[实用新型]液压双变径井筒回钻扩径器

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油开采领域，特别是一种在套管完全错断的井筒中寻找通道或者在套管破损严重的井筒中进行套管局部更换时使用的液压双变径井筒回钻扩径器。

背景技术

油田生产中使用的油气水井，由于受到地层的作用力常常会发生变形，如果不及时修复，继续发展就会使油气水井套管发生错断，并继续位移，直至完全断开，甚至相互之间还会形成一定的距离，致使油气水井失去通道。

目前，寻找并打开通道的方法是：利用铣、磨等工具向下旋转切削前进，遇到套管后，继续切削地层和套管，从套管壁上打开一个窗口并进入下部套管内部，形成通道。但这种方法存在以下三个问题无法准确判断和解决：一、不确定是否已经遇到下部套管，向下开挖的方式比较盲目，有时甚至会与套管所在位置渐行渐远；二、不确定是否已经开窗并进入套管的通道中，即便挖到套管也难以确定，无从判断；三、不确定是否已经打开下部套管另一侧的窗口并重新进入另一侧地层，由此可能造成直接穿过套管而越挖越深。另外，由于套管强度远大于地层强度，使得工具被逼向强度低的地层而很难进入下部套管内部。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种液压双变径井筒回钻扩径器，改变了传统寻找通道的一贯做法，采用由下至上的方式进行井筒扩径，从而方便确定错位套筒的准确位置。

本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案是：一种液压双变径井筒回钻扩径器，包括扩径器和扩径器支撑机构，采用液压控制并沿井筒移动，其中，

所述的扩径器包括柱形壳体及壳体内侧的芯轴，芯轴外径与壳体内径匹配并可与壳体作相对轴向运动，芯轴由壳体带动同步旋转，所述的壳体底部的侧面设有开口，芯轴底端通过旋转轴与切削刀具轴连接，切削刀具绕旋转轴旋转的角度从垂直状态向外旋转至自开口处伸出壳体之外呈水平状态，壳体侧壁设有多数个通孔；

所述的支撑机构由环布在壳体内的多数个钢球和设在芯轴外表面的多数个斜面球道构成，且斜面球道与钢球位置一一对应，其中，所述的斜面球道包括上端和下端，钢球在下端处收容在壳体之内，在上端处自壳体通孔处突出于壳体之外；芯轴相对壳体下行并保持向下的趋势，多数个钢球在与之对应的斜面球道内上滑并保持在斜面球道的上端处，钢球与井筒的壁面抵顶支撑。

本实用新型的原理是：采用液压双变径扩径系统，从套管错断处，自下而上而不是自上而下将错断处以上的若干长度套管、水泥环以及岩石，分若干次切削成碎屑并经泥浆携带出来，打开一个直径若干倍于原有套管通径的大通道，直到错断处以下部分的断口完全或部分暴露于上述大通道之内，形成一个新的、完整的通道。

在液体压力的作用下，随着芯轴相对壳体的向下移动，芯轴底部连接的切削刀具逐渐由垂直状态打开呈水平状态并由壳体侧面的开口伸出，达到最大的切削直径，构成双变径扩径系统的一个变径部分。由此利用切削刀具对井筒壁面进行切削。

进而，在液体压力和上提管柱力的共同作用下，井下的切削工具从错断处或套管严重破损待更换处开始自下向上运动，同时，随着芯轴相对壳体的向下移动，限位于芯轴斜面球道内的钢球逐渐沿球面被向外顶出，扩径器的有效直径变大，接触到井筒的内壁，构成双变径扩径系统的另一个变径部分。由于在切削过程中，芯轴相对于壳体始终都保持向下的趋势，多数个钢球始终抵顶在井筒内壁从而起到稳定芯轴和外壳的作用，保护与芯轴连接的切削刀具。

当液体压力被取消，芯轴不再相对壳体向下运动或保持向下的趋势，而是相对壳体向上移动，切削刀具绕旋转轴由水平位置旋转至垂直位置并进入壳体内，钢球也沿斜面球道下行并收容在芯轴的斜面球道内，此时扩径器的有效直径减小，方便将扩径器提出井筒。

根据被切削对象的不同，选用不同的切削工具，分若干次先后分别将套管、水泥环和岩石切削成碎屑。

在上述方案的基础上，所述的切削刀具为一对刀片。

在上述方案的基础上，为了保证在切削过程中的稳定性，在变径支撑机构中，所述的钢球有两个或两个以上。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用液压双变径扩径系统，自下而上将错断处以上部分进行若干次切削，打开一个直径若干倍于原有套管通径的大通道，直到错断处以下部分的断口完全或部分暴露于上述大通道之内，形成一个新的、完整的通道，由此更利于寻找错断的套管，事半功倍。

附图说明

图1为本实用新型切削刀具收拢状态的剖面结构示意图。

图2为本实用新型支撑机构支撑状态的半剖结构示意图。

附图中标号说明

1-切削刀具    11，11’-刀片