[发明专利]一种新型随钻扩眼工具

说明书

本发明涉及一种新型随钻扩眼工具，用于油气田钻井作业随钻扩眼技术领域。其技术方案：上接头下端与上壳体上端螺纹连接，推力轴承置于轴承支撑座上表面，螺旋转轴置于上壳体内，螺旋转轴中部外表面设置螺旋翼，上壳体下端与下壳体上端螺纹连接，下壳体下端与钻头螺纹连接，螺旋转轴下端与齿轮轴上端螺纹连接，齿轮轴下端插入钻头内腔，齿轮轴下端与钻头内腔之间设置有密封装置，齿轮轴上部和下部分别设置两个渐开线齿轮，刀翼用销轴固定在下壳体扶正筋上的通槽外侧，转动支撑体的转轴安装在下壳体扶正筋通槽内侧两端的滑槽内。本发明有效保证井眼直径不缩径，延长了扩眼工具特别是扩眼刀翼的寿命，井眼直径将被扩至更大，实现了二次扩眼功能。

技术领域

本发明涉及一种油气田钻井作业领域，特别是随钻扩眼技术领域使用的随钻扩眼工具。

背景技术

随钻扩眼技术是一种具有发展潜力的钻井新技术。所谓随钻扩眼技术就是采用随钻扩眼工具配合常规钻头（PDC钻头或者牙轮钻头）程序，在全面钻进的同时扩大井眼直径的一种钻井技术。随钻扩眼技术有利于深井/超深井小井眼井段固井，可增大生产套管的尺寸，同时利于完井及修井作业。国内外研制并使用的扩眼工具主要有双中心扩眼钻头和液压伸缩式扩眼工具两种；前者是利用双中心扩眼钻头外侧的偏心块在钻头公转下进行扩径，工作可靠但扩径量受到上部井段套管内径的限制。后者是利用具有伸缩性的刀翼实现扩径，上部井段套管内径对扩径量的限制较小，可实现较大位移的扩径，其伸缩方式决定着扩径的可靠性，现有的伸缩式扩眼工具几乎都是靠弹簧和液压方式实现刀翼的伸缩；同时受到井壁岩石软硬程度的影响，扩眼工具的刀翼磨损速度比钻头快，因此随钻扩眼工具与钻头的工作寿命不匹配，当扩眼刀翼磨损后就必须起钻更换新的扩眼刀翼，这样就增加了起下钻次数，即增加了钻井成本。基于上述技术背景，本发明特提供一种新型随钻扩眼工具。

发明内容

本发明的目的是：为了解决液压式随钻扩眼工具存在的部分问题，尽可能提升随钻扩眼工具的工作性能，以获得井径稳定且较大井径的井眼，特提供一种新型随钻扩眼工具。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种新型随钻扩眼工具，由上接头、螺旋转轴、上壳体、推力轴承、下壳体、刀翼、齿轮轴、密封圈、钻头、转动支撑体、压帽、弹簧、定位球和PDC齿组成，其特征是：上接头下端与上壳体上端用螺纹连接，上壳体内腔上部设置有轴承支撑座，推力轴承放置于轴承支撑座上表面，螺旋转轴置于上壳体内，螺旋转轴中部外表面设置有螺旋翼，螺旋翼与上壳体内壁采用间隙配合，螺旋转轴中上部外表面设置有圆形悬挂凸台，悬挂凸台置于推力轴承上表面，内腔中上部设置有过流孔Ⅰ，过流孔Ⅰ连通螺旋转轴的上腔与下腔，螺旋转轴的悬挂凸台设置有过流孔Ⅱ，上接头与螺旋转轴构成的环空和上壳体与螺旋转轴构成的环空通过过流孔Ⅱ连通。上壳体下端与下壳体上端螺纹连接，下壳体下端与钻头螺纹连接，螺旋转轴下端与齿轮轴上端螺纹连接，齿轮轴下端插入钻头内腔，齿轮轴下端与钻头内腔之间设置有密封装置，所述密封装置由O型内密封圈和密封挡圈构成。齿轮轴中心设置有通孔，齿轮轴中部设置有圆柱形定位凸台，在圆柱形定位凸台的外表面设置有一个半球形凹槽；下壳体中部设置有沉头座孔，压帽与沉头座孔外侧螺纹连接，弹簧置于沉头座孔内，弹簧左端与压帽接触，弹簧右端与定位球接触，弹簧处于压缩状态，定位球与齿轮轴的定位凸台外表面接触；齿轮轴上部和下部分别设置有两个渐开线齿轮，其中齿轮轴上部设置上齿轮，齿轮轴下部设置下齿轮。下壳体上部和下部分别设置有扶正筋，扶正筋上设置有通槽连通下壳体的内外腔，扶正筋上的通槽内侧两端设置有滑槽，刀翼外侧设置为圆弧形，刀翼外侧分布有PDC齿，刀翼用销轴固定在下壳体扶正筋上的通槽外侧，刀翼内侧安装有扭簧，使刀翼始终受到径向收拢的弹力，刀翼内侧与凸轮接触；转动支撑体两端设置有转轴，转动支撑体的转轴安装在下壳体扶正筋通槽内侧两端的滑槽内，转动支撑体上端设置有完整的小齿轮，转动支撑体下端外侧设置有凸轮，转动支撑体下端内侧设置有半圈小齿轮，转动支撑体的小齿轮分别与齿轮轴的上齿轮和下齿轮正确外啮合。所述下壳体上部和下部分别周向均匀各设置有三条扶正筋，所述转动支撑体设置有六个，分为上下两组，每组各三个，所述刀翼设置有六个，分为上下两组，每组各三个。