专利名称：适用于扩眼器的刀翼机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种钻井的井下扩眼工具，具体来说就是涉及一种钻井过程中扩眼作业时适用于扩眼器的刀翼机构，用于石油天然气钻井技术，属于井下工具的设计制造技术领域。
背景技术：
在油气钻井作业的过程中，为了下入套管的方便，或者在钻遇易于缩径的地层时，被钻成的井眼常常都有不同程度缩径，在这种情况下，就需要将井眼扩大为直径较大的井眼。随着油气钻井向着深井、超深井，以及闻压油气井钻井等领域转移，钻井面临的问题也来越多。扩眼技术作为处理钻井异常状况的一种重要手段也在不断发展，不但可以作为单纯的扩大井眼的工具，也可以作为应对易塌易漏地层的工具，可以实现小间隙固井，降低钻井成本。扩眼技术就是采用随钻扩眼工具来扩大井眼的一种技术。常见的扩眼器主要包括固定翼扩眼器和可动翼扩眼刀器两种，固定翼扩眼器主要由钻头和扩眼刀翼两部分构成，由于扩眼刀翼比钻头的直径大，所以可钻出将钻头钻出的井眼扩大到设计要求的井眼直径；可动翼扩眼器有臂式和块式两种，臂式扩眼器是将扩眼体由销轴固定在本体上，扩眼体可围绕销轴做一定角度的旋转，扩眼体张开后，直径经大于钻头和扩眼器本体，因此可以扩大井眼；块式扩眼器的扩眼体基本为楔状，但是扩眼体是固定在本体上的，因此不能旋转，但是在需要扩眼的地层时，在液压的作用下，扩眼体被推出本体实施扩眼。例如，授权公告号为CN202100198 U就是一种块式扩眼器；授权公告号为CN201843524 U.CN201778658 U以及申请公布号为101725322 A的专利文件所公开的就是臂式扩眼器。上述现有技术可以完成特定的扩眼任务，但是还存在如下不足:一、由于钻井过程中，扩眼刀翼的伸缩容易导致钻井液很容易进入扩眼体的关节部件，影响刀翼的灵活度，固定翼的扩眼器收到工具本体壁厚的限制，因此扩眼尺寸较小，最多自能将领眼扩大25%左右，不能全面满足需要。二、不能根据需要适当地扩大扩眼器扩眼的直径，使用的局限性较大。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有扩眼器存在的上述问题，提供一种适用于扩眼器的刀翼机构，本实用新型具有收缩能力，不会受到工具本体壁厚的限制，扩眼尺寸较大。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:一种适用于扩眼器的刀翼机构，其特征在于:包括主刀翼和副刀翼，所述主刀翼为结构相同的两个，且对称设置；副刀翼为结构相同的两个，且对称设置；主刀翼和副刀翼设置在同一圆周上，且圆周的外径与扩眼器外筒的外径相同。所述主刀翼和副刀翼上均设置有与扩张器配合的扩张轨道，主刀翼的扩张端呈弯钩状，副刀翼的扩张端呈刀尖状。[0009]所述扩张轨道包括内凹的直段和与直段呈一体的弧形段。所述主刀翼的扩张端呈弯钩状，弯钩状呈梯形，梯形的上底为外端部，两个主刀翼的扩张端相向设置。所述主刀翼和副刀翼上沿外扩方向均设置有限位槽，限位槽中连接有与限位槽配合的限位件，所述限位件为刀翼限位螺钉。采用本实用新型的优点在于:一、本实用新型中，所述刀翼机构包括主刀翼和副刀翼，所述主刀翼为结构相同的两个，对称设置在刀翼槽内，副刀翼为结构相同的两个，对称设置在刀翼槽内，主刀翼和副刀翼设置在同一圆周上，且圆周的外径与扩眼器外筒的外径相同，采用此结构当扩眼器还没有到达扩眼的位置时，设置的刀翼机构是收拢的，只有井上给予一定的压力才能推动传动轴向下，并推开主刀翼和副刀翼，开始扩眼的工作，不会影响钻井作业；并且采用四个刀翼，受力更均匀，更有利于进行扩眼的工作，不会像固定式扩眼器那样受到工具本体壁厚的限制，因此扩眼尺寸较大，超过固定式扩眼器的最大扩眼幅度25%，能够很好的满足现场需要。二、本实用新型中，所述主刀翼和副刀翼上均设置有与扩眼器的扩张器配合的扩张轨道，主刀翼的扩张端呈弯钩状，副刀翼的扩张端呈刀尖状，采用此结构是靠扩张器来决定刀翼张开的大小的，因而在需要的时候，只要更换相应的扩张器，就能适当地扩大扩眼器扩眼的直径，而且更换的方式也很方便，弯钩状与刀尖状配合进行划眼工作，提高了划眼作业效率。