旋轉式套管刮削器及刮削方法
【專利說明】
[0001]技術領域:
本發明涉及一種油田鉆井使用的旋轉式套管刮削器及刮削方法。
[0002]【背景技術】:
傳統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里面傳統刮削器與鉆頭或磨銑工具連接同時下井，刮削器隨鉆頭或磨銑工具旋轉進尺必然摩擦套管，長時間的摩擦必然損傷套管甚至將套管磨漏引起事故。因此傳統刮削器不能與鉆頭及磨銑工具連接一起下井，鉆修井作業與清理套管作業不能同時進行。鉆修井時需上提鉆具卸下鉆頭或磨銑鞋裝上刮削器。這樣反復的上提下放鉆具更換工具大大影響了鉆井效率，提高了生產成本，增大了勞動強度。
[0003]
【發明內容】
:
本發明的目的是提供一種旋轉式套管刮削器及刮削方法。
[0004]上述的目的通過以下的技術方案實現:
一種旋轉式套管刮削器，其組成包括:旋轉管，所述的旋轉管中部套有一組護套，所述的護套之間裝有旋轉刀片，所述的旋轉管下端與下接頭連接，所述的旋轉管與所述的下接頭之間裝有密封槽，所述的旋轉管與所述的護套之間裝有滾動體，所述的護套在與所述的滾動體對應的位置上裝有絲堵。
[0005]所述的旋轉式套管刮削器，所述的旋轉管和所述的下接頭上均設置有扶正塊；所述的護套外部設置有一組護套螺旋帶；所述的旋轉刀片外部設置有一組刀片螺旋帶。
[0006]一種利用所述的旋轉式套管刮削器進行刮削的方法，旋轉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進尺時旋轉式套管刮削器及下接頭隨鉆柱旋轉，旋轉刀片與井壁產生摩擦，因摩擦力大于旋轉刀片通過護套與旋轉管之間的滾動摩擦，所以旋轉刀片及護套與套管相對不轉，旋轉管與下接頭隨鉆柱旋轉；旋轉式套管刮削器及刀片隨鉆頭及磨銑工具進尺，進尺的同時對套管內壁進行刮削，每進尺一段距離后低速旋轉及反復上提和下放鉆具，使旋轉刀片刮削套管內壁。旋轉刀片為彈簧鋼材質，在抗彈性變形的作用力下刀片緊貼附著物，隨鉆柱進尺刮削井壁進行一次刮削對大塊不規則附著物進行清理，在進尺一段距離后低速旋轉并反復上提和下放鉆具對這段距離內的套管進行二次掛削將一次刮削后剩余在套管內壁的較薄附著物清理干凈。
[0007]有益效果:
1.本發明所有零部件組裝前進行深層QPQ技術處理，使產品表面滲入多種元素化合物厚度達35 μπι以上。處理后產品機械性不變，表面滑動磨損試驗耐磨損性為普通處理的4倍以上、失重試驗抗腐蝕性能為普通處理的12倍以上、中性鹽霧試驗時間為普通處理的IfM■以上、廣品表面的耐沖擊性能也有所提尚；旋轉刀片材質為耐尚溫彈費鋼30W 4Cr2VA淬火處理，淬火溫度1100°C、回火溫度600°C、抗拉強度1471Mpa 150kgf//mm2、屈服強度1324Mpa 135kgf//mm2、伸長率7%、收縮率40%硬度保證在44-47HRC范圍內，保證彈簧鋼有良好的機械性能，即使在400°C高溫下使用仍能保證本產品的機械性能及產品的結構形狀不變；旋轉管、護套、下接頭為合金結構鋼正火+調質處理，抗拉強度965Mpa、屈服強度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，保證刮削器有良好的機械性能。
[0008]本發明旋轉管與下接頭為螺紋連接并設有密封槽保證鉆桿內部的密封。護套套裝在旋轉管上，護套和旋轉管之間裝入滾動體，使護套與旋轉管之間的摩擦為滾動摩擦，摩擦阻力小，同時護套上裝有絲堵防止滾動體脫落。下接頭及旋轉管上部設計有扶正塊，扶正塊尺寸小于套管最小內徑，并且本刮削器旋轉時由于旋轉刀片有扶正作用，因此扶正塊不會與套管內壁產生摩擦，保證套管不被損傷。扶正塊針對套管內壁的大塊附著物進行預清理，這種逐級分段式清理可減小彈性刀片在清理管壁時的阻力，克服因阻力過大導致清理不干凈及旋轉刀片彈性形變過大減短使用壽命問題；護套外側有護套螺旋槽對扶正塊清理后的套管進行輔助清理并起到保護旋轉刀片的作用。護套與旋轉管通過滾動體連接，軸線上被限位，當護套軸向方向上受到較大的阻力時，護套將這部分壓力施加于滾動體上滾動體起到壓力軸承的作用，軸向壓力不會施加于旋轉刀片。