一种刀片销轴防掉的钻后扩眼器的制作方法

1.本发明涉及钻井工程技术领域，特别涉及一种刀片销轴防掉的钻后扩眼器。


背景技术：

2.随着深井，小井眼和套管侧钻等复杂钻井的增多，为了增大套管和井壁环空的间隙，提高这种类型井的固井质量，因而井下扩眼作业就显得非常重要，特别是深井、超深井下部小井眼井段的扩眼作业。井下扩眼配套技术是今后开展膨胀管技术的技术基础和准备。对裸眼完井而言，采用井下扩孔技术可增加油藏裸露面积，提高油井采收率。通过井下扩孔技术，可实现非常规井身结构（套管层次），增加完井作业的灵活性。通过井下扩孔技术，可较好地解决新疆等地区盐膏层的蠕变问题，从而确保钻井和完井施工安全顺利，并可有效防止油井生产过程中套管挤毁。
3.常规的牙轮扩眼器由于受牙轮轴承尺寸的限制，用于此类作业施工的难度较大，并同时存在牙轮落井的事故隐患。应用一种采用pdc复合片作为切削刃的液力井下扩眼器，这种工具井眼直径扩大能够达到15mm以上，并能高效地扩眼钻进，扩眼刀翼布齿合理，焊接工艺安全，水力设计达到了有效清洗和冷却的目的。
4.通常采用的液力扩眼器由本体、活塞、弹簧、刀片、销轴等组成，在扩眼过程中，由于井下工况恶劣，扭矩大伴随钻具强烈震动，造成紧固螺丝滑脱，销轴容易从扩眼器本体中脱出落井；从而造成刀片从刀槽内突出，起钻时进套管困难，导致无法正常起钻。本发明提供了更有利的设计特征，可以用作扩眼器销轴及刀片等防脱防掉落井。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对现有扩眼器结构存在的在井下使用过程中销轴易脱落问题，提供一种刀片销轴防掉的钻后扩眼器，具体为一种可拆卸式挡板加螺钉的固定装置，能够保证在扩眼器长时间施工过程中，销轴不会从工具本体内脱出落井，保证了井下施工安全。解决了以往由于销轴落井造成的卡钻等问题。
6.其技术方案如下：一种刀片销轴防掉的钻后扩眼器，包括上接头、本体、刀片，本体一端与上接头连接，刀片通过销轴装设于本体，所述上接头内设有第一中心孔，所述本体内设有第二中心孔，还包括活塞、弹簧、喷嘴，所述活塞滑动套设于第二中心孔内，活塞内部设有第三中心孔，所述第一中心孔、第二中心孔、第三中心孔连通，所述第三中心孔内设有喷嘴，所述活塞一端的外部设有第一限位台阶，所述第二中心孔内壁设有第二限位台阶，所述弹簧套设于活塞外部，弹簧两端分别与第一限位台阶、第二限位台阶限位配合；所述刀片上设有槽孔，所述活塞在第二中心孔内作直线往复运动；当弹簧压缩时，所述活塞前端与槽孔接触。
7.所述本体上设有用于安装销轴的第一轴孔、第二轴孔，所述第一轴孔一端设有限位部，所述第二轴孔是由大孔和小孔组成的阶梯孔，所述销轴两端分别插装于第一轴孔、大孔，所述销轴一端与限位部限位配合，另一端与小孔限位配合；所述第一轴孔与大孔等直
径，所述小孔直径小于销轴。
8.所述限位部主要由设置于第一轴孔内的限位孔、第一限位块、可拆卸挡板、螺钉组成；所述第一限位块设置于限位孔内壁，限位孔直径大于第一轴孔，第一限位块高度不超出第一轴孔内壁，第一限位块与限位孔底部之间留有容纳可拆卸挡板旋转的底部空间；所述第一限位块上设有螺钉孔，螺钉通过螺钉孔穿入底部空间内与可拆卸挡板限位配合。
9.所述可拆卸挡板一面设有一字口。
10.所述可拆卸挡板主要由主体和翼部组成，所述主体直径小于第一轴孔，所述翼部自主体向外延伸，翼部直径介于第一轴孔与限位孔之间。
