[发明专利]一种机械液压双作用扩眼工具

权利要求书

1.一种机械液压双作用扩眼工具，是由上接头、推力轴承、转子、上壳体、定子、万向轴、中壳体、上心轴、轴承盖、轴承Ⅰ、轴承座、上唇形密封圈、上偏心环、轴承Ⅱ、过渡接头、中间心轴、下壳体、下偏心环、下唇形密封圈、锁紧帽、中接头、下心轴、心轴套筒、下接头、偏心钻头、螺钉、盖板、弹簧Ⅰ、弹簧销、止动活塞、钢球、螺帽、弹簧Ⅱ、弹簧Ⅲ和压帽构成；其特征是：上接头（1）上端设置有螺纹，上接头（1）下端与上壳体（4）上端螺纹连接，上壳体（4）下端与中壳体（7）上端螺纹连接，中壳体（7）下端与下壳体（17）上端螺纹连接，下壳体（17）下端与中接头（21）上端螺纹连接；转子（3）下端与万向轴（6）上端螺纹连接，万向轴（6）下端与上心轴（8）上端螺纹连接，上心轴（8）下端与中间心轴（16）上端螺纹连接，中间心轴（16）下端与下心轴（22）上端螺纹连接，下心轴（22）下端与偏心钻头（25）上端螺纹连接；

所述上接头（1）内腔中部设置有阶梯孔，转子（3）上端插入上接头（1）内腔的阶梯孔内，转子（3）上部设置有圆形支撑台（3a），支撑台（3a）上端面设置有推力轴承（2），推力轴承（2）上部与上接头（1）内腔阶梯孔的台阶底面接触，转子（3）上部设置有一段圆柱空腔，转子（3）下部为实心，支撑台（3a）下方设置有圆孔，连通转子（3）上部内腔与外部环空，转子（3）中部设置有螺旋棱（3b），螺旋棱（3b）外侧与定子（5）内表面接触，定子（5）外圆柱面与上壳体（4）内表面粘接在一起；轴承盖（9）端面设置有通孔，轴承盖（9）外圆与中壳体（7）内壁之间设置有密封圈，轴承盖（9）下端与轴承座（11）之间螺纹连接，轴承座（11）内部设置有通孔，轴承Ⅰ（10）置于轴承座（11）和下壳体（17）之间，轴承Ⅰ（10）上端面与轴承盖（9）底部接触，轴承Ⅰ（10）下端面与轴承座（11）下部的台阶面接触；过渡接头（15）置于下壳体（17）内腔，过渡接头（15）上端与轴承座（11）下端螺纹连接，过渡接头（15）内腔上部设置有台肩，上偏心环（13）安装在过渡接头（15）内腔上部，下偏心环（18）安装在过渡接头（15）内腔下部，上偏心环（13）底部与过渡接头（15）内腔上部的台肩接触，上偏心环（13）内部设置有阶梯偏心孔，轴承Ⅱ（14）有两个，其中一个轴承Ⅱ（14）置于上偏心环（13）的偏心孔内，其中一个轴承Ⅱ（14）套在上心轴（8）中部，上心轴（8）中部设置有台肩，其中一个轴承Ⅱ（14）底部与上心轴（8）中部的台肩接触，上心轴（8）上端为实心，上心轴（8）内部设置有中心通道，上心轴（8）上部设置有通孔连通上心轴（8）中心通道与外腔，上偏心环（13）上部与上心轴（8）之间设置有上唇形密封圈（12）；过渡接头（15）内腔下部设置有台肩，下偏心环（18）上端面与过渡接头（15）内腔下部的台肩接触，下偏心环（18）内部设置有阶梯偏心孔，另一个轴承Ⅱ（14）置于下偏心环（18）的偏心孔内，另一个轴承Ⅱ（14）套在中间心轴（16）中部，下偏心环（18）下部与中间心轴（16）之间设置有下唇形密封圈（19），上偏心环（13）内腔偏心孔和下偏心环（18）内腔偏心孔轴线对齐；中间心轴（16）设置有中心通孔，锁紧帽（20）上部与过渡接头（15）下端螺纹连接，锁紧帽（20）内部设置有通孔，锁紧帽（20）顶部与下偏心环（18）底部接触，锁紧帽（20）外圆柱面与下壳体（17）之间设置有密封圈；

