自动可换向双向水眼磨鞋制造技术

本发明专利技术提供了一种自动可换向双向水眼磨鞋，所述水眼磨鞋包括上接头、磨鞋本体、以及设置在磨鞋本体内部的换向阀芯组件。上接头具有与上游部件连接的上端部、与磨鞋本体连接的下端部、以及供流体通过的贯穿通孔；磨鞋本体为柱状，且磨鞋本体具有与上接头下端部连接的上端部、设置钻磨面的下端部、沿轴向设置的第一深孔、使磨鞋产生向前拖拽力的反向水眼、以及给钻磨面降温和运移钻屑的正向水眼，以及设置在磨鞋本体外壁上的第一流道槽；换向阀芯组件设置在第一深孔中，换向阀芯组件能够根据流体流量调节通路使流体从正向水眼或从反向水眼中喷出，实现自动换向。本发明专利技术具有能够实现磨鞋流体喷射方向的转换，对转换的流量值进行设置等优点。

【技术实现步骤摘要】
自动可换向双向水眼磨鞋
本专利技术涉及油气田井下作业装备
，具体来讲，涉及一种自动可换向双向水眼磨鞋。
技术介绍
常规磨鞋的水眼出口方向通常是面向钻磨面，在磨铣过程中施工流体通过水眼喷射到钻磨面用于降低温度和运移钻屑，此种水眼方向的设计称为正向水眼；然而连续油管在水平井施工中经常出现下入困难的问题，为提高连续油管下入深度，会把磨鞋水眼出口方向设计成远离钻磨面的方向，施工时磨鞋水眼喷射出向后的流体使磨鞋产生向前的拖拽力，从而提高连续油管的下入深度，此种水眼方向设计称为反向水眼；但反向水眼的问题是在磨铣目标物时对钻磨面的降温和运移钻屑的能力不足，因而降低了整体施工效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本专利技术的目的在于提供一种具有正向水眼和反向水眼且能够在正向水眼和反向水眼之间进行切换的双向水眼磨鞋。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种自动可换向双向水眼磨鞋。所述水眼磨鞋包括上接头、磨鞋本体、以及设置在磨鞋本体内部的换向阀芯组件，其中，所述上接头具有与水眼磨鞋上游部件连接的上端部、与磨鞋本体连接的下端部、以及供流体通过的贯穿通孔；所述磨鞋本体为柱状，且磨鞋本体具有与上接头下端部连接的上端部、设置钻磨面的下端部、沿轴向设置的第一深孔、使磨鞋产生向前拖拽力的反向水眼、以及给钻磨面降温和运移钻屑的正向水眼，磨鞋本体还具有设置在磨鞋本体外壁上的第一流道槽；所述换向阀芯组件设置在所述第一深孔中，换向阀芯组件包括节流阀片、阀片卡簧、阀芯、以及从上到下依次套设在阀芯上的弹性件、阀座盖、反向阀座、第一水眼环、正向阀座、第二水眼环和阀芯底座，其中，所述阀芯为类柱体结构，且阀芯外壁上段具有与第一深孔内壁接触并限制阀芯在第一深孔中向上移动的第一台阶、限制阀芯在第一深孔中向下移动的第二台阶，所述阀芯还具有沿轴线设置的第二深孔、设置在第二深孔入口处的第三台阶、设置在第三台阶上的卡槽、以及沿阀芯径向设置的第一通孔和第二通孔；所述弹性件一端作用在所述第二台阶上，另一端作用在阀座盖上；所述阀座盖的内壁与阀芯外壁密封接触，外壁与第一深孔内壁密封接触，所述阀座盖下端还具有凸起结构；所述反向阀座为圆筒结构，反向阀座内壁与阀芯外壁密封接触，反向阀座外壁与磨鞋本体第一深孔内壁密封接触，反向阀座上端和下端还分别设置有供阀座盖凸起结构和第一水眼环上端插入的凹槽；所述正向阀座为圆筒结构，正向阀座的内壁与阀芯外壁密封接触，正向阀座的外壁与磨鞋本体第一深孔内壁密封接触，正向阀座上端和下端还分别设置有供第一水眼环下端和第二水眼环上端插入的凹槽；所述反向阀座、正向阀座、阀芯和磨鞋本体之间构成第一腔体，所述反向水眼将该第一腔体与磨鞋本体外部连通，以使第一腔体中的流体从反向水眼中喷出；所述第一水眼环设置在所述第一腔体中，第一水眼环上沿径向设置有供流体通过的第三通孔；所述正向阀座、阀芯底座、阀芯和磨鞋本体之间构成第二腔体，所述第二通孔将该第二腔体与第二深孔连通；所述第二水眼环设置在