本發(fā)明涉及石油天然氣鉆井作業(yè)工具領(lǐng)域，是一種滑動(dòng)鉆進(jìn)模式下的隨鉆微擴(kuò)眼器，可以應(yīng)用于定向井、水平井、大位移井等需要滑動(dòng)鉆進(jìn)模式的情況。

背景技術(shù)：

鉆井過(guò)程中，有多種原因可能導(dǎo)致井眼直徑小于鉆頭的理論直徑，如泥頁(yè)巖的吸水膨脹；砂巖易形成很厚的泥餅發(fā)生縮徑；鹽膏層的蠕動(dòng)；地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力及斷層引起的縮徑；液柱壓力降低造成的縮徑；鉆井液密度低、失水高造成的縮徑；鉆頭保徑磨損造成的縮徑；工藝技術(shù)措施不當(dāng)造成的縮徑等等。同時(shí)，巖屑床、微狗腿、微臺(tái)階等也可能造成井眼直徑小于鉆頭直徑。井眼有效直徑變小給鉆井帶來(lái)的直接危害是起下鉆困難、下鉆產(chǎn)生激動(dòng)壓力導(dǎo)致井眼漏失、起鉆的產(chǎn)生抽吸壓力導(dǎo)致井涌甚或井噴。

傳統(tǒng)的解決縮徑問(wèn)題的方法主要從鉆井工藝方面考慮，包括：依據(jù)造成井眼縮徑的因素和情況優(yōu)化井眼設(shè)計(jì)方案、采取合適的液柱壓力、選用不同的鉆井液體系并保持穩(wěn)定良好的鉆井液性能、采取定進(jìn)尺劃眼并強(qiáng)化短程起下鉆等工程輔助措施。目前尚未有專門解決縮頸問(wèn)題的井下工具。尤其是在定向井、水平井等常用的滑動(dòng)鉆井模式下，缺乏擴(kuò)大縮頸同時(shí)破壞巖屑床的井下工具。直接導(dǎo)致處理該類問(wèn)題的時(shí)間增多，鉆井風(fēng)險(xiǎn)提高的同時(shí)造成鉆井周期增長(zhǎng)，鉆井費(fèi)用大幅提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種具有在鉆進(jìn)或定向鉆進(jìn)的同時(shí)修整井眼的功能的滑動(dòng)鉆進(jìn)模式下的隨鉆微擴(kuò)眼器。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

一種滑動(dòng)鉆進(jìn)模式下的隨鉆微擴(kuò)眼器，由液驅(qū)馬達(dá)和微擴(kuò)眼器兩部分連接構(gòu)成，其中：微擴(kuò)眼器包括本體和套裝在本體外的殼體；本體周邊沿軸向開設(shè)一個(gè)或多個(gè)齒輪軸孔和扭矩傳遞齒輪槽，與之對(duì)應(yīng)的齒輪軸和扭矩傳遞齒輪分別置于齒輪軸孔和扭矩傳遞齒輪槽內(nèi)并保持聯(lián)動(dòng)，殼體外部設(shè)有刀翼，殼體內(nèi)部設(shè)有與扭矩傳遞齒輪配合的環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽內(nèi)壁設(shè)有與扭矩傳遞齒輪齒合的鋸齒；液驅(qū)馬達(dá)的輸出軸周邊設(shè)有與扭矩傳遞齒輪齒合的鋸齒，殼體上下端部?jī)?nèi)表面與本體結(jié)合部為旋轉(zhuǎn)密封配合。

上述方案進(jìn)一步包括：

齒輪軸自由端通過(guò)擋銷和齒輪軸密封圈與本體構(gòu)成限位和密封配合，在扭矩傳遞齒輪兩個(gè)軸端與本體結(jié)合部均設(shè)有軸承，殼體上下端部?jī)?nèi)表面與本體結(jié)合部設(shè)有多級(jí)密封圈。

齒輪軸和扭矩傳遞齒輪為兩組，并均布在本體和殼體周邊。

殼體外部的刀翼為微偏心刀翼，并在刀翼上設(shè)有切削齒。

本發(fā)明滑動(dòng)鉆進(jìn)模式下的隨鉆微擴(kuò)眼器，液驅(qū)馬達(dá)的馬達(dá)軸下部通過(guò)外沿的齒輪與扭矩傳遞齒輪擬合，兩個(gè)周向均布的扭矩傳遞齒輪由齒輪軸固定于微擴(kuò)眼器本體上，外部與微擴(kuò)眼器殼體內(nèi)部的齒輪擬合。齒輪軸和微擴(kuò)眼器殼體處均有密封圈來(lái)實(shí)現(xiàn)密封鉆井液壓力。當(dāng)有鉆井液流經(jīng)井下馬達(dá)時(shí)，帶動(dòng)馬達(dá)芯軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，馬達(dá)軸通過(guò)齒輪帶動(dòng)扭矩傳遞齒輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，扭矩傳遞齒輪通過(guò)齒輪帶動(dòng)微擴(kuò)眼器殼體順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。因此即使在滑動(dòng)鉆進(jìn)模式，只要有鉆井液通過(guò)本工具，微擴(kuò)眼器殼體它采用馬達(dá)帶動(dòng)偏心擴(kuò)眼殼體的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)鉆進(jìn)模式的同時(shí)進(jìn)行隨鉆井眼微擴(kuò)，破壞鍵槽及巖屑床，實(shí)現(xiàn)了在鉆進(jìn)或定向鉆進(jìn)的同時(shí)修整井眼的功能。即可順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到隨鉆微擴(kuò)的目的。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：只要鉆井泵工作，有鉆井液通過(guò)井下馬達(dá)，即可帶動(dòng)微擴(kuò)眼器殼體轉(zhuǎn)動(dòng)工作，對(duì)井眼進(jìn)行修整，而無(wú)需專門劃眼，在鉆進(jìn)、循環(huán)鉆井液等多種工況下均可起到同時(shí)微擴(kuò)修整井壁的作用，從而提高了修整的時(shí)間，井眼更順暢，使得起下鉆及下套管作業(yè)順利進(jìn)行，降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)減少了作業(yè)周期。

