旋轉(zhuǎn)式套管刮削器及刮削方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種油田鉆井使用的旋轉(zhuǎn)式套管刮削器及刮削方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
傳統(tǒng)的膠筒式套管刮削器及彈簧式套管刮削器都存在刮削不徹底問題，并且最主要的問題是在新式高效鉆井技術(shù)里面?zhèn)鹘y(tǒng)刮削器與鉆頭或磨銑工具連接同時(shí)下井，刮削器隨鉆頭或磨銑工具旋轉(zhuǎn)進(jìn)尺必然摩擦套管，長時(shí)間的摩擦必然損傷套管甚至將套管磨漏引起事故。因此傳統(tǒng)刮削器不能與鉆頭及磨銑工具連接一起下井，鉆修井作業(yè)與清理套管作業(yè)不能同時(shí)進(jìn)行。鉆修井時(shí)需上提鉆具卸下鉆頭或磨銑鞋裝上刮削器。這樣反復(fù)的上提下放鉆具更換工具大大影響了鉆井效率，提高了生產(chǎn)成本，增大了勞動(dòng)強(qiáng)度。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是提供一種旋轉(zhuǎn)式套管刮削器及刮削方法。
[0004]上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種旋轉(zhuǎn)式套管刮削器，其組成包括:旋轉(zhuǎn)管，所述的旋轉(zhuǎn)管中部套有一組護(hù)套，所述的護(hù)套之間裝有旋轉(zhuǎn)刀片，所述的旋轉(zhuǎn)管下端與下接頭連接，所述的旋轉(zhuǎn)管與所述的下接頭之間裝有密封槽，所述的旋轉(zhuǎn)管與所述的護(hù)套之間裝有滾動(dòng)體，所述的護(hù)套在與所述的滾動(dòng)體對(duì)應(yīng)的位置上裝有絲堵。
[0005]所述的旋轉(zhuǎn)式套管刮削器，所述的旋轉(zhuǎn)管和所述的下接頭上均設(shè)置有扶正塊；所述的護(hù)套外部設(shè)置有一組護(hù)套螺旋帶；所述的旋轉(zhuǎn)刀片外部設(shè)置有一組刀片螺旋帶。
[0006]一種利用所述的旋轉(zhuǎn)式套管刮削器進(jìn)行刮削的方法，旋轉(zhuǎn)式套管刮削器連接鉆頭及磨銑工具下井，在鉆頭及磨銑工具旋轉(zhuǎn)進(jìn)尺時(shí)旋轉(zhuǎn)式套管刮削器及下接頭隨鉆柱旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)刀片與井壁產(chǎn)生摩擦，因摩擦力大于旋轉(zhuǎn)刀片通過護(hù)套與旋轉(zhuǎn)管之間的滾動(dòng)摩擦，所以旋轉(zhuǎn)刀片及護(hù)套與套管相對(duì)不轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)管與下接頭隨鉆柱旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)式套管刮削器及刀片隨鉆頭及磨銑工具進(jìn)尺，進(jìn)尺的同時(shí)對(duì)套管內(nèi)壁進(jìn)行刮削，每進(jìn)尺一段距離后低速旋轉(zhuǎn)及反復(fù)上提和下放鉆具，使旋轉(zhuǎn)刀片刮削套管內(nèi)壁。旋轉(zhuǎn)刀片為彈簧鋼材質(zhì)，在抗彈性變形的作用力下刀片緊貼附著物，隨鉆柱進(jìn)尺刮削井壁進(jìn)行一次刮削對(duì)大塊不規(guī)則附著物進(jìn)行清理，在進(jìn)尺一段距離后低速旋轉(zhuǎn)并反復(fù)上提和下放鉆具對(duì)這段距離內(nèi)的套管進(jìn)行二次掛削將一次刮削后剩余在套管內(nèi)壁的較薄附著物清理干凈。
[0007]有益效果:
