CN201106404Y (zh) 套管钻井专用随钻扩眼器
CN103899250B (zh) 一种提高油气井钻井速度的装置
CN109025943A (zh) 一种延时型压裂通道施工方法
CN109973066A (zh) 一种全通径固井压裂装置
CN104080999B (zh) 在钻井的同时进行压裂的方法
CN104169514A (zh) 用于钻取井筒以及地下压裂的钻头
CN109267984A (zh) 一种开启压裂通道的施工方法
CN116335579B (zh) 油田井套管封隔器及不固井喷射自封堵分段压裂方法
CN202381036U (zh) 悬挂式挤注桥塞
CN108179991B (zh) 一种压裂后可打捞桥塞
CN107882515A (zh) 一种套管悬空装置
CN109931030A (zh) 一种可控溶解固井胶塞
CN211474070U (zh) 一种可捞式堵塞器
CN202788741U (zh) 免钻塞完井工具
CN201924878U (zh) 一种半程注水泥完井管柱
CN108952665B (zh) 一种半潜式钻井平台或钻井船的水力割缝装置
RU138113U1 (ru) Долото с раздвигающимися лопастями
CN213807592U (zh) 一种套管段铣用扶正工具
CN201544128U (zh) 水力喷砂切割器
CN111877999B (zh) 连续油管水力喷砂射孔坐封桥塞一体化管柱及施工方法
CN201318157Y (zh) 油溶性非渗透筛管
CN109854177B (zh) 机械式调控的多功能pdc钻头
CN210977391U (zh) 旋流发生器
CN210068075U (zh) 一种可控溶解固井胶塞

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220919

Address after: Room 1413, Building 7, Xinghu 101 Plaza, No. 1101 Xinghu Avenue, Development Zone, Nantong City, Jiangsu Province, 226000

Patentee after: Nantong Xieming Technology Co.,Ltd.

Address before: 610500, Xindu Avenue, Xindu District, Sichuan, Chengdu, 8

Patentee before: SOUTHWEST PETROLEUM University

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240522

Address after: 717600 Yushuping, Wuqi County, Yan'an City, Shaanxi Province

Patentee after: Wuqi Jianming Industry and Trade Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: Room 1413, Building 7, Xinghu 101 Plaza, No. 1101 Xinghu Avenue, Development Zone, Nantong City, Jiangsu Province, 226000

Patentee before: Nantong Xieming Technology Co.,Ltd.

Country or region before: China