[发明专利]一种钻探用随钻扩孔器及作业方法

说明书

本发明公开了一种钻探用随钻扩孔器及作业方法，装置部分包括上接头、支撑管总成、上活塞外管、上活塞、活动刀翼机构、下活塞、锁紧机构、捕球器和下接头；所述支撑管总成包括支撑外管和滑动设置在所述第二弹簧支撑外管内的支撑内管；所述活动刀翼机构包括钻头刀翼和连杆；所述锁紧机构包括限位外管、卡销、第一弹簧和螺纹帽；所述第二弹簧限位外管一端与所述第二弹簧支撑外管一端连接，另一端与所述第二弹簧下接头连接；所述第二弹簧下活塞的活塞杆上开设有与所述第二弹簧卡销匹配的卡槽。本发明用于钻探中对于井眼中特定地层进行扩大、完井后进行修井作业或者生产井的储层扩大等需要进行井身结构改造。

技术领域

本发明涉及钻探扩孔设备技术领域，更具体的说是涉及一种钻探用随钻扩孔器及作业方法。

背景技术

随钻扩孔器是在井下钻探的同时，能够对井眼进行扩大的一种井下工具。该工具能够改变井身结构，通过扩孔可以减小套管柱之间的间隙,提高钻探的机械钻速,有效降低钻井成本；在钻井过程中如果遇到了盐膏层段，其蠕变缩径会造成卡钻、挤压套管等问题,极有可能引发严重的钻井事故，采用井下随钻扩眼器,能有效解决因盐膏层蠕变带来的钻井复杂事故,有效地保护套管，提高钻井的安全性；在固井时，通过井下扩孔技术,在不改变套管尺寸的情况下，可增加套管的环空间隙,有利于提高固井质量；在一些老井的储层改造中，采用随钻扩孔器，能够有效对储层进行扩大，提高矿藏的采收率，并且不伤害井身结构。

扩孔器按照扩孔用钻头刀翼的方式可分为固定式与可动式两大类，固定式扩孔器即为偏心钻头，通过钻杆在旋转过程中钻头的偏心运动来扩大井径，该方式工作过程中振动大，扩孔不规则，一般不与导向钻具联合使用；活动式扩孔器可以按照需要来打开与闭合钻头刀翼，能够精确的选择需要扩孔的井段，不影响正常的井身结构。

活动式扩孔器的工作原理可以简单的描述为：该工具安装在钻头上部，正常状态钻头刀翼收缩在钻杆里面，保证工具能够顺利的出入井；当钻具下放到需要扩孔的地层时，通过某种方式让钻头刀翼张开，进行扩孔作业；当扩孔段结束时，通过某种方式缩回钻头刀翼。但是现有的活动式扩孔器常刀翼伸缩不可靠，作业时震动大、井眼不规则，回收时刀翼容易卡死等问题。

因此，如何提供一种工作可靠的钻探用随钻扩孔器及作业方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种钻探用随钻扩孔器及作业方法，以至少解决上述背景技术部分所提出的问题之一。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种钻探用随钻扩孔器，包括上接头、支撑管总成、上活塞外管、上活塞、活动刀翼机构、下活塞、锁紧机构、捕球器和下接头；

所述支撑管总成包括支撑外管和滑动设置在所述支撑外管内的支撑内管，所述支撑内管的一端与所述上活塞的活塞杆连接，所述上活塞位于所述上活塞外管内；所述上活塞外管的一端与所述支撑外管的一端连接，所述上活塞外管的另一端与所述上接头连接；

所述活动刀翼机构包括钻头刀翼和连杆，所述支撑外管上开设有刀翼活动槽，所述钻头刀翼一端铰接在所述刀翼活动槽的一端；所述支撑内管上开设有与所述刀翼活动槽连通的连杆活动槽，所述连杆一端铰接在所述连杆活动槽的一端，另一端与所述钻头刀翼的中部铰接；

所述锁紧机构包括限位外管、卡销、第一弹簧和螺纹帽，所述卡销位于所述限位外管开设的卡销孔内，所述螺纹帽安装在所述卡销孔的孔口上，所述第一弹簧位于所述螺纹帽与所述卡销之间；所述限位外管一端与所述支撑外管一端连接，另一端与所述下接头连接；

所述下活塞位于所述限位外管内，并且所述下活塞的活塞杆与所述支撑内管的另一端连接；所述下活塞的活塞杆上开设有与所述卡销匹配的卡槽；

所述捕球器上开设有球窝，所述球窝的中心设置有钢球，所述捕球器位于所述限位外管与所述下接头之间的空腔内；