1.本發(fā)明所有零部件組裝前進(jìn)行深層QPQ技術(shù)處理，使產(chǎn)品表面滲入多種元素化合物厚度達(dá)35 μπι以上。處理后產(chǎn)品機(jī)械性不變，表面滑動(dòng)磨損試驗(yàn)?zāi)湍p性為普通處理的4倍以上、失重試驗(yàn)抗腐蝕性能為普通處理的12倍以上、中性鹽霧試驗(yàn)時(shí)間為普通處理的IfM■以上、廣品表面的耐沖擊性能也有所提尚；旋轉(zhuǎn)刀片材質(zhì)為耐尚溫彈費(fèi)鋼30W 4Cr2VA淬火處理，淬火溫度1100°C、回火溫度600°C、抗拉強(qiáng)度1471Mpa 150kgf//mm2、屈服強(qiáng)度1324Mpa 135kgf//mm2、伸長率7%、收縮率40%硬度保證在44-47HRC范圍內(nèi)，保證彈簧鋼有良好的機(jī)械性能，即使在400°C高溫下使用仍能保證本產(chǎn)品的機(jī)械性能及產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形狀不變；旋轉(zhuǎn)管、護(hù)套、下接頭為合金結(jié)構(gòu)鋼正火+調(diào)質(zhì)處理，抗拉強(qiáng)度965Mpa、屈服強(qiáng)度827Mpa、伸長率15%、沖擊功單件最小值大于47J、平均沖擊功值大于54J、硬度保證在290-325HB范圍內(nèi)，保證刮削器有良好的機(jī)械性能。
[0008]本發(fā)明旋轉(zhuǎn)管與下接頭為螺紋連接并設(shè)有密封槽保證鉆桿內(nèi)部的密封。護(hù)套套裝在旋轉(zhuǎn)管上，護(hù)套和旋轉(zhuǎn)管之間裝入滾動(dòng)體，使護(hù)套與旋轉(zhuǎn)管之間的摩擦為滾動(dòng)摩擦，摩擦阻力小，同時(shí)護(hù)套上裝有絲堵防止?jié)L動(dòng)體脫落。下接頭及旋轉(zhuǎn)管上部設(shè)計(jì)有扶正塊，扶正塊尺寸小于套管最小內(nèi)徑，并且本刮削器旋轉(zhuǎn)時(shí)由于旋轉(zhuǎn)刀片有扶正作用，因此扶正塊不會(huì)與套管內(nèi)壁產(chǎn)生摩擦，保證套管不被損傷。扶正塊針對(duì)套管內(nèi)壁的大塊附著物進(jìn)行預(yù)清理，這種逐級(jí)分段式清理可減小彈性刀片在清理管壁時(shí)的阻力，克服因阻力過大導(dǎo)致清理不干凈及旋轉(zhuǎn)刀片彈性形變過大減短使用壽命問題；護(hù)套外側(cè)有護(hù)套螺旋槽對(duì)扶正塊清理后的套管進(jìn)行輔助清理并起到保護(hù)旋轉(zhuǎn)刀片的作用。護(hù)套與旋轉(zhuǎn)管通過滾動(dòng)體連接，軸線上被限位，當(dāng)護(hù)套軸向方向上受到較大的阻力時(shí)，護(hù)套將這部分壓力施加于滾動(dòng)體上滾動(dòng)體起到壓力軸承的作用，軸向壓力不會(huì)施加于旋轉(zhuǎn)刀片。旋轉(zhuǎn)刀片在護(hù)套的保護(hù)下只承受徑向壓力和與軸線成一定角度的符合壓力。護(hù)套外表面設(shè)有護(hù)套螺旋帶螺旋升角為67° -72°，此角度下磨削阻力小，利于套管內(nèi)壁的清理并在附著物較多時(shí)可作為水槽增大循環(huán)洗井的流量；護(hù)套套裝在旋轉(zhuǎn)管上后護(hù)套與旋轉(zhuǎn)管和下接頭在軸向上有間隙不產(chǎn)生摩擦。旋轉(zhuǎn)刀片間隙配合組裝在兩護(hù)套之間，預(yù)留刀片發(fā)生彈性變形的間隙。刮削器刀片為螺旋形式，旋轉(zhuǎn)管外側(cè)加工螺旋帶，旋轉(zhuǎn)刀片旋轉(zhuǎn)管上有多條刀片螺旋帶，刀片螺旋帶之間為鏤空的水槽，方便鉆井液的循環(huán)，刀片螺旋帶的螺旋升角為67° -72°在低速旋轉(zhuǎn)上提和下放鉆具時(shí)與套管內(nèi)壁的摩擦阻力小并有利于高效的刮削井壁。