三、本实用新型中，所述扩张轨道包括内凹的直段和与直段呈一体的弧形段，在向外扩张前，扩张器位于内凹的直段上，保证了设置的刀翼机构是收拢的，在向外扩张时，扩张器在弧形段上运动，扩张器与弧形段的扩张轨道配合实现扩眼作业，更易于扩眼工作的正常进行。四、本实用新型中，所述主刀翼的扩张端呈弯钩状，弯钩状呈梯形，梯形的上底为外端部，两个主刀翼的扩张端相向设置，采用此结构便于主刀翼的收拢和进行扩眼作业时向外扩张。五、本实用新型中，所述主刀翼和副刀翼上沿外扩方向均设置有限位槽，限位槽中连接有与限位槽配合的限位件，所述限位件为刀翼限位螺钉，采用此结构便于对刀翼机构的外扩范围进行控制，限制刀翼无限度的扩张，使扩张后的刀翼直径限制在规定的范围内。
图1为本实用新型主刀翼的放大结构示意图图2为本实用新型副刀翼的放大结构示意图图3为本实用新型应用在扩眼器中刀翼机构外扩时的总装示意图图4为本实用新型应用在扩眼器中刀翼机构收拢时的总装示意图图5为图3或者图4轴向转动90度的结构示意图图6为扩眼器的传动轴机构的结构示意图图7为扩眼器的外筒结构示意图图8为图6中的凸轮槽放大结构示意图[0026]图9为图8的径向截面示意图图10为图3中B-B面结构示意图图11为图3中下端A向结构示意图图中标记为:1、传动轴；2、端盖；3、垫圈；4、固定套；5、固定套密封圈；6、外筒密封圈；7、外筒；8、固定滑套；9、连接销；10、复位弹簧；11、固定轴；12、堵头密封圈；13、凸轮块；14、刀翼销；15、主刀翼；16、副刀翼；17、刀翼限位螺钉；18、限位螺钉垫圈；19、限位槽；20、凸轮块螺钉；21、固定轴密封圈；22、堵头；23、扩张轨道；24、弹簧槽；25、销孔；26、刀翼槽；27、刀翼销孔；28、端盖槽；29、流道；30、凸轮槽，31、通道。
具体实施方式
实施例1—种适用于扩眼器的刀翼机构,包括主刀翼15和副刀翼16,所述主刀翼15为结构相同的两个，对称设置在刀翼槽26内，副刀翼16为结构相同的两个，对称设置在刀翼槽26内；主刀翼15和副刀翼16设置在同一圆周上，且圆周的外径与扩眼器外筒7的外径相同。主刀翼15和副刀翼16的数量并不局限于此，但以此为最佳方式。本实用新型中，所述主刀翼15和副刀翼16上均设置有与扩张器配合的扩张轨道23，但并不局限于扩张轨道这种方式，也可采用现有技术中的其它结构实现；主刀翼15的扩张端呈弯钩状，副刀翼16的扩张端呈刀尖状，主刀翼15和副刀翼16的结构此为最佳方式，也可采用现有技术中的类似刀翼结构。进一步地，所述扩张轨道23包括内凹的直段和与直段呈一体的弧形段，在向外扩张前，扩张器位于内凹的直段上，在向外扩张时，扩张器在弧形段上运动。本实用新型中，所述主刀翼15的扩张端呈弯钩状，弯钩状呈梯形，梯形的上底为外端部，两个主刀翼的扩张端相向设置，但并不局限于此形状。本实用新型中，所述主刀翼15和副刀翼16上沿外扩方向均设置有限位槽19，刀翼槽26上固定连接有位于限位槽19中的限位件，限位件和限位槽配合对刀翼外扩的扩张度进行限定，所述限位件为刀翼限位螺钉17。实施例2本实施例是对本实用新型应用到扩眼中所进行的详细说明。扩眼器，包括外筒7和刀翼机构，还包括设置在外筒7内并沿外筒7轴向滑动的传动轴机构和使传动轴机构复位的复位机构，所述外筒7上端设置有与传动轴机构外壁配合密封的第一密封结构，下端设置有刀翼槽26，外筒7的端部设置有第二密封结构，刀翼机构设置在刀翼槽26内，传动轴机构上设置有带动刀翼机构向外扩张的扩张器，且传动轴机构的内腔与刀翼槽26连通。其中，所述扩张器为固定设置在传动轴机构上的凸轮块13，所述凸轮块13为四个，分别与主刀翼15和副刀翼16的扩张轨道23配合，扩张器并局限于凸轮块，数量也不局限于四个。