[發明專利]一種機械液壓雙作用擴眼工具

在審

• 申請號: 202110386074.3
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113027344A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 孔春巖;朱容軍;王國軍;張均富;趙國堯
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: E21B7/28
• 分類號: E21B7/28;E21B10/26;E21B10/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種機械液壓雙作用擴眼工具，是由上接頭、推力軸承、轉子、上殼體、定子、萬向軸、中殼體、上心軸、軸承蓋、軸承Ⅰ、軸承座、上唇形密封圈、上偏心環、軸承Ⅱ、過渡接頭、中間心軸、下殼體、下偏心環、下唇形密封圈、鎖緊帽、中接頭、下心軸、心軸套筒、下接頭、偏心鉆頭、螺釘、蓋板、彈簧Ⅰ、彈簧銷、止動活塞、鋼球、螺帽、彈簧Ⅱ、彈簧Ⅲ和壓帽構成；其特征是：上接頭（1）上端設置有螺紋，上接頭（1）下端與上殼體（4）上端螺紋連接，上殼體（4）下端與中殼體（7）上端螺紋連接，中殼體（7）下端與下殼體（17）上端螺紋連接，下殼體（17）下端與中接頭（21）上端螺紋連接；轉子（3）下端與萬向軸（6）上端螺紋連接，萬向軸（6）下端與上心軸（8）上端螺紋連接，上心軸（8）下端與中間心軸（16）上端螺紋連接，中間心軸（16）下端與下心軸（22）上端螺紋連接，下心軸（22）下端與偏心鉆頭（25）上端螺紋連接；

所述上接頭（1）內腔中部設置有階梯孔，轉子（3）上端插入上接頭（1）內腔的階梯孔內，轉子（3）上部設置有圓形支撐臺（3a），支撐臺（3a）上端面設置有推力軸承（2），推力軸承（2）上部與上接頭（1）內腔階梯孔的臺階底面接觸，轉子（3）上部設置有一段圓柱空腔，轉子（3）下部為實心，支撐臺（3a）下方設置有圓孔，連通轉子（3）上部內腔與外部環空，轉子（3）中部設置有螺旋棱（3b），螺旋棱（3b）外側與定子（5）內表面接觸，定子（5）外圓柱面與上殼體（4）內表面粘接在一起；軸承蓋（9）端面設置有通孔，軸承蓋（9）外圓與中殼體（7）內壁之間設置有密封圈，軸承蓋（9）下端與軸承座（11）之間螺紋連接，軸承座（11）內部設置有通孔，軸承Ⅰ（10）置于軸承座（11）和下殼體（17）之間，軸承Ⅰ（10）上端面與軸承蓋（9）底部接觸，軸承Ⅰ（10）下端面與軸承座（11）下部的臺階面接觸；過渡接頭（15）置于下殼體（17）內腔，過渡接頭（15）上端與軸承座（11）下端螺紋連接，過渡接頭（15）內腔上部設置有臺肩，上偏心環（13）安裝在過渡接頭（15）內腔上部，下偏心環（18）安裝在過渡接頭（15）內腔下部，上偏心環（13）底部與過渡接頭（15）內腔上部的臺肩接觸，上偏心環（13）內部設置有階梯偏心孔，軸承Ⅱ（14）有兩個，其中一個軸承Ⅱ（14）置于上偏心環（13）的偏心孔內，其中一個軸承Ⅱ（14）套在上心軸（8）中部，上心軸（8）中部設置有臺肩，其中一個軸承Ⅱ（14）底部與上心軸（8）中部的臺肩接觸，上心軸（8）上端為實心，上心軸（8）內部設置有中心通道，上心軸（8）上部設置有通孔連通上心軸（8）中心通道與外腔，上偏心環（13）上部與上心軸（8）之間設置有上唇形密封圈（12）；過渡接頭（15）內腔下部設置有臺肩，下偏心環（18）上端面與過渡接頭（15）內腔下部的臺肩接觸，下偏心環（18）內部設置有階梯偏心孔，另一個軸承Ⅱ（14）置于下偏心環（18）的偏心孔內，另一個軸承Ⅱ（14）套在中間心軸（16）中部，下偏心環（18）下部與中間心軸（16）之間設置有下唇形密封圈（19），上偏心環（13）內腔偏心孔和下偏心環（18）內腔偏心孔軸線對齊；中間心軸（16）設置有中心通孔，鎖緊帽（20）上部與過渡接頭（15）下端螺紋連接，鎖緊帽（20）內部設置有通孔，鎖緊帽（20）頂部與下偏心環（18）底部接觸，鎖緊帽（20）外圓柱面與下殼體（17）之間設置有密封圈；