[0009]本發(fā)明是一種螺旋式的彈性套管刮削器，結(jié)構(gòu)合理，使用方便，通用性強(qiáng)；通過旋轉(zhuǎn)刀片的彈性變形直徑方向可縮小，從而適應(yīng)一種套管的不同壁厚規(guī)格。在下接頭及旋轉(zhuǎn)管上部有扶正塊，針對(duì)套管內(nèi)壁的大塊附著物進(jìn)行預(yù)清理，這種逐級(jí)分段式清理可減小彈性刀片清理管壁時(shí)的阻力克服因阻力過大導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)刀片彈性形變過大減小使用壽命問題；護(hù)套外側(cè)有螺旋槽對(duì)扶正塊清理后的套管進(jìn)行輔助清理，在附著物較多時(shí)可作為水孔增大洗井循環(huán)的流量；旋轉(zhuǎn)刀片為彈簧鋼材質(zhì)針對(duì)井下不同套管壁厚的套管進(jìn)行刮削清理，刮削范圍大。旋轉(zhuǎn)刀片為螺旋式整體結(jié)構(gòu)，刮削時(shí)與套管全接觸可對(duì)套管內(nèi)進(jìn)行環(huán)形的全面的刮削，刮削效率高，平整干凈，起鉆后可順利下入封隔器等其他井下工具。
[0010]【附圖說明】:
附圖1是本發(fā)明的半剖結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]附圖2是本發(fā)明的部件外部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]【具體實(shí)施方式】:
實(shí)施例1:
一種旋轉(zhuǎn)式套管刮削器，其組成包括:旋轉(zhuǎn)管1，所述的旋轉(zhuǎn)管中部套有一組護(hù)套2，所述的護(hù)套之間裝有旋轉(zhuǎn)刀片3，所述的旋轉(zhuǎn)管下端與下接頭4連接，所述的旋轉(zhuǎn)管與所述的下接頭之間裝有密封槽5，所述的旋轉(zhuǎn)管與所述的護(hù)套之間裝有滾動(dòng)體6，所述的護(hù)套在與所述的滾動(dòng)體對(duì)應(yīng)的位置上裝有絲堵7。
[0013]實(shí)施例2:
根據(jù)實(shí)施例1所述的旋轉(zhuǎn)式套管刮削器，所述的旋轉(zhuǎn)管和所述的下接頭上均設(shè)置有扶正塊8;所述的護(hù)套外部設(shè)置有一組護(hù)套螺旋帶9;所述的旋轉(zhuǎn)刀片外部設(shè)置有一組刀片螺旋帶10。
[0014]實(shí)施例3:
一種利用實(shí)施例1或2所述的旋轉(zhuǎn)式套管刮削器的刮削方法，旋轉(zhuǎn)式套管刮削器連接鉆頭及磨銑工具下井，在鉆頭及磨銑工具旋轉(zhuǎn)進(jìn)尺時(shí)旋轉(zhuǎn)式套管刮削器的旋轉(zhuǎn)管及下接頭隨鉆柱旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)刀片與井壁產(chǎn)生摩擦，因摩擦力大于旋轉(zhuǎn)刀片通過護(hù)套與旋轉(zhuǎn)管之間的滾動(dòng)摩擦，所以旋轉(zhuǎn)刀片及護(hù)套與套管相對(duì)不轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)管與下接頭隨鉆柱旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)式套管刮削器的旋轉(zhuǎn)管及刀片隨鉆頭及磨銑工具進(jìn)尺，進(jìn)尺的同時(shí)對(duì)套管內(nèi)壁進(jìn)行刮削，每進(jìn)尺一段距離后低速旋轉(zhuǎn)及反復(fù)上提和下放鉆具，使旋轉(zhuǎn)刀片刮削套管內(nèi)壁。旋轉(zhuǎn)刀片為彈簧鋼材質(zhì)，在抗彈性變形的作用力下刀片緊貼附著物，隨鉆柱進(jìn)尺刮削井壁進(jìn)行一次刮削對(duì)大塊不規(guī)則附著物進(jìn)行清理，在進(jìn)尺一段距離后低速旋轉(zhuǎn)并反復(fù)上提和下放鉆具對(duì)這段距離內(nèi)的套管進(jìn)行二次掛削將一次刮削后剩余在套管內(nèi)壁的較薄附著物清理干凈。