[發明專利]反循環流道式雙級擴孔器

在審

• 申請號: 201711430896.7
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN107965270A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 魏秦文;任斌;尹永清;董超群;曲海;任連城;郭詠梅;田芳;巫尚蔚;韓濤
• 申請（專利權）人: 重慶科技學院
• 主分類號: E21B10/34
• 分類號: E21B10/34;E21B10/50;E21B10/16;E21B10/18
• 代理公司: 重慶蘊博君晟知識產權代理事務所(普通合伙)50223
• 代理人: 王玉芝,楊明

技術領域

本發明屬于水平定向鉆技術領域，特別是涉及到一種適用于水平定向鉆穿越工程的擴孔工具。

背景技術

大口徑、長距離穿越是當前水平定向鉆施工過程的重點和難點。長距離復雜地層穿越常用牙輪擴孔器。目前常用牙輪擴孔器加工制造沒有統一行業標準，質量差、磨損快、消耗大，使用壽命普遍低，斷牙掌、掉牙輪、牙齒脫落等孔內事故較多。

在水平定向穿越的過程中，常規牙輪擴孔器存在許多缺點，例如：單次破碎面積小、采用正循環排渣效率低、采用焊接工藝牙輪、牙掌不可更換、成本高等等，同時長距離擴孔，常規擴孔器還面臨導向能力差、鉆桿鉆具擺動大、鉆具組合重力作用下傾斜角度大的問題。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的目的是提供一種反循環流道式雙級擴孔器，以解決上述背景技術所指出的問題。

本發明提供一種反循環流道式雙級擴孔器，包括：反循環總成，反循環總成包括一根芯軸，在芯軸內設置有反循環結構，芯軸的兩端為內螺紋接頭，在芯軸的殼體上焊接有前扶正桶、一級擴孔基座、二級擴孔基座、后扶正桶和吸渣桶，在前扶正桶的殼體上焊接有前螺旋刀翼，在后扶正桶的殼體上焊接有后螺旋刀翼，吸渣桶焊接在芯軸的殼體上位于一級擴孔基座與二級擴孔基座之間的位置，吸渣桶通過吸渣管與芯軸連通，在芯軸的殼體上與后扶正桶的端面上分別焊接有加強筋，在一級擴孔基座與二級擴孔基座上分別固定有牙掌和雙排PDC刀翼，牙掌的端部連接有牙輪。

另外，優選的結構是，在芯軸的殼體的兩端開設有扳手槽。

此外，優選的結構是，在一級擴孔基座和二級擴孔基座上分別設有固定牙掌和雙排PDC刀翼的凹槽，兩個凹槽之間的環形位置上設有流道槽，流道槽沿芯軸的周向均布。

再者，優選的結構是，在牙掌和雙排PDC刀翼上均開設有通孔，在一級擴孔基座、二級擴孔基座的凹槽內開設有盲孔，牙掌與雙排PDC刀翼通過緊固螺釘緊固在一級擴孔基座、二級擴孔基座的凹槽內。

另外，優選的結構是，牙掌與PDC刀翼相間隔的緊固在凹槽內。

此外，優選的結構是，在牙掌、一級擴孔基座和二級擴孔基座的端面均開設有半圓形的銷軸孔，在銷軸孔內通過限位螺釘固定有銷軸。

再者，優選的結構是，在牙掌的掌背上焊接有保徑齒，在雙排PDC刀翼的端部設置有凸臺，在凸臺上焊接有耐磨帶。

另外，優選的結構是，吸渣管的兩端分別與芯軸、吸渣桶螺紋連接，吸渣管沿芯軸的周向均布。

此外，優選的結構是，在前螺旋刀翼、后螺旋刀翼接靠近牙輪一側的端面的中心線分別與牙輪中心面的中心線、雙排PDC刀翼中心面的中心線對齊，前螺旋刀翼、后螺旋刀翼的旋向均與循環流道式雙級擴孔器的旋轉方向相同，在前螺旋刀翼、后螺旋刀翼上均鑲嵌有合金齒，前螺旋刀翼的數量與固定在一級擴孔基座上的雙排PDC刀翼、牙輪的數量總和相同，后螺旋刀翼的數量與固定在二級擴孔基座上的雙排PDC刀翼、牙輪的數量總和相同。

本發明還一種反循環流道式雙級擴孔器，包括：反循環總成，反循環總成包括一根芯軸，在芯軸內設置有反循環結構，芯軸的兩端為內螺紋接頭，在芯軸的殼體上焊接有一級擴孔基座、二級擴孔基座、后扶正桶和吸渣桶，在芯軸的殼體上焊接有前螺旋刀翼，在后扶正桶的殼體上焊接有后螺旋刀翼，吸渣桶焊接在芯軸的殼體上位于一級擴孔基座與二級擴孔基座之間的位置，吸渣桶通過吸渣管與芯軸連通，在芯軸的殼體上與后扶正桶的端面上分別焊接有加強筋，在一級擴孔基座與二級擴孔基座上分別固定有牙掌，牙掌的端部連接有牙輪。

利用上述本發明提供的反循環流道式雙級擴孔器，能夠取得以下技術效果：

(1)由于采用牙輪-PDC復合式結構、雙級擴孔設計、牙掌背部鑲齒強化、螺釘緊固等設計，軟硬復雜地質適應性強，單次擴孔截面大，擴孔效率高，切削刃可快速更換，大大節約了擴孔器購買費用，延長擴孔器使用壽命；

(2)前后均采用螺旋式刀翼，前螺旋刀翼與后螺旋刀翼上都間隔鑲有合金齒，能夠有效保護牙輪，后部排渣采用桶式與流道式相結合，排屑能力強，避免巖屑堆積，能夠保證軌跡通暢，提高扶正效果；

(3)采用反循環結構和工藝，使泥漿具有較高的上返速度，有效解決中、大直徑穿越工程泥漿流速低、巖屑運移效率低的難題。

附圖說明

通過參考以下結合附圖的說明，并且隨著對本發明的更全面理解，本發明的其它目的及結果將更加明白及易于理解。在附圖中：

圖1為根據本發明實施例一的反循環流道式雙級擴孔器的主視圖；