[发明专利]一种液压式可变外径岩屑床清除工具

说明书

本发明提供一种液压式可变外径岩屑床清除工具，包括筒体、上弹簧、刮刀、连杆、刀座、下弹簧、活塞筒、中心管、滑销、横杆、侧流道、滑套、壳体、行星齿轮、主动齿轮、螺杆、万向轴、中心轴，壳体上加工滑套和筒体，滑套和筒体通过横杆焊接连接，连杆一端和刮刀下端铰接，连杆另一端和刀座外部的铰支座铰接；刀座外部的三个铰支座分别安装在筒体中部的三个凹槽内，刮刀安装在筒体中部凹槽的坡面上，活塞筒安装在筒体下部内腔之上，螺杆、万向轴和中心轴依次连接后安装在壳体内部，主动齿轮安装在中心轴上，主动齿轮、行星齿轮和滑套内壁凸起的齿圈依次啮合连接。本发明结构简单，可在旋转钻进或滑动钻进工况下有效清岩。

技术领域

本发明涉及钻井工程技术领域，尤其涉及一种液压式可变外径岩屑床清除工具。

背景技术

钻井过程中，岩屑床的形成会造成很多钻井问题：减小环空间隙，造成憋泵；增加钻进过程中的摩阻扭矩；沉砂卡钻或粘附卡钻，进而影响钻井安全和钻井周期等。目前对于岩屑床的清理方式主要有：①提高排量和转速，排量的增加会导致松软地层垮塌或掉块，增加井下事故的风险；②调整钻井液性能，降低钻井液的流变性能，改善钻井液携岩和悬浮的能力，但其作用效果有限；③机械清除，利用边起钻边转动钻具的办法搅动岩屑床，改变流场，或定时定井段短起下钻、划眼等措施清除岩屑床，虽然对清岩很有利，但严重影响了钻井的效率。随钻动力岩屑床清除器(ZL201210395798.5)安装在钻具组合中，随钻动力岩屑床清除器在当钻井液经过时，或者旋转钻进状态下，或者滑动钻进状态时，均能转动刮切岩屑床，但其切削滑套尺寸若过大，将不利于钻柱的下入和钻进，过小则其作用范围有限，导致清岩效果不理想。

发明内容

本发明目的是为了克服现有岩屑床清除工具的不足，提供了一种液压式可变外径岩屑床清除工具。本发明所采用的技术方案是：

一种液压式可变外径岩屑床清除工具，包括筒体、上弹簧、刮刀、连杆、刀座、下弹簧、活塞筒、中心管、滑销、横杆、侧流道、滑套、壳体、行星齿轮、主动齿轮、螺杆、万向轴、中心轴，壳体上加工滑套和筒体，滑套和筒体通过横杆焊接连接，连杆一端和刮刀下端铰接，连杆另一端和刀座外部的铰支座铰接；刀座外部的三个铰支座分别安装在筒体中部的三个凹槽内，刮刀安装在筒体中部凹槽的坡面上，活塞筒安装在筒体下部内腔之上，活塞筒上端和刀座丝扣连接，螺杆、万向轴和中心轴依次连接后安装在壳体内部，主动齿轮安装在中心轴上，中心轴为中空结构，中心轴上部加工有旁通孔，主动齿轮、行星齿轮和滑套内壁凸起的齿圈依次啮合连接。

其中，筒体和滑套之间的横杆为四根并呈90度均匀分布在同一平面。

其中，壳体上部和下部均开有通孔，与滑套和筒体之间的环空相连通，壳体上部、下部均设有切削棱。

其中，中心轴与壳体内壁之间、滑套与壳体之间均设有轴向密封装置和轴承，中心轴与壳体内壁之间、滑套与壳体之间的轴向密封腔内充满润滑油。

其中，中心管上设有上通孔和下通孔，外圆下端设置一圈滑槽轨道，滑槽轨道上部设置有相互间隔的长轨道和短轨道，长轨道和短轨道之间设置有斜向轨道连通；滑销一端固定在筒体下部，另一端插入中心管下端的滑槽轨道内；滑销在中心管的滑槽轨道内轴向移动时，可以使中心管单向旋转。

其中，中心管上端外圆设置一圈凸起台阶，活塞筒下端外圆设置一台阶。

本发明的一种液压式可变外径岩屑床清除工具的优点在于：

(1)本发明结构设计简单可靠、加工方便，利用钻井液进行控制，操作简单，控制有效，能根据环空间隙，通过刮刀撑开和收回改变工具的作用范围，并能有效降低下入难度。

(2)在旋转钻进或滑动钻进工况下皆可以对岩屑床进行破坏，提高清岩效率，减小钻井周期。

附图说明

图1是本发明一种液压式可变外径岩屑床清除工具刮刀收回状态的结构示意图。