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種旋轉(zhuǎn)式套管刮削器，其組成包括:旋轉(zhuǎn)管，其特征是:所述的旋轉(zhuǎn)管中部套有一組護(hù)套，所述的護(hù)套之間裝有旋轉(zhuǎn)刀片，所述的旋轉(zhuǎn)管下端與下接頭連接，所述的旋轉(zhuǎn)管與所述的下接頭之間裝有密封槽，所述的旋轉(zhuǎn)管與所述的護(hù)套之間裝有滾動(dòng)體，所述的護(hù)套在與所述的滾動(dòng)體對(duì)應(yīng)的位置上裝有絲堵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式套管刮削器，其特征是:所述的旋轉(zhuǎn)管和所述的下接頭上均設(shè)置有扶正塊；所述的護(hù)套外部設(shè)置有一組護(hù)套螺旋帶；所述的旋轉(zhuǎn)刀片外部設(shè)置有一組刀片螺旋帶。
3.一種利用權(quán)利要求1或2之一所述的旋轉(zhuǎn)式套管刮削器進(jìn)行刮削的方法，其特征是:旋轉(zhuǎn)式套管刮削器連接鉆頭及磨銑工具下井，在鉆頭及磨銑工具旋轉(zhuǎn)進(jìn)尺時(shí)旋轉(zhuǎn)式套管刮削器及下接頭隨鉆柱旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)刀片與井壁產(chǎn)生摩擦，因摩擦力大于旋轉(zhuǎn)刀片通過護(hù)套與旋轉(zhuǎn)管之間的滾動(dòng)摩擦，所以旋轉(zhuǎn)刀片及護(hù)套與套管相對(duì)不轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)管與下接頭隨鉆柱旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)式套管刮削器及刀片隨鉆頭及磨銑工具進(jìn)尺，進(jìn)尺的同時(shí)對(duì)套管內(nèi)壁進(jìn)行刮削，每進(jìn)尺一段距離后低速旋轉(zhuǎn)及反復(fù)上提和下放鉆具，使旋轉(zhuǎn)刀片刮削套管內(nèi)壁，旋轉(zhuǎn)刀片為彈簧鋼材質(zhì)，在抗彈性變形的作用力下刀片緊貼附著物，隨鉆柱進(jìn)尺刮削井壁進(jìn)行一次刮削對(duì)大塊不規(guī)則附著物進(jìn)行清理，在進(jìn)尺一段距離后低速旋轉(zhuǎn)并反復(fù)上提和下放鉆具對(duì)這段距離內(nèi)的套管進(jìn)行二次掛削將一次刮削后剩余在套管內(nèi)壁的較薄附著物清理干凈。
【專利摘要】旋轉(zhuǎn)式套管刮削器及刮削方法。傳統(tǒng)的膠筒式套管刮削器及彈簧式套管刮削器都存在刮削不徹底問題，最主要的問題是在新式高效鉆井技術(shù)里面刮削器與鉆頭或磨銑工具連接同時(shí)下井，刮削器隨鉆頭或磨銑工具旋轉(zhuǎn)進(jìn)尺必然摩擦套管，長時(shí)間摩擦必然損傷套管甚至將套管磨漏引起事故，因此傳統(tǒng)刮削器不能與鉆頭及磨銑工具連接一起下井。本發(fā)明包括：旋轉(zhuǎn)式套管刮削器的旋轉(zhuǎn)管（1），所述的旋轉(zhuǎn)管中部套有一組護(hù)套（2），所述的護(hù)套之間裝有旋轉(zhuǎn)刀片（3），所述的旋轉(zhuǎn)管下端與下接頭（4）連接，所述的旋轉(zhuǎn)管與所述的下接頭之間裝有密封槽（5），所述的旋轉(zhuǎn)管與所述的護(hù)套之間裝有滾動(dòng)體（6），所述的護(hù)套在與所述的滾動(dòng)體對(duì)應(yīng)的位置上裝有絲堵（7）。本發(fā)明用于清除井下套管壁上殘存物。
【IPC分類】E21B37-02, E21B37-00
【公開號(hào)】CN104594853
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410807297
【發(fā)明人】李想, 楊桂清, 王虹, 王磊, 張立杰
【申請(qǐng)人】牡丹江市林海石油打撈工具有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2014年12月23日