[发明专利]液力驱动随钻扩眼工具

说明书

一种液力驱动随钻扩眼工具。主要解决现有的随钻钻井扩眼工具扩眼范围小的问题。其特征在于：所述扩眼工具包括启动装置主体、驱动装置主体以及执行装置主体三部分；启动装置主体内设有节流换向阀，所述节流换向阀包括节流换向阀腔体、节流换向阀阀芯，节流弹簧以及节流换向阀压盖；所述节流换向阀开关由钻井泵排量控制启动，当节流换向阀开启后，驱动装置主体中的液压缸受液体压力作用活塞下行，驱动执行装置主体中的四杆机构伸出刀翼，开始扩眼工作。本种工具可在不影响钻进的情况下，增大扩眼范围，使扩眼率能够达到60%。

技术领域：

本发明涉及石油钻井工程中随钻扩眼工具。

背景技术：

随钻扩眼是采用随钻扩眼工具和常规钻头，在钻进的同时进行井眼扩大的一种钻井技术。20世纪70年代初,井下扩眼技术从国外引入国内。经过近40年的发展，大港、辽河、胜利油田等单位在跟踪考察国外技术的基础上，陆续研制了不同规格的扩眼器，其中辽河油田、胜利油田研制的几种随钻扩眼器比较有代表性。胜利油田设计的BG型扩眼器由水力推进机构、控制机构、扩眼体和扶正系统等组成。当钻井液流经上部喷嘴时，由于调压杆的节流作用，中心杆上产生较大压降，推动中心杆下行，推出刀翼进行扩眼。采用节流方式开启扩眼器工作可以避免停泵、停钻，降低钻井综合成本，但是现有扩眼工具中的钻井液循环主线路采用喷嘴节流，造成钻井液能量损失，影响刀具张开时扩眼效率。

发明内容：

本发明提出了一种新型液力驱动随钻扩眼工具，这种工具在钻井液循环主线路开设分支路安装节流换向阀、液压缸及曲柄滑块机构，动力由钻井液高压区与低压区压差提供，可在不影响钻进的情况下，增大扩眼范围，使扩眼率能够达到60％。

本发明的技术方案是：本钟液力驱动随钻扩眼工具，包括启动装置主体、驱动装置主体以及执行装置主体。

所述启动装置主体由节流换向阀腔体，节流换向阀阀芯，节流弹簧，节流换向阀压盖，节流高压进口，节流低压通道以及节流换向阀执行通道构成；节流换向阀腔体是启动装置主体中心加工而成的圆柱空腔，内部封装节流换向阀阀芯，节流弹簧，节流换向阀压盖，构成节流换向阀；节流换向阀腔体左端部与节流换向阀压盖连接，通过节流换向阀压盖中心孔与壳体排放口相通，低压钻井液由此排出；节流换向阀腔体右端部设有节流高压进口，高压钻井液由此进入节流换向阀；节流换向阀腔体内部两侧有节流低压槽与节流高压槽，由节流换向阀阀芯隔开，节流换向阀阀芯受钻井液流量控制左右移动时，开启低压或高压通道；节流换向阀腔体左侧低压腔体开有节流低压通道是启动装置主体内部的Φ4孔道与第一低压通道相通；节流换向阀腔体中部开有节流换向阀执行通道是启动装置主体下部的Φ4孔道，与驱动装置主体内液压缸执行通口相通；节流换向阀阀芯右端部加工锥阀密封面与节流高压进口形成密封配合，内部开节流孔，高压钻井液由节流高压进口进入，通过节流孔经壳体排放口排出，节流换向阀阀芯左端部与节流换向阀压盖形成滑动密封，防止环空液进入节流阀腔体。节流换向阀阀芯与节流换向阀压盖中间安装节流弹簧，为节流换向阀开启提供预紧力。

所述驱动装置主体由液压缸腔体，液压缸活塞杆，恢复弹簧，液压缸底盖及密封圈装置构成；液压缸腔体顶部开有液压缸执行通口与启动装置主体的节流换向阀执行通道相通；液压缸腔体底部开有液压缸低压通口与第一低压通道，第二低压通道第三低压通道，液压缸排放口构成液压缸下腔体排放通道，液压缸下腔体液体由此通道通过高压喷嘴排出。液压缸腔体底部与液压缸底盖靠螺纹连接，设有密封垫，使其成为密封腔体。液压缸腔体内部安装液压缸活塞杆与恢复弹簧。恢复弹簧为液压缸活塞上行提供恢复力。液压缸活塞杆穿过液压缸底盖中心孔与连杆铰接。

所述执行装置主体由执行装置腔体，液压缸活塞杆，连杆，刀翼支撑轴，刀翼以及高压喷嘴构成；执行装置腔体是执行装置主体两侧的长方体空槽，内部安装连杆，刀翼支撑轴，刀翼，底部安装高压喷嘴。液压缸活塞杆与连杆通过活塞连接轴光滑铰接。连杆与刀翼通过连杆连接轴光滑铰接。刀翼通过刀翼支撑轴固定在执行装置腔体内。高压喷嘴底部连通钻井液主流道，在扩眼过程中起到清理岩屑作用。