[实用新型]一种投球激活和关闭的随钻扩眼器

说明书

本实用新型公开一种投球激活和关闭的随钻扩眼器，该随钻扩眼器由上接头、本体、下接头组成外筒总成。上压帽、弹簧限位套、弹簧、弹簧挡套、止动环、驱动环、驱动环块、刀体、心轴、上推活塞、活塞腔内套、大密封球座、下挡环、小密封球座、下压帽、球座腔，组成内部结构总成。通过前后投入直径不同的钢球来控制刀体的外伸和回收，即扩眼器的激活和关闭。应用本实用新型提供的投球激活和关闭的随钻扩眼器，可以利用循环流体驱动活塞来控制扩孔器的工作状态，同时该扩眼器可以用作钻探过程中控制钻头轨迹的稳定器。

技术领域

本实用新型涉及井下工具领域中的一种具有循环流体驱动活塞的可扩张工具，具体是一种投球激活和关闭的随钻扩眼器，可以用作扩孔器，同时可以用作钻探过程中控制钻头轨迹的稳定器。

背景技术

在油气井钻井中，随着钻井深度的增加，在钻孔中安装同心套管并进行水泥固定。每层新套管都需要支撑在上层套管内，导致固井作业的环形区域与生产油气的流动面积会逐渐减小。因此，需要增加固井作业的环空，增加产液面积。通常情况下，需要在上层套管的末端下方扩大钻孔。以获得更大的环形区域安装更多套管，到达更深的地层，为油气生产提供更多的流动区域。

现有多种方法，可以使钻具组合穿过下套管的井眼，并在套管下端扩大井眼。其中，一种方法是使用扩孔器。扩孔器基本上有两种工作状态，一种是闭合状态，使刀具能够通过现有的套管井眼，另一种是打开状态，末端有刀具从本体伸出。此状态，扩孔器在钻孔中旋转和下降时，钻孔直径可被扩大。

传统的扩孔器有几个缺点，首先，切削结构通常由钻头部分组成，不能可靠地将钻孔扩大到所需的直径。其次，调整扩孔器的扩大直径需要更换扩孔器刀具，甚至更换不同直径的扩孔器。最后，许多扩孔器都设计为在钻柱中泵入钻井液时自动扩张，但其无法显示扩孔器何时处于完全扩张的位置。在某些应用中，当扩孔器扩张时，可能需要操作人员的控制。

另外，在传统钻头上使用带翼铰刀的方法与使用双中心钻头的方法存在定向倾向问题，这些偏心扩眼器难以可靠地将钻孔修正到所需直径。需要下入稳定器。在操作中，如果只提供下部稳定器，钻头则会以一定角度向上提升。因此，必须提供第二稳定器以抵消支点效应，使导向钻头保持在中心。

中国专利CN104747082A公开了《一种水力扩张式随钻扩眼器》，包括本体和刀翼，其中：本体中部沿轴向开设3-5个均布的长形槽，长形槽的侧边开设条形斜向滑道沟槽，刀翼嵌入本体长形槽内，自身侧面滑道沟槽结构与斜向滑道沟槽形成限位滑动配合；刀翼上方的本体内设置回位机构，刀翼下方的本体内设置扩张机构。所述的回位机构是在本体上部至刀翼上端面之间依次设置弹簧座和弹簧，回位机构与本体连接；所述的扩张机构是在刀翼下方的本体内设置活塞，在本体贯穿有中心管，中心管上部与回位机构连接，中心管下部设有与活塞的活塞腔贯通的过流孔，活塞上部与刀翼对接，活塞下部本体内壁滑动密封配合。所述的回位机构还包括上压套、防护挡板和止动环，其中，上压套设在弹簧座，并通过上压套实现回位机构与本体和中心管的连接，止动环设在刀翼上端面，防护挡板上部与弹簧座套接，防护挡板下部与止动环连接，弹簧通过止动环作用在刀翼上端面；所述的扩张机构还包括驱动环、锁紧块、导向套和下压套，其中，导向套连接在中心管的下端部，中心管下部的过流孔设在导向套上，下压套连接在导向套和本体之间并实现三者之间的固定连接，下压套上部与活塞对接并共同组成活塞腔，驱动环设在活塞和刀翼下端面之间，锁紧块通过卡槽卡住活塞与驱动环。驱动环上装有水眼喷嘴，活塞上设有细长压降喷孔，中心管通过导向套上的过流孔和驱动环的水眼喷嘴以及活塞上的喷孔与井眼环空相通。所述防护挡板与止动环通过螺钉连接，所述驱动环与锁紧块通过螺钉连接；所述本体与上压套和下压套均由螺纹连接，中心管与上压套和导向套均通过螺纹连接。本体与上压套之间、中心管与上压套和活塞之间、以及本体与活塞之间均安装密封圈。本实用新型用于钻井作业中随钻扩眼作业，在扩眼时使水眼同刀翼一起移动，在扩眼完成后利用弹簧力实现刀翼自动收回，采用滑道锁块限制刀翼，防止刀翼落井。但是在钻柱中存在液压的情况下，扩眼器始终保持完全扩张状态，不利于扩眼直径的调整和回收。

实用新型内容