[发明专利]具有井下扩孔装置的钻柱

权利要求书

1.一种钻柱，包括：

钻头；

钻井马达，其中，所述钻头设置为通过所述钻柱的旋转或通过所述钻井马达的操作而旋转；和

井下扩孔装置，包括：

芯轴，布置在所述钻柱中；

外壳，布置在所述芯轴上，其中所述芯轴相对于所述外壳可旋转；以及

至少一个扩孔元件，响应于所述芯轴沿第一方向相对于外壳的旋转而在向内缩回状态和向外展开状态之间运动；

其中，所述钻井马达旋转所述钻头的操作，引起所述钻柱沿与第一方向相反的第二方向的反作用扭矩，使得所述芯轴相对于所述外壳沿所述第二方向旋转，以使所述至少一个扩孔元件运动到所述向内缩回状态。

2.根据权利要求1所述的钻柱装置，其中，所述井下扩孔装置还包括：

至少一个第一凹部，形成在所述芯轴内，其中，所述至少一个扩孔元件在所述向内缩回状态下位于所述至少一个第一凹部中；和

至少一个倾斜表面，邻近所述至少一个第一凹部，使得当所述芯轴沿所述第一方向相对于所述外壳旋转时，所述至少一个倾斜表面将所述至少一个扩孔元件推向所述向外展开状态。

3.根据权利要求2所述的钻柱装置，其中，所述井下扩孔装置还包括形成在所述外壳中的至少一个孔，所述至少一个扩孔元件在所述向外展开状态下通过所述孔突出。

4.根据权利要求2所述的钻柱装置，其中，所述至少一个扩孔元件通过一对翼片被保持在所述装置中，所述一对翼片用于接合所述外壳的内表面。

5.根据前述任一项权利要求所述的钻柱装置，还包括至少一个保持弹簧，所述至少一个保持弹簧用于将所述至少一个扩孔元件保持在所述至少一个第一凹部中。

6.根据前述任一项权利要求所述的钻柱装置，其中，所述芯轴还包括至少一个第二凹部，在所述至少一个第二凹部中容纳有安装至所述外壳的至少一个凸耳，所述至少一个第二凹部的尺寸用于:通过所述至少一个凸耳与所述第二凹部的侧面的接合而限制所述芯轴和所述外壳之间可旋转的角度。

7.根据权利要求6所述的钻柱装置，还包括扭转弹簧，所述扭转弹簧用于将所述芯轴偏置到相对于所述外壳使所述至少一个扩孔元件处于向内缩回状态的位置。

8.根据前述任一项权利要求所述的钻柱装置，还包括围绕所述芯轴布置的多个扩孔元件。

9.根据前述任一项权利要求所述的钻柱装置，其中，所述钻柱的重量促使所述芯轴相对于所述外壳沿所述第二方向旋转，以将所述至少一个扩孔元件运动到向内缩回状态。

10.一种井下扩孔装置，包括：

芯轴，布置在钻柱中；

外壳，布置在所述芯轴上，其中所述芯轴相对于所述外壳可旋转；和

至少一个扩孔元件，响应于所述芯轴沿第一方向相对于所述外壳的旋转而在向内缩回状态和向外展开状态之间运动；

其中所述外壳沿所述芯轴的纵轴可运动，以使锁定部件能够接合，从而防止所述芯轴相对于所述外壳旋转。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述锁定部件包括布置在所述外壳的端部的至少一个第一外花键或第一内花键；

相对所述芯轴固定的相应的至少一个第二内花键或第二外花键；

其中，所述外壳沿着所述芯轴的纵轴的运动使得：所述至少一个第一外花键或第一内花键能够接合相应的所述至少一个第二内花键或第二外花键，以防止所述芯轴相对于所述外壳旋转，并使所述至少一个扩孔元件展开至第一向外延伸程度。

12.根据权利要求11所述的装置，还包括至少一个第三内花键，布置在所述外壳的端部之一上或相对于所述芯轴固定，其中，所述至少一个第三内花键的深度不同于所述第二内花键的深度，以当与所述至少一个第一外花键或第二外花键接合时防止所述外壳在所述芯轴上旋转，并使所述至少一个扩孔元件展开至第二向外延伸程度。