扩张式局部反循环磨铣工具的制作方法

本实用新型涉及井下落物的磨铣作业技术领域，特别涉及一种扩张式局部反循环磨铣工具。

背景技术：

当井下有落物无法打捞时，需通过磨铣作业将落物磨铣成碎屑，并由修井液循环带至地面。一般使用的正循环方式要求的排量较大，将会浪费较多的修井液。反循环的方式需要的泵压较高，对地面泵注设备是一个挑战。因此，发展到局部反循环的方式，但是在使用过程中发现，由于工具内部的循环摩阻大于工具上部环空的循环摩阻，使得修井液进入工具内的阻力较大，所以，在局部反循环的出液孔喷出的修井液未能冲击井底并携带碎屑进入工具内部，而是直接由环空上返至地面，即局部反循环的修井液未能与井底的碎屑相接触，从而失去了局部反循环的意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种能够有效解决背景技术中存在的问题的扩张式局部反循环磨铣工具。

为此，本实用新型技术方案如下：

一种扩张式局部反循环磨铣工具，包括本体、扩张式胶筒，支撑卡瓦和磨鞋；其中，

本体为圆柱形，自其顶端端面中心处沿轴向向下开设有第一盲孔，自其底端端面中心处沿轴向向上开设有第二盲孔；在本体的一侧侧壁内沿轴向开设有一条输液孔道，且输液孔道的顶端通过径向开孔与第一盲孔相连通、底端通过自上而下开设的斜向开孔与本体外部相连通；在本体的另一侧侧壁上开设有返屑孔，返屑孔自本体的外壁斜向向下开设，使其与第二盲孔顶部相连通；

在本体的中部外壁上开设有环形凹槽，使扩张式胶筒和支撑卡瓦自上而下套装并固定在环形凹槽内的槽壁上，且支撑卡瓦与扩张式胶筒相互配合，使支撑卡瓦能够上行挤压扩张式胶筒扩张至封堵套管与本体之间形成的环空空间；

磨鞋设置在本体的底端并固定在第二盲孔的孔壁上。

进一步地，斜向开孔的中轴线与本体的中轴线之间的所成夹角为60°；返屑孔的中轴线与本体的中轴线之间的所成夹角为60°。

进一步地，扩张式胶筒包括胶筒、支撑骨架和滚动轴承；其中，支撑骨架为圆柱形筒体结构，其内径自上而下逐渐增大使其内壁呈锥面，且自底端端面沿轴向向上开设有多条沿筒体圆周方向均布设置的第一割缝；胶筒套装在支撑骨架的外侧；滚动轴承固定在本体的顶端内壁上。

更进一步地，每条第一割缝的缝宽自下而上逐渐减小，使支撑骨架具有外扩和内缩的变形量。

进一步地，支撑卡瓦为直径自上而下逐渐增大的锥形筒状结构；锥形筒的外壁锥度与支撑骨架的内壁锥度相同，且其顶端外径与支撑骨架的底端外径相适应、底端外径大于本体的外径；自锥形筒顶端端面沿轴向向上开设有多条沿锥形筒圆周方向均布设置的第二割缝，锥形筒的底端内壁上设有环形凸台。

更进一步地，每条第二割缝的缝宽自上而下逐渐减小，使支撑卡瓦具有外扩和内缩的变形量。

进一步地，本体的顶端外壁上设有连接外螺纹。

与现有技术相比，该扩张式局部反循环磨铣工具利用流体的压差使胶筒膨胀密封油套环形空间，迫使修井液流向井底，形成完整的局部反循环，停泵后胶筒自动缩回，便于工具起出井内，可保证局部反循环流动的稳定性，提高碎屑的冲洗携带效率，从而提高磨铣作业的施工效率。

附图说明

图1为本实用新型的扩张式局部反循环磨铣工具的初始状态的结构示意图；

图2为本实用新型的扩张式局部反循环磨铣工具的密封状态的结构示意图；

图3为本实用新型的扩张式局部反循环磨铣工具的扩张式胶筒的结构示意图；

图4为本实用新型的扩张式局部反循环磨铣工具的扩张式胶筒的支撑骨架的结构示意图；

图5为本实用新型的本实用新型的扩张式局部反循环磨铣工具的支撑卡瓦的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明，但下述实施例绝非对本实用新型有任何限制。