所述第二腔体中，第二水眼环上沿径向设置有供流体通过的第四通孔；所述阀芯底座为筒体结构，所述阀芯底座上端上设置有供第二水眼环下端插入的凹槽，所述阀芯底座内壁与阀芯外壁密封接触，外壁与磨鞋本体第一深孔内壁接触，阀芯底座外壁上沿轴向还设置有供流体通过的第二流道槽；所述阀芯底座、磨鞋本体和阀芯之间构成第三腔体，所述第二流道槽将第三腔体与第二腔体连通；所述正向水眼与第三腔体连通，以使第三腔体中的流体从正向水眼中喷出；所述节流阀片设置在阀芯的第三台阶上，节流阀片上设置有供流体通过的节流孔，节流阀片能够在流体通过节流孔时产生推力，使阀芯压缩弹性件并沿轴向方向向下移动，从而使第二通孔被阀芯底座内壁封闭，第一通孔与第一腔体连通，第二深孔中的流体进入第一腔体中；所述阀片卡簧设置在阀芯开口第三台阶上的凹槽内以将节流阀片与阀芯固定。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述水眼磨鞋还可包括第一密封垫、第二密封垫、第三密封垫、第四密封垫和第五密封垫，其中，第一密封垫设置在阀座盖与反向阀座之间，第二密封垫设置在反向阀座与第一水眼环之间，第三密封垫设置在第一水眼环与正向阀座之间，第四密封垫设置在正向阀座与第二水眼环之间，第五密封垫设置在第二水眼环与阀芯底座之间。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述水眼磨鞋还可包括第一密封圈和第二密封圈，其中，第一密封圈设置在反向阀座外壁与磨鞋本体内壁之间，第二密封圈设置在正向阀座外壁与磨鞋本体内壁之间。在本专利技术的一个示例性实施例中，沿从上到下方向，所述反向水眼与磨鞋本体中心轴线之间的距离逐渐减小。在本专利技术的一个示例性实施例中，沿从上到下方向，所述正向水眼与磨鞋本体中心轴线之间的距离逐渐增大。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述节流阀片上节流孔的孔径能够进调节。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述阀芯上第一通孔和第二通孔的位置能够进行调节以实现在相对大排量流体情况下进行水眼喷射转向。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述第一通孔和第二通孔可以包括4～8个贯通孔、第三通孔和第四通孔可以包括4～8个贯通孔。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述钻磨面可由硬质合金镶嵌焊接而成，钻磨面上设置有第三流道槽，第三流道槽与所述磨鞋本体外壁设置的第一流道槽一一对应。与现有技术相比，本专利技术的有益效果可包括以下内容中的至少一项：(1)工作时只需改变地面泵注流体的排量，即可实现井底磨鞋正向水眼与反向水眼的相互转换；(2)通过更换不同孔径的节流阀片或更换不同倔强系数的弹簧即可实现水眼转换所需泵注排量的设置；(3)通过更换不同径向开孔位置的阀芯即能实现流体在相对大排量情况下是正向水眼喷射或反向水眼喷射的设置。附图说明图1示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的自动可换向双向水眼磨鞋的结构示意图；图2示出了图1的装配图；图3示出了图1的半剖装配图；图4示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的自动可换向双向水眼磨鞋的立体示意图。附图标记说明如下：1-磨鞋本体、2-阀芯底座、3-第五密封垫、4-第二水眼环、5-第四密封垫、6-正向阀座、7-第二密封圈、8-第三密封垫、9-第一水眼环、10-第二密封垫、11-反向阀座、12-第一密封圈、13-第一密封垫、14-阀座盖、15-弹性件、16-阀芯、17-节流阀片、18-阀片卡簧、19-上接头。