[发明专利]一种定向用扩眼螺杆钻具

说明书

技术领域

本发明涉及一种定向用扩眼螺杆钻具，具体是一种可以在定向过程中实现井眼扩大的螺杆钻具。

背景技术

随着石油勘探开发技术、钻井技术的不断发展，定向井、丛式井、水平井等钻井技术得到越来越广泛的应用。

在目前的石油钻采过程中，因为螺杆钻具具有较强的造斜能力和比较宽的造斜率范围，使得螺杆钻具在定向作业过程中得到了广泛的应用。在定向过程中，螺杆钻具的弯壳体弯角方向是不可以发生改变的，螺杆钻具的马达此时就是提供钻头动力的唯一途径，当转盘开动时，螺杆钻具这一定向效果就消失了。

现有的扩眼工具有机械式的，有液压式的，但是这类扩眼工具的动力来源都来自于转机的转盘转动传递出的扭矩，由于弯角方向会随转盘转动不断地发生变化，所以市场上的扩眼工具无法实现定向功能。

螺杆钻具在钻进过程中带动钻头旋转，钻出井眼直径是由钻头直径大小决定的，假设可把螺杆钻具和扩眼工具组合使用(是否能够组合使用还没有得到验证)，即带扩眼工具同时旋转钻进达到扩眼目的，但是此时螺杆钻具壳体上的扶正器随着井眼的扩大就起不到扶正井壁的作用，这样严重影响了造斜率，无法达到定向造斜。

此外，螺杆钻具在使用过程中，不可避免的会遇到易缩地层，例如石膏地层，受易缩地层的挤压，螺杆钻具的定向钻进及钻具起下钻受到很大的限制。

中国专利文献CN104948122A公开了一种用于螺杆钻具的滚珠式扶正器，其包括本体和滚珠，其中本体为凸棱式结构，为固定式结构，其固定式结构的本体决定了其使用会受到很大的限制，例如不会随着扩眼而变大，从而无法起到扶正效果。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种基于泥浆输送压而具有扶正良好适应性的定向用扩眼螺杆钻具。

本发明采用以下技术方案：

一种定向用扩眼螺杆钻具，包括：

转子，该转子为具有多头螺旋的螺杆；

外壳，套装在转子上形成定子，与转子间基于所述多头螺旋形成多个用于输送泥浆的密封腔；

扶正器，设置在外壳上，具有多个径向设置的第一导孔，以及设置在第一导孔的第一活塞，其中第一活塞连接有扶正块；

扩眼刀，设置在转子头端，具有多个径向设置的第二导孔，以及设置在第二导孔的第二活塞，其中第二活塞连接有切削刀翼；

其中，扶正器和扩眼刀所在的转子段的内孔为泥浆孔，密封腔通过泥浆孔与第一导孔和第二导孔连通。

上述定向用扩眼螺杆钻具，可选地，用于连通泥浆孔与第二导孔的液压通道包括与第二导孔同轴线的第一部分和与第一部分平行并设置在扩眼刀后侧而与泥浆孔连通的第三部分，以及在转子轴向连通第一部分与第三部分的第二部分。

优选地，第二部分的长度与泥浆孔直径的长径比为10:1～16:1。

优选地，所述扶正块两端以及切削刀翼的两端均设有倒角。

在一些实施例中，在第一导孔内设有用于扶正块复位的复位装置，在第二导孔内设有用于切削刀翼复位的复位装置。

在另一些实施例中，所述第一导孔和第二导孔均为圆孔，相应地，第一活塞和第二活塞均为圆形活塞；

扶正块为沿转子轴向设置的条形块，相应地，在外壳上设有对扶正块导向的第一条形导孔，用于扶正块复位的复位装置设置在第一条形导孔内；

切削刀翼为沿转子轴向设置的条形切削刀翼，相应地，在转子上设有对切削刀翼导向的第二条形导孔，用于切削刀翼复位的复位装置设置在第二条形导孔内。

进一步地，所述第一复位装置为相应于扶正块条形方向的两端设置的各一个弹簧，相应的两个弹簧关于第一导孔的轴线轴对称设置。

可选地，所述扶正块有3～6个。

可选地，所述扶正块包括具有镶嵌槽的块体，在镶嵌槽内镶嵌有镶块而形成扶正块的支撑结构。

可选地，所述转子与定子间通过轴承装配，且轴承在转子轴向的位置位于第一导孔的后侧。

依据本发明，巧妙的利用泥浆的输送压，实现扶正器和扩眼刀的扩张和缩回，扩眼状态时，泥浆泵将泥浆送出，泥浆在泥浆孔内形成具有一定压强的泥浆流，为其设置旁路，连通扶正器和扩眼刀的导孔，驱动相应的活塞，从而使相应扶正块和切削刀翼张开，尤其是扶正块，能够适应扩眼后的钻孔的大小，自适应的调整其扶正直径，因而具有良好的适应性。停钻后，泥浆泵停止，扶正块和切削刀翼缩回，整体直径变小，有利于螺杆钻头退出。

附图说明

图1为依据本发明的一种定向用扩眼螺杆立体结构示意图。

图2为一种定向用扩眼螺杆的剖视结构示意图。