所述中接頭（21）內腔上部設置一偏心臺階孔，中接頭（21）內腔下部設置一偏心臺階孔，中接頭（21）內腔上部設置有活塞腔，活塞腔底部和偏心臺階孔中部臺階面設置有通孔連通，該通孔繼續向下延伸并在下偏心臺階孔內壁形成一個內半圓槽，中接頭（21）內腔上部設置有過流孔（211）連通中接頭（21）內腔上端面和活塞腔下部，活塞腔上部設置有一個排氣孔連通中接頭（21）外圓，中接頭（21）上部外圓設置有一個孔，該孔內設置有彈簧Ⅱ（33），彈簧Ⅱ（33）內側底部設置有鋼球（31），彈簧Ⅱ（33）外側設置有螺帽（32），螺帽（32）與中接頭（21）之間螺紋配合，中接頭（21）下部外圓設置有一階梯孔，該階梯孔內設置有彈簧銷（29），彈簧銷（29）外側設置有彈簧Ⅰ（28），彈簧Ⅰ（28）外側設置有蓋板（27），蓋板（27）與中接頭（21）之間用螺釘（26）連接；

所述下心軸（22）置于中接頭（21）的偏心臺階孔內，下心軸（22）上部圓柱面上設置有通孔，連通下心軸（22）內外腔，下心軸（22）中部外表面設置為六方形，下心軸（22）中部的六方形上部設置有卡槽，卡槽內設置有卡簧，下心軸（22）下部外表面為圓柱面；心軸套筒（23）外部為圓柱面，心軸套筒（23）內部為六方形通孔，心軸套筒（23）套在下心軸（22）中部，心軸套筒（23）外圓柱面與中接頭（21）內腔下部的偏心臺階孔接觸，心軸套筒（23）外圓上部設置有外半圓槽，心軸套筒（23）外圓上部設置有一定位凹槽；中接頭（21）下端與下接頭（24）上端螺紋連接，下接頭（24）底部設置有偏心孔，下心軸（22）穿過下接頭（24）底部偏心孔；止動活塞（30）置于活塞腔內，止動活塞（30）上端設置有彈簧Ⅲ（34），彈簧Ⅲ（34）上端設置有壓帽（35），壓帽（35）與中接頭（21）活塞腔之間通過螺紋連接，止動活塞（30）下部為圓柱形活塞桿，圓柱形活塞桿插入心軸套筒（23）外圓上部的外半圓槽與中接頭（21）內半圓槽構成的圓柱孔內，止動活塞（30）中部設置有半球形凹槽；

下井前偏心鉆頭（25）下部本體中心線（251）和中接頭（21）中心線對齊，上接頭（1）上端與上部鉆柱連接并送入井內，進行擴眼作業時，先啟動井口方轉盤旋轉鉆柱，帶動整個擴眼工具隨鉆柱一起公轉，然后開泵小排量循環鉆井液，鉆井液從下心軸（22）上部通孔流入中接頭（21）內腔上部的過流孔（211）內，鉆井液經過流孔（211）進入活塞腔底部并推動止動活塞（30）軸向上移，使活塞桿脫離心軸套筒（23）外圓上部外半圓槽與中接頭（21）內半圓槽構成的圓柱孔，鋼球（31）被彈簧Ⅱ（33）彈入止動活塞（30）中部的半球形凹槽，此時大排量循環鉆井液，高壓鉆井液作用于螺旋棱（3b）進而驅動轉子（3）旋轉，轉子（3）通過萬向軸（6）帶動下部具有偏心距的上心軸（8）、中間心軸（16）、下心軸（22）和偏心鉆頭（25）一起繞其中心線自轉，井口方轉盤驅動鉆柱旋轉進而帶動整個擴眼工具系統隨鉆柱一起進行公轉，即偏心鉆頭（25）在公轉+自轉的復合運動下進行擴眼作業；完成偏心擴眼作業后，停泵、停止方轉盤并上提鉆柱進行起鉆，當偏心鉆頭（25）下部本體中心線（251）和中接頭（21）中心線未對齊時，偏心鉆頭（25）被上部小井眼卡住，此時開泵小排量循環鉆井液驅動轉子（3）帶動偏心鉆頭（25）緩慢旋轉，并繼續緩慢上提鉆柱，鉆柱拉動上接頭（1）、上殼體（4）、中殼體（7）和下殼體（17）進而帶動中接頭（21）沿下心軸（22）上移，當偏心鉆頭（25）旋轉至下部本體中心線（251）和中接頭（21）中心線對齊時，即中接頭（21）下部的彈簧銷（29）與心軸套筒（23）的定位凹槽完全對正，彈簧銷（29）被彈簧Ⅰ（28）彈入定位凹槽內，此時即可停泵繼續上提鉆柱，將整個偏心擴眼工具全部可靠回收。