其中，所述第一密封结构包括固定套4和端盖2，外筒7的上端设置为端盖槽28，固定套4和端盖2设置在端盖槽28内，固定套4通过端盖2固定在端盖槽28内，固定套4上设置有与传动轴机构外壁配合的固定套密封圈5。[0041 ] 其中，所述第二密封结构包括堵头22和堵头密封圈12，堵头22设置在外筒7下端部，堵头密封圈12设置在外筒7内壁上与堵头22配合密封。在所述外筒7上开有多个销孔25，销孔25内设置有连接销9，外筒7内设置有与传动轴机构配合的固定滑套8，固定滑套8通过连接销9与外筒7连接。在所述外筒7下端设置的刀翼槽26形状与刀翼机构相适配，刀翼槽26内设置有与刀翼机构连接的刀翼销孔27，所述主刀翼15和副刀翼16分别通过刀翼销14、刀翼销孔27与刀翼槽26连接。其中，所述传动轴机构包括传动轴I和与传动轴I固定连接的固定轴11,传动轴I内腔与固定轴11内腔连通；固定轴11与传动轴I连接的一端设置有外筒密封圈6，外筒密封圈6与外筒7内壁配合密封，固定套密封圈5与传动轴I外壁配合密封。其中，所述传动轴I与固定轴11连接的一端设置有通道31，通道31与外筒7和传动轴I之间的空隙连通，且空隙位于固定套密封圈5和外筒密封圈6之间。其中，所述固定轴11的另一端设有凸轮槽30，扩张器设置在凸轮槽30内；凸轮槽30与固定轴11端部之间设置有流道29和固定轴密封圈21，固定轴11内腔与刀翼槽26通过流道29连通，固定轴密封圈21与外筒7内壁配合密封。其中，所述复位机构包括复位弹簧10和弹簧槽24，弹簧槽24设置在外筒7内腔中，复位弹簧10设置在弹簧槽24中与固定轴11配合。扩眼器的工作原理为:使用的时候，将本实用新型的上端连接在钻具上，下入井内，当到达需要扩眼的井段后，泥浆泵增大排量，井下蹩压导致泵压升高，井上的压力推动传动轴I向下移动，传动轴I压缩复位弹簧10继续下行，设置在传动轴I下端的凸轮块13下行分别与主刀翼15以及副刀翼16的扩张轨道23的弧形段接触，由于主刀翼15、副刀翼16形成的圆周的内径小于凸轮块13外径，不足以使凸轮块13通过，于是凸轮块13同时推动主刀翼15和副刀翼16往外扩张，使主刀翼15和副刀翼16张开，在钻机的带动下，继续钻进，由于主刀翼向外张开，加大了扩眼器的直径，因此在钻进时就可以扩大井眼的直径，当需要进一步扩大井眼的直径时，将本实用新型取出地面，更换较大的凸轮块13，再次下入井内，并重复上述扩眼的施工过程，由于凸轮块13的型号较大，因此在推开主刀翼15和副刀翼16时，主刀翼15和副刀翼16的张开度就会较大，因此切削井眼的直径就会较大，因此可以起到进一步扩大井眼的技术效果。实施例3本实施例是对本实用新型应用到扩眼中所进行的进一步详细说明。外筒7为圆柱体结构，圆柱体的下端有刀翼槽26和连接主刀翼15和副刀翼16的刀翼销孔27，主刀翼15和副刀翼16通过刀翼销孔27连接在刀翼槽26内，外筒7的后端有端盖槽28，组装后的端盖2是设置在端盖槽28内的，在端盖2的前端有固定套4，在固定套4与传动轴I之间设置有固定套密封圈5 ;在外筒7的中段设置有销孔25和弹簧槽24，组装后，通过销孔25由连接销9固定外筒7与固定滑套8 ;传动轴I的下端即扩眼端设置有凸轮槽30和流道29，凸轮槽30用于安放凸轮块13，传动轴I连接有固定轴11，固定轴11的外圆为八方结构，在固定轴11的外面套有固定滑套8，固定滑套8为外圆内八方的形状，固定轴11的外八方结构与固定滑套8的内八方结构相配合，设置的八方结构可以起到上下滑动，并使传动轴I向外筒7传递扭矩的作用。[0052]在传动轴上设置的通道31可以使液体通过，可以起到加大截面积的作用，达到增大传动轴I上部压力的面积，推动传动轴1，并使凸轮块13向下运动，推开主刀翼15、副刀翼16 ;下端的流道29在扩眼钻进时候，可以起到清洗和冷却刀翼的作用；在固定轴11的下端是弹簧槽24，设置有复位弹簧10 ;在固定滑套8本体上设置有固定销孔，用于与外筒7的固定连接；传动轴I的下端的四个面上由凸轮块螺钉20分别固定有四个凸轮块13，一个凸轮块13对应一个刀翼的扩张轨道。