[发明专利]可控变径扩孔钻具

摘要

本发明涉及一种可控变径扩孔钻具，包括上接头、本体、推力芯轴、斜坡块、柱塞式扩孔刀、桶形凸轮机构、复位弹簧、弹簧止动机构、平衡活塞组、下接头。所述的本体后端连接上接头，前端连接下接头，柱塞式扩孔刀上镶有金刚石复合片，钻井液从上接头流入，当井下需要扩孔时，液压增加推力芯轴带动斜坡块向前运动，斜坡块推动柱塞式扩孔刀向外扩展实现变径，同时通过桶形凸轮和凸轮销的作用限制推力芯轴向后运动。为了改变扩孔直径，通过调节液压值，实现凸轮销和桶形凸轮凹槽在不同位置的配合，同时可保证扩孔直径在工作过程中保持稳定。在提升钻柱时可控制液压使柱塞式扩孔刀缩回，减小回退过程中的卡钻风险。

主权项

1.可控变径扩孔钻具，其特征在于：所述的可控变径扩孔钻具包括上接头(1)、本体(4)、推力芯轴(3)、斜坡块(5)、柱塞式扩孔刀(6)、桶形凸轮机构、复位弹簧(18)、弹簧止动机构、平衡活塞组、下接头(23)，本体(4)前端与下接头(23)通过螺纹扣连接，本体(4)后端连接上接头(1)；所述的斜坡块(5)安装在推力芯轴(3)上，并且采用密封圈c(8)密封，柱塞式扩孔刀(6)安装在本体(4)圆周方向的圆孔内，并且柱塞式扩孔刀(6)与斜坡块(5)通过T形槽和T形凸台配合，可以实现推力芯轴(3)通过台阶推动斜坡块(5)向前运动，斜坡块(5)推动柱塞式扩孔刀(6)向外扩展，推力芯轴(3)的后端为活塞部分，并采用密封圈a(2)密封活塞部分和上接头(1)内壁，柱塞式扩孔刀(6)与本体(4)圆周上的孔采用密封圈b(7)密封；所述的柱塞式扩孔刀(6)是用来破碎井壁岩石，由于井下岩石的硬度不一致，需要耐磨、强度高、使用寿命长的扩孔刀，为了满足要求在柱塞式扩孔刀(6)的柱塞端面加工出刀翼，并且在刀翼上镶上金刚石复合片；所述的桶形凸轮机构包括下芯轴(9)、桶形凸轮(11)、凸轮销套(12)、弹性橡胶(13)、凸轮销(14)、推力球轴承(15)、轴承座帽(16)，下芯轴(9)的后端通过螺纹连接推力芯轴(3)，在下芯轴(9)的台阶处向前依次安装推力球轴承(15)、桶形凸轮(11)、推力球轴承(15)和轴承座帽(16)，弹性橡胶(13)和凸轮销(14)依次安装在凸轮销套(12)内部，凸轮销套(12)通过螺纹扣安装在本体(4)上，通过弹性橡胶(13)使凸轮销(14)与凸轮销套(12)圆柱表面凹槽配合，桶形凸轮(11)的圆柱表面凹槽通过凸轮销(14)防止柱塞式扩孔刀(6)在工作时回缩，当需要改变扩孔直径，可先增加钻井液的液压使推力芯轴(3)向前位移，并带动桶形凸轮(11)向前运动，然后减小钻井液液压，在复位弹簧(18)作用下桶形凸轮(11)向后运动，此时凸轮销(14)和桶形凸轮(11)圆柱表面的凹槽作用下卡在下一个工况位置，可控变径扩孔钻具只需控制液压先增加再减小，就能改变凸轮销(14)与桶形凸轮(11)圆柱表面的凹槽配合位置，从而得到稳定的扩孔直径；所述的弹簧止动机构包括弹簧止动件(19)和固定销(20)，弹簧止动件(19)与复位弹簧(18)的前端接触，弹簧止动件(19)用固定销(20)固定在下接头(23)内部，复位弹簧(18)后端为弹簧间隔件(17)，弹簧间隔件(17)的后端顶着轴承座帽(16)；所述的平衡活塞组由平衡活塞(21)和密封圈d(22)组成，平衡活塞组安装在下芯轴(9)和下接头(23)之间，用来密封复位弹簧(18)、推力球轴承(15)、桶形凸轮机构和斜坡块(5)，该钻具在密封填充口注入密封油，并且用阀堵(10)堵住。