11.所述翼部设置有3个，相应的所述第一限位块、螺钉均设置有3个。
12.还包括第二限位块，所述第二限位块设置于本体，位于刀片上端，所述刀片顶端设有限位凸起，限位凸起与第二限位块限位配合。
13.还包括支撑块，所述支撑块设置于本体，位于刀片底端，所述刀片底端为圆弧面，所述支撑块一端设有凹弧面，所述刀片底端与支撑块间隙配合。
14.所述第一限位台阶与第二轴孔内壁之间设有密封圈。
15.本发明的有益效果是：本发明通过可拆卸挡板改变销轴固定螺钉的受力，使刀片销轴被挡板束缚，防止固定螺钉脱出或断裂，下钻时和扩眼施工过程中刀片销轴不会脱出本体，减少了井下出现复杂情况的概率。
附图说明
16.图1是扩眼器结构示意图；图2是a-a向的可拆卸销轴结构示意图，省略刀片、活塞等部件；图3是b向挡片与限位孔结构示意图，省略其他部分；图中：1、上接头，2、密封圈，3、喷嘴，4、活塞，5、弹簧，6、支撑块，7、销轴，8、刀片，9、第二限位块，10、本体，11、可拆卸挡板，12、螺钉，13、第一中心孔，14、第三中心孔，15、第二中心孔，16、第一限位台阶，17、第二限位台阶，18、第一轴孔，19、第二轴孔，111、一字口，112、翼部，113、主体，121、螺钉孔，191、大孔，192、小孔。
具体实施方式
17.以下结合实施例对本发明技术方案作进一步的详细阐述。
18.实施例一：一种刀片8销轴7防掉的钻后扩眼器，包括上接头1、本体10、刀片8、活塞4、弹簧5、喷嘴3，本体10一端与上接头1连接，本体10上设有刀片8安装孔，刀片8通过销轴7装设于刀片8安装孔内，所述上接头1内设有第一中心孔13，所述本体10内设有第二中心孔15，所述活塞4滑动套设于第二中心孔15内，活塞4左端面与上接头1右端面接触，上接头1右端面限制活塞4向左滑动，活塞4内部设有第三中心孔14，所述第一中心孔13、第二中心孔15、第三中心孔14连通，所述第三中心孔14内设有喷嘴3，所述喷嘴3位于第三中心孔14左端，即活塞4的后端，喷嘴3直径小于第一中心孔13，喷嘴3外壁与第三中心孔14插装配合，由于第一中心
孔13直径大于喷嘴3直径，当钻井液从第一中心孔13通过喷嘴3流经第三中心孔14、第二中心孔15时，产生压差，在压差的作用下提供推动活塞4向右滑移的动力，当钻井液停止输送，压差消失，活塞4在弹簧5作用下复位，所述活塞4左端的外部设有第一限位台阶16，所述第二中心孔15内壁设有第二限位台阶17，第二限位台阶17位于活塞4前端附近位置，所述弹簧5套设于活塞4外部，弹簧5装设于第一限位台阶16、第二限位台阶17之间，第一限位台阶16、第二限位台阶17之间也可以设置其他限位台阶进一步限制活塞4的位移；所述刀片8上设有槽孔，所述活塞4在第二中心孔15内作直线往复运动；当弹簧5压缩时，活塞4向右滑移，所述活塞4前端与槽孔接触，活塞4推动刀片8伸出，伸出到第二限位块9的位置时，刀片8伸出到位，当弹簧5复位，活塞4向左滑移，刀片8缩回本体10内。所述活塞4前端是指活塞4推动刀片8动作的端部。前述位于第一限位台阶16和第二限位台阶17之间的其他限位台阶作用与第二限位块9相同，限制活塞4最大位移，当第一限位台阶16与其他限位台阶接触，刀片8即伸出到位。
19.所述本体10上设有用于安装销轴7的第一轴孔18、第二轴孔19，所述第一轴孔18一端设有限位部，所述第二轴孔19是由大孔191和小孔192组成的阶梯孔，所述销轴7两端分别插装于第一轴孔18、大孔191，所述销轴7一端与限位部限位配合，另一端与小孔192限位配合；所述第一轴孔18与大孔191等直径，所述小孔192直径小于销轴7。