具体实施方式在下文中，将结合附图和示例性实施例来详细说明本专利技术的自动可换向双向水眼磨鞋。图1示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的自动可换向双向水眼磨鞋的结构示意图。图2示出了图1装配图。图3示出了图1的半剖装配图。在本专利技术的一个示例性实施例中，自动可换向双向水眼磨鞋可包括上接头、磨鞋本体、以及设置在磨鞋本体内部的换向阀芯组件。其中，所述上接头具有与水眼磨鞋上游部件连接的上端部、与磨鞋本体连接的下端部、以及供流体通过的贯穿通孔。所述磨鞋本体为柱状，且柱状磨鞋本体具有与上接头下端部连接的上端部、设置钻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动可换向双向水眼磨鞋，其特征在于，所述水眼磨鞋包括上接头、磨鞋本体、以及设置在磨鞋本体内部的换向阀芯组件，其中，/n所述上接头具有与水眼磨鞋上游部件连接的上端部、与磨鞋本体连接的下端部、以及供流体通过的贯穿通孔；/n所述磨鞋本体为柱状，且磨鞋本体具有与上接头下端部连接的上端部、设置钻磨面的下端部、沿轴向设置的第一深孔、使磨鞋产生向前拖拽力的反向水眼、以及给钻磨面降温和运移钻屑的正向水眼，磨鞋本体还具有设置在磨鞋本体外壁上的第一流道槽；/n所述换向阀芯组件设置在所述第一深孔中，换向阀芯组件包括节流阀片、阀片卡簧、阀芯、以及从上到下依次套设在阀芯上的弹性件、阀座盖、反向阀座、第一水眼环、正向阀座、第二水眼环和阀芯底座，其中，/n所述阀芯为类柱体结构，且阀芯外壁上段具有与第一深孔内壁接触并限制阀芯在第一深孔中向上移动的第一台阶、限制阀芯在第一深孔中向下移动的第二台阶，所述阀芯还具有沿轴线设置的第二深孔、设置在第二深孔入口处的第三台阶、设置在第三台阶上的卡槽、以及沿阀芯径向设置的第一通孔和第二通孔；/n所述弹性件一端作用在所述第二台阶上，另一端作用在阀座盖上；/n所述阀座盖的内壁与阀芯外壁密封接触，外壁与第一深孔内壁密封接触，所述阀座盖下端还具有凸起结构；/n所述反向阀座为圆筒结构，反向阀座内壁与阀芯外壁密封接触，反向阀座外壁与磨鞋本体第一深孔内壁密封接触，反向阀座上端和下端还分别设置有供阀座盖凸起结构和第一水眼环上端插入的凹槽；/n所述正向阀座为圆筒结构，正向阀座的内壁与阀芯外壁密封接触，正向阀座的外壁与磨鞋本体第一深孔内壁密封接触，正向阀座上端和下端还分别设置有供第一水眼环下端和第二水眼环上端插入的凹槽；/n所述反向阀座、正向阀座、阀芯和磨鞋本体之间构成第一腔体，所述反向水眼将该第一腔体与磨鞋本体外部连通，以使第一腔体中的流体从反向水眼中喷出；/n所述第一水眼环设置在所述第一腔体中，第一水眼环上沿径向设置有供流体通过的第三通孔；/n所述正向阀座、阀芯底座、阀芯和磨鞋本体之间构成第二腔体，所述第二通孔将该第二腔体与第二深孔连通；/n所述第二水眼环设置在所述第二腔体中，第二水眼环上沿径向设置有供流体通过的第四通孔；/n所述阀芯底座为筒体结构，所述阀芯底座上端上设置有供第二水眼环下端插入的凹槽，所述阀芯底座内壁与阀芯外壁密封接触，外壁与磨鞋本体第一深孔内壁接触，阀芯底座外壁上沿轴向还设置有供流体通过的第二流道槽；/n所述阀芯底座、磨鞋本体和阀芯之间构成第三腔体，所述第二流道槽将第三腔体与第二腔体连通；/n所述正向水眼与第三腔体连通，以使第三腔体中的流体从正向水眼中喷出；/n所述节流阀片设置在阀芯的第三台阶上，节流阀片上设置有供流体通过的节流孔，节流阀片能够在流体通过节流孔时产生推力，使阀芯压缩弹性件并沿轴向方向向下移动，从而使第二通孔被阀芯底座内壁封闭，第一通孔与第一腔体连通，第二深孔中的流体进入第一腔体中；/n所述阀片卡簧设置在阀芯开口第三台阶上的凹槽内以将节流阀片与阀芯固定。/n...