附圖說(shuō)明

圖1是隨鉆微擴(kuò)眼器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1在A-A的剖視圖。

圖中：1.液驅(qū)馬達(dá)，2.擋銷及墊片，3.齒輪軸密封圈，4.殼體上密封圈，5.微擴(kuò)眼器本體，6.齒輪軸上軸承，7.齒輪軸，8.扭矩傳遞齒輪，9.微擴(kuò)眼器殼體，10.齒輪軸下軸承，11.殼體下密封圈。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖說(shuō)明中的圖1、圖2對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

在圖1中所示，一種滑動(dòng)鉆進(jìn)模式下的隨鉆微擴(kuò)眼器，包括液驅(qū)馬達(dá)1，擋銷2，齒輪軸密封圈3，殼體上密封圈4，微擴(kuò)眼器本體（簡(jiǎn)稱本體）5，齒輪軸上軸承6，齒輪軸7，扭矩傳遞齒輪8，微擴(kuò)眼器殼體（簡(jiǎn)稱殼體）9，齒輪軸下軸承10，殼體下密封圈11。

本體5上部和下部均為鉆具常用扣型，上部通過(guò)液驅(qū)馬達(dá)1進(jìn)行動(dòng)力輸出，下部通過(guò)馬達(dá)芯軸外沿的齒輪與扭矩傳遞齒輪8擬合，扭矩傳遞齒輪8由齒輪軸7固定于微擴(kuò)眼器本體5上，齒輪軸上部采用擋銷2固定于微擴(kuò)眼器本體5內(nèi)，扭矩傳遞齒輪8的外部與微擴(kuò)眼器殼體9內(nèi)部的齒輪擬合。

微擴(kuò)眼器殼體9由井下馬達(dá)1通過(guò)馬達(dá)軸提供旋轉(zhuǎn)所需動(dòng)力，達(dá)到只要鉆井液流過(guò)即可帶動(dòng)微擴(kuò)眼器殼體9旋轉(zhuǎn)進(jìn)行微擴(kuò)眼的目的。

扭矩傳遞齒輪8的齒輪軸7通過(guò)滾珠軸承6和10安裝在微擴(kuò)眼器本體5內(nèi)，通過(guò)鉆井液進(jìn)行潤(rùn)滑與降溫。

兩個(gè)扭矩傳遞齒輪8由齒輪軸7周向均布的固定于微擴(kuò)眼器本體上。

扭矩傳遞齒輪8的齒輪軸7通過(guò)齒輪軸密封圈3進(jìn)行密封，殼體通過(guò)三道殼體上密封圈4和三道殼體下密封圈11進(jìn)行密封。

采用容積式馬達(dá)提供動(dòng)力，采用齒輪傳動(dòng)系驅(qū)動(dòng)擴(kuò)眼殼體上的微偏心刀翼。

工具的所有活動(dòng)部件均內(nèi)置于工具本體內(nèi)。

其工作原理和使用過(guò)程：微擴(kuò)眼器本體5上部和下部均為鉆具常用扣型，用以將工具連接在鉆具中，使用時(shí)鉆具上部通過(guò)液驅(qū)馬達(dá)1進(jìn)行動(dòng)力輸出，下部通過(guò)馬達(dá)芯軸下部外沿的齒輪與扭矩傳遞齒輪8擬合，兩個(gè)周向均布的扭矩傳遞齒輪8由齒輪軸7固定于微擴(kuò)眼器本體上，齒輪軸上部采用帶墊片的擋銷2固定于微擴(kuò)眼器本體5內(nèi)，扭矩傳遞齒輪8的外部與微擴(kuò)眼器殼體9內(nèi)部的齒輪擬合。微擴(kuò)眼器殼體9與擴(kuò)眼器本體5采用三道上密封圈4和三道下密封圈11密封鉆具內(nèi)鉆井液壓力。當(dāng)有鉆井液流經(jīng)井下馬達(dá)時(shí)，帶動(dòng)馬達(dá)芯軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，馬達(dá)芯軸通過(guò)齒輪帶動(dòng)扭矩傳遞齒輪8逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，扭矩傳遞齒輪8通過(guò)齒輪帶動(dòng)微擴(kuò)眼器殼體9順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。微擴(kuò)眼器殼體采用偏心結(jié)構(gòu)，如圖2所示，在工具旋轉(zhuǎn)時(shí)可以獲得比井眼直徑稍大的井眼，達(dá)到井眼微擴(kuò)的目的。因此即使在滑動(dòng)鉆進(jìn)模式，只要有鉆井液通過(guò)本工具，微擴(kuò)眼器殼體即可順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到隨鉆微擴(kuò)眼的目的。