20.所述限位部主要由设置于第一轴孔18内的限位孔、第一限位块、挡片、螺钉12组成；所述第一限位块设置于限位孔内壁，限位孔直径大于第一轴孔18，第一限位块高度不超出第一轴孔18内壁，第一限位块与限位孔底部之间留有容纳挡片旋转的底部空间；所述第一限位块上设有螺钉孔121，螺钉12通过螺钉孔121穿入底部空间内与挡片限位配合。
21.所述挡片一面设有一字口111。
22.所述挡片主要由主体113和翼部112组成，所述主体113直径小于第一轴孔18，所述翼部112自主体113向外延伸，翼部112直径介于第一轴孔18与限位孔之间。
23.所述翼部112设置有3个，相应的所述第一限位块、螺钉12均设置有3个。
24.还包括第二限位块9，所述第二限位块9设置于本体10，位于刀片8上端，所述刀片8顶端设有限位凸起，限位凸起与第二限位块9限位配合。
25.还包括支撑块6，所述支撑块6设置于本体10，位于刀片8底端，所述刀片8底端为圆弧面，所述支撑块6一端设有凹弧面，所述刀片8底端与支撑块6间隙配合。
26.所述第一限位台阶16与第二轴孔19内壁之间设有密封圈2。
27.实施例二：参照图1，在图中活塞4和弹簧5一起放在本体10中，安装时，使用专用辅助工装将活塞4下压一定距离，使活塞4下部沟槽露出在刀片8槽孔位置，再将刀片8装入本体10内，穿入销轴7使刀片8固定在本体10上，安装支撑块6和第二限位块9，使用螺钉固定。工具内注入钻井液后，在活塞4水眼位置产生压差，推动活塞4下行，活塞4同时推动刀片8外张。在钻具旋转时，可切削地层，先造台阶，当三个刀片8在活塞4推力的作用下张至最大外径后，台阶造好，此时下放钻具加钻压开始扩眼作业。作业完毕后，停泵，压降消失，在弹簧5的作用下，活塞4上行，刀片8收入工具本体10。起钻，完成扩眼作业。
28.参照图2，在图中上述方案进一步包括：所述翼部112为凸起，所述限位部为凹槽，凹槽内设有凹槽缺口，装配工具时，将三个销轴7装入本体10后，本体10上有大小不同的轴
孔，销轴7直径大于本体10的小直径轴孔，起到限位作用，销轴7无法从本体10一端脱出，使用螺丝刀将可拆卸挡板11的三个凸起对正本体10上凹槽缺口放入凹槽内。装入后任意方向旋转一定角度，使可拆卸挡板11卡在本体10凹槽内，这样销轴7就无法从两端任意方向脱出，保证了工具的可靠性及井下施工安全。
29.参照图3，在图中上述方案进一步包括：整套装置组装好以后，将3个内六角螺钉12拧在凹槽个缺口处。当井下工具扩眼器施工过程中产生震动时，可拆卸挡板11会在本体10凹槽内不定向的随机自由转动，可拆卸挡板11有3个小凸起，当转动到一定位置后，凸起会被内六角螺钉12限制，避免继续转动。从而阻挡了可拆卸挡板11旋转掉出凹槽。起到固定销轴7的作用。3个固定螺钉12增加了安全性和可靠性。工具停止作业后，从井内起钻至地面，先将3个螺钉12松开，使用螺丝刀旋转可拆卸挡板11，转至凸起和凹槽缺口重合处，从销轴7孔另一端捅出挡板，销轴7可一并捅出，取出刀片8。
30.上述方案进一步包括：销轴7放掉装置内部设有密封件，不受井底温度的影响。可在任意井深和井斜的条件下使用。
31.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。