【技术特征摘要】
1.一种自动可换向双向水眼磨鞋，其特征在于，所述水眼磨鞋包括上接头、磨鞋本体、以及设置在磨鞋本体内部的换向阀芯组件，其中，
所述上接头具有与水眼磨鞋上游部件连接的上端部、与磨鞋本体连接的下端部、以及供流体通过的贯穿通孔；
所述磨鞋本体为柱状，且磨鞋本体具有与上接头下端部连接的上端部、设置钻磨面的下端部、沿轴向设置的第一深孔、使磨鞋产生向前拖拽力的反向水眼、以及给钻磨面降温和运移钻屑的正向水眼，磨鞋本体还具有设置在磨鞋本体外壁上的第一流道槽；
所述换向阀芯组件设置在所述第一深孔中，换向阀芯组件包括节流阀片、阀片卡簧、阀芯、以及从上到下依次套设在阀芯上的弹性件、阀座盖、反向阀座、第一水眼环、正向阀座、第二水眼环和阀芯底座，其中，
所述阀芯为类柱体结构，且阀芯外壁上段具有与第一深孔内壁接触并限制阀芯在第一深孔中向上移动的第一台阶、限制阀芯在第一深孔中向下移动的第二台阶，所述阀芯还具有沿轴线设置的第二深孔、设置在第二深孔入口处的第三台阶、设置在第三台阶上的卡槽、以及沿阀芯径向设置的第一通孔和第二通孔；
所述弹性件一端作用在所述第二台阶上，另一端作用在阀座盖上；
所述阀座盖的内壁与阀芯外壁密封接触，外壁与第一深孔内壁密封接触，所述阀座盖下端还具有凸起结构；
所述反向阀座为圆筒结构，反向阀座内壁与阀芯外壁密封接触，反向阀座外壁与磨鞋本体第一深孔内壁密封接触，反向阀座上端和下端还分别设置有供阀座盖凸起结构和第一水眼环上端插入的凹槽；
所述正向阀座为圆筒结构，正向阀座的内壁与阀芯外壁密封接触，正向阀座的外壁与磨鞋本体第一深孔内壁密封接触，正向阀座上端和下端还分别设置有供第一水眼环下端和第二水眼环上端插入的凹槽；
所述反向阀座、正向阀座、阀芯和磨鞋本体之间构成第一腔体，所述反向水眼将该第一腔体与磨鞋本体外部连通，以使第一腔体中的流体从反向水眼中喷出；
所述第一水眼环设置在所述第一腔体中，第一水眼环上沿径向设置有供流体通过的第三通孔；
所述正向阀座、阀芯底座、阀芯和磨鞋本体之间构成第二腔体，所述第二通孔将该第二腔体与第二深孔连通；
所述第二水眼环设置在所述第二腔体中，第二水眼环上沿径向设置有供流体通过的第四通孔；
所述阀芯底座为筒体结构，所述阀芯底座上端上设置有供第二水眼环下端插入的凹槽，所述阀芯底座内壁与阀芯外壁密封接触，外壁与磨鞋本体第一深孔内壁接触，阀芯底座外壁上沿轴向还设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：方福君，邹先雄，李剑秋，蒋涛，马小龙，陈邹园，李先刚，李彦博，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11