所述中接头（21）内腔上部设置一偏心台阶孔，中接头（21）内腔下部设置一偏心台阶孔，中接头（21）内腔上部设置有活塞腔，活塞腔底部和偏心台阶孔中部台阶面设置有通孔连通，该通孔继续向下延伸并在下偏心台阶孔内壁形成一个内半圆槽，中接头（21）内腔上部设置有过流孔（211）连通中接头（21）内腔上端面和活塞腔下部，活塞腔上部设置有一个排气孔连通中接头（21）外圆，中接头（21）上部外圆设置有一个孔，该孔内设置有弹簧Ⅱ（33），弹簧Ⅱ（33）内侧底部设置有钢球（31），弹簧Ⅱ（33）外侧设置有螺帽（32），螺帽（32）与中接头（21）之间螺纹配合，中接头（21）下部外圆设置有一阶梯孔，该阶梯孔内设置有弹簧销（29），弹簧销（29）外侧设置有弹簧Ⅰ（28），弹簧Ⅰ（28）外侧设置有盖板（27），盖板（27）与中接头（21）之间用螺钉（26）连接；

所述下心轴（22）置于中接头（21）的偏心台阶孔内，下心轴（22）上部圆柱面上设置有通孔，连通下心轴（22）内外腔，下心轴（22）中部外表面设置为六方形，下心轴（22）中部的六方形上部设置有卡槽，卡槽内设置有卡簧，下心轴（22）下部外表面为圆柱面；心轴套筒（23）外部为圆柱面，心轴套筒（23）内部为六方形通孔，心轴套筒（23）套在下心轴（22）中部，心轴套筒（23）外圆柱面与中接头（21）内腔下部的偏心台阶孔接触，心轴套筒（23）外圆上部设置有外半圆槽，心轴套筒（23）外圆上部设置有一定位凹槽；中接头（21）下端与下接头（24）上端螺纹连接，下接头（24）底部设置有偏心孔，下心轴（22）穿过下接头（24）底部偏心孔；止动活塞（30）置于活塞腔内，止动活塞（30）上端设置有弹簧Ⅲ（34），弹簧Ⅲ（34）上端设置有压帽（35），压帽（35）与中接头（21）活塞腔之间通过螺纹连接，止动活塞（30）下部为圆柱形活塞杆，圆柱形活塞杆插入心轴套筒（23）外圆上部的外半圆槽与中接头（21）内半圆槽构成的圆柱孔内，止动活塞（30）中部设置有半球形凹槽；

下井前偏心钻头（25）下部本体中心线（251）和中接头（21）中心线对齐，上接头（1）上端与上部钻柱连接并送入井内，进行扩眼作业时，先启动井口方转盘旋转钻柱，带动整个扩眼工具随钻柱一起公转，然后开泵小排量循环钻井液，钻井液从下心轴（22）上部通孔流入中接头（21）内腔上部的过流孔（211）内，钻井液经过流孔（211）进入活塞腔底部并推动止动活塞（30）轴向上移，使活塞杆脱离心轴套筒（23）外圆上部外半圆槽与中接头（21）内半圆槽构成的圆柱孔，钢球（31）被弹簧Ⅱ（33）弹入止动活塞（30）中部的半球形凹槽，此时大排量循环钻井液，高压钻井液作用于螺旋棱（3b）进而驱动转子（3）旋转，转子（3）通过万向轴（6）带动下部具有偏心距的上心轴（8）、中间心轴（16）、下心轴（22）和偏心钻头（25）一起绕其中心线自转，井口方转盘驱动钻柱旋转进而带动整个扩眼工具系统随钻柱一起进行公转，即偏心钻头（25）在公转+自转的复合运动下进行扩眼作业；完成偏心扩眼作业后，停泵、停止方转盘并上提钻柱进行起钻，当偏心钻头（25）下部本体中心线（251）和中接头（21）中心线未对齐时，偏心钻头（25）被上部小井眼卡住，此时开泵小排量循环钻井液驱动转子（3）带动偏心钻头（25）缓慢旋转，并继续缓慢上提钻柱，钻柱拉动上接头（1）、上壳体（4）、中壳体（7）和下壳体（17）进而带动中接头（21）沿下心轴（22）上移，当偏心钻头（25）旋转至下部本体中心线（251）和中接头（21）中心线对齐时，即中接头（21）下部的弹簧销（29）与心轴套筒（23）的定位凹槽完全对正，弹簧销（29）被弹簧Ⅰ（28）弹入定位凹槽内，此时即可停泵继续上提钻柱，将整个偏心扩眼工具全部可靠回收。