如图1所示，该扩张式局部反循环磨铣工具包括本体1、扩张式胶筒2，支撑卡瓦6和磨鞋4。

本体1为圆柱形，自其顶端端面中心处沿轴向向下开设有第一盲孔，自其底端端面中心处沿轴向向上开设有第二盲孔，且第二盲孔开设置至其孔底邻近第一盲孔的孔底；其中，第一盲孔作为输液通道，第二盲孔作为返屑通道；

在本体1的一侧侧壁内沿轴向开设有一条输液孔道3，且输液孔道3的顶端通过径向开孔与第一盲孔相连通、底端通过自上而下开设的斜向开孔与本体1外部相连通；具体地，斜向开孔的中轴线与本体1的中轴线之间的所成夹角为60°；

在本体1的另一侧侧壁上开设有返屑孔5，返屑孔5自本体1的外壁斜向向下开设，使其与第二盲孔顶部相连通；具体地，返屑孔5的中轴线与本体1的中轴线之间的所成夹角为60°；

如图2所示，在本体1的中部外壁上开设有环形凹槽，使扩张式胶筒2和支撑卡瓦6自上而下套装并固定在环形凹槽内的槽壁上，同时该环形凹槽的上、下两侧槽壁也作为二者的限位台阶，使二者始终设置在环形凹槽内；支撑卡瓦6与扩张式胶筒2相互配合，使支撑卡瓦6能够上行挤压扩张式胶筒2扩张至封堵套管与本体1之间形成的环空空间；具体地，

如图3和图4所示，扩张式胶筒2包括胶筒2-1、支撑骨架2-2和滚动轴承2-3；其中，支撑骨架2-2为圆柱形筒体结构，其内径自上而下逐渐增大使其内壁呈锥面，且自底端端面沿轴向向上开设有六条沿筒体圆周方向均布设置的第一割缝；具体地，每条第一割缝的缝宽自下而上逐渐减小，使支撑骨架2-2具有外扩和内缩的变形量；

胶筒2-1套装在支撑骨架2-2的外侧；滚动轴承2-3固定在本体1的顶端内壁上，使扩张式胶筒2通过滚动轴承2-3可转动地套装在本体1上，以保证本体1带动磨鞋4旋转磨铣时胶筒2-1不旋转，防止胶筒2-1磨损；

如图3所示，支撑卡瓦6为直径自上而下逐渐增大的锥形筒状结构；锥形筒的外壁锥度与支撑骨架2-2的内壁锥度相同，且其顶端外径与支撑骨架2-2的底端外径相适应、底端外径大于本体1的外径，使支撑卡瓦6在液压作用下能够上行至插入胶筒2-1的支撑骨架2-2内，并推动支撑骨架2-2向外侧挤压胶筒2-1扩张，从而实现胶筒2-1封闭本体1与套管之间形成的环形空间处；

自锥形筒顶端端面沿轴向向上开设有六条沿锥形筒圆周方向均布设置的第二割缝，锥形筒的底端内壁上设有环形凸台；具体地，每条第二割缝的缝宽自上而下逐渐减小，使支撑卡瓦6具有外扩和内缩的变形量。

如图1和图2所示，磨鞋4设置在本体1的底端并固定在第二盲孔的孔壁上；同时，在本体1的顶端外壁上设有用于与上部管柱连接的连接外螺纹。

该扩张式局部反循环磨铣工具的工作原理如下：

当开泵循环进行磨铣作业时，修井液进入输液通道，并经过输液孔道3由出斜向开孔高速喷出，由于扩张式胶筒2的下部压力大于其上部的压力，在支撑卡瓦6的下表面产生一个上下的压差，下部压力大于上部压力，进而在该压差的作用下，支撑卡瓦6向上移动，插入扩张式胶筒2的支撑骨架2-2内部，持续向上顶压支撑骨架2-2，使其逐渐扩张，套装在支撑骨架2-2外侧的胶筒2-3随之扩张膨胀，密封工具本体1与套管之间的环形空间，迫使修井液流向井底，携带磨铣形成的碎屑进入工具内部，并由返屑孔5排至套管与本体1之间形成的环形空间内，随之返至地面以上，形成完整的局部反循环；而当停泵停止循环时，由于支撑卡瓦6的上、下压差消失，其在重力作用下回落，进而扩张式胶筒的支撑骨架2-2恢复形变至初始状态，胶筒2-1也随之自动缩回，此时工具可自井内起出。

以上所述仅为本实用新型最具代表性的实施方式，凡依据本实用新型申请专利范围内所做的均等变化与修饰，均应属于本实用新型的涵盖范围。