刀翼机构由主刀翼15和副刀翼16构成，主刀翼15的前端为弯钩型状，弯构型部分有一个向后的梯形，由于对称设置两把主刀翼15，所以，设置的梯形结构在收拢两把主刀翼15时，两个梯形结构能够相互容纳，达到收拢后的主刀翼直径完全与外筒一致。副刀翼16的前端为直尖形状，直尖形状也有一个向后的梯形，由于对称设置两把副刀翼16，所以，设置的梯形结构在收拢两把副刀翼16时，两个梯形结构也能够相互容纳，达到收拢后的副刀翼直径完全与外筒一致。收拢的结构有很多，因此，刀翼机构的结构并不局限于此。在主刀翼15和副刀翼16上设置有扩张轨道23，刀翼销14穿过主刀翼15的销孔以及刀翼销孔27,固定王刀翼15,副刀翼16进彳丁冋样的固定；两片王刀翼15对称安装，两片副刀翼16对称安装，安装以后的主刀翼15收拢时，其前端弯构型部分向后的梯形互相收入对称刀翼的弯钩部分；在主、副刀翼上还设置有限位槽19，限位槽中连接有刀翼限位螺钉17，刀翼限位螺钉17和限位螺钉垫圈18使刀翼限位块固定，对主刀翼15和副刀翼16进行限位，限制刀翼无限度的扩张，使扩张后的刀翼限制在规定的直径范围内。实施例4本实用新型应用到扩眼器中，扩眼器的组装顺序是:在外筒7内螺纹方向装入复位弹簧10，然后放入固定滑套8，固定滑套8为外圆内八方的形状，固定轴11的外八方结构与固定滑套8的内八方结构相配合；在传动轴I上安装外筒密封圈6，在固定套4装上固定套密封圈5后，将传动轴I从外筒7内螺纹方向放入外筒7，在外筒7内螺纹端面上放置垫圈3，再放入端盖2，端盖2与外筒7以螺纹连接，然后把连接销9放入销孔25。把四个凸轮块13分别安装于传动轴I的下端的四个面上的凸轮槽30内，然后由凸轮块螺钉20将凸轮块13与凸轮槽30内的销孔连接；堵头22和传动轴I通过螺纹连接。把堵头22安装于外筒7上，堵头22和外筒7通过螺纹连接。将刀翼销14穿过主刀翼15的销孔以及刀翼销孔27，把两个对称设置的主刀翼15固定在外筒7的下端上，两个对称安装的副刀翼16也以同样的方式固定连接。刀翼限位螺钉17和限位螺钉垫圈18安装于外筒的刀翼槽26内，对主刀翼15和副刀翼16进行张开度限位。
权利要求1.一种适用于扩眼器的刀翼机构，其特征在于:包括主刀翼(15)和副刀翼(16)，所述主刀翼(15)为结构相同的两个，且对称设置；副刀翼(15)为结构相同的两个，且对称设置；主刀翼(15)和副刀翼(16)设置在同一圆周上，且圆周的外径与扩眼器外筒的外径相同。
2.根据权利要求1所述的适用于扩眼器的刀翼机构，其特征在于:所述主刀翼(15)和副刀翼(16)上均设置有与扩张器配合的扩张轨道(23)，主刀翼(15)的扩张端呈弯钩状，副刀翼(16)的扩张端呈刀尖状。
3.根据权利要求2所述的适用于扩眼器的刀翼机构，其特征在于:所述扩张轨道(23)包括内凹的直段和与直段呈一体的弧形段。
4.根据权利要求2或3所述的适用于扩眼器的刀翼机构，其特征在于:所述主刀翼(15)的扩张端呈弯钩状，弯钩状呈梯形，梯形的上底为外端部，两个主刀翼的扩张端相向设置。
5.根据权利要求2或3所述的适用于扩眼器的刀翼机构，其特征在于:所述主刀翼(15)和副刀翼(16)上沿外扩方向均设置有限位槽(19)，限位槽(19)中连接有与限位槽配合的限位件。
专利摘要本实用新型公开了一种适用于扩眼器的刀翼机构，用于石油天然气钻井技术，属于井下工具的设计制造技术领域。包括主刀翼和副刀翼，所述主刀翼为结构相同的两个，且对称设置；副刀翼为结构相同的两个，且对称设置；主刀翼和副刀翼设置在同一圆周上，且圆周的外径与扩眼器外筒的外径相同。本实用新型具有收缩能力，不会受到工具本体壁厚的限制，扩眼尺寸较大。
文档编号E21B10/32GK202970482SQ20122064800
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者陈立, 付晓平, 徐文, 胡畔, 李伟成, 唐聪 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司