旋轉刀片在護套的保護下只承受徑向壓力和與軸線成一定角度的符合壓力。護套外表面設有護套螺旋帶螺旋升角為67° -72°，此角度下磨削阻力小，利于套管內壁的清理并在附著物較多時可作為水槽增大循環洗井的流量；護套套裝在旋轉管上后護套與旋轉管和下接頭在軸向上有間隙不產生摩擦。旋轉刀片間隙配合組裝在兩護套之間，預留刀片發生彈性變形的間隙。刮削器刀片為螺旋形式，旋轉管外側加工螺旋帶，旋轉刀片旋轉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，刀片螺旋帶的螺旋升角為67° -72°在低速旋轉上提和下放鉆具時與套管內壁的摩擦阻力小并有利于高效的刮削井壁。
[0009]本發明是一種螺旋式的彈性套管刮削器，結構合理，使用方便，通用性強；通過旋轉刀片的彈性變形直徑方向可縮小，從而適應一種套管的不同壁厚規格。在下接頭及旋轉管上部有扶正塊，針對套管內壁的大塊附著物進行預清理，這種逐級分段式清理可減小彈性刀片清理管壁時的阻力克服因阻力過大導致旋轉刀片彈性形變過大減小使用壽命問題；護套外側有螺旋槽對扶正塊清理后的套管進行輔助清理，在附著物較多時可作為水孔增大洗井循環的流量；旋轉刀片為彈簧鋼材質針對井下不同套管壁厚的套管進行刮削清理，刮削范圍大。旋轉刀片為螺旋式整體結構，刮削時與套管全接觸可對套管內進行環形的全面的刮削，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是本發明的半剖結構示意圖。
[0011]附圖2是本發明的部件外部結構示意圖。
[0012]【具體實施方式】:
實施例1:
一種旋轉式套管刮削器，其組成包括:旋轉管1，所述的旋轉管中部套有一組護套2，所述的護套之間裝有旋轉刀片3，所述的旋轉管下端與下接頭4連接，所述的旋轉管與所述的下接頭之間裝有密封槽5，所述的旋轉管與所述的護套之間裝有滾動體6，所述的護套在與所述的滾動體對應的位置上裝有絲堵7。
[0013]實施例2:
根據實施例1所述的旋轉式套管刮削器，所述的旋轉管和所述的下接頭上均設置有扶正塊8;所述的護套外部設置有一組護套螺旋帶9;所述的旋轉刀片外部設置有一組刀片螺旋帶10。
[0014]實施例3:
一種利用實施例1或2所述的旋轉式套管刮削器的刮削方法，旋轉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進尺時旋轉式套管刮削器的旋轉管及下接頭隨鉆柱旋轉，旋轉刀片與井壁產生摩擦，因摩擦力大于旋轉刀片通過護套與旋轉管之間的滾動摩擦，所以旋轉刀片及護套與套管相對不轉，旋轉管與下接頭隨鉆柱旋轉；旋轉式套管刮削器的旋轉管及刀片隨鉆頭及磨銑工具進尺，進尺的同時對套管內壁進行刮削，每進尺一段距離后低速旋轉及反復上提和下放鉆具，使旋轉刀片刮削套管內壁。旋轉刀片為彈簧鋼材質，在抗彈性變形的作用力下刀片緊貼附著物，隨鉆柱進尺刮削井壁進行一次刮削對大塊不規則附著物進行清理，在進尺一段距離后低速旋轉并反復上提和下放鉆具對這段距離內的套管進行二次掛削將一次刮削后剩余在套管內壁的較薄附著物清理干凈。
【主權項】
1.一種旋轉式套管刮削器，其組成包括:旋轉管，其特征是:所述的旋轉管中部套有一組護套，所述的護套之間裝有旋轉刀片，所述的旋轉管下端與下接頭連接，所述的旋轉管與所述的下接頭之間裝有密封槽，所述的旋轉管與所述的護套之間裝有滾動體，所述的護套在與所述的滾動體對應的位置上裝有絲堵。
2.根據權利要求1所述的旋轉式套管刮削器，其特征是:所述的旋轉管和所述的下接頭上均設置有扶正塊；所述的護套外部設置有一組護套螺旋帶；所述的旋轉刀片外部設置有一組刀片螺旋帶。
3.一種利用權利要求1或2之一所述的旋轉式套管刮削器進行刮削的方法，其特征是:旋轉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進尺時旋轉式套管刮削器及下接頭隨鉆柱旋轉，旋轉刀片與井壁產生摩擦，因摩擦力大于旋轉刀片通過護套與旋轉管之間的滾動摩擦，所以旋轉刀片及護套與套管相對不轉，旋轉管與下接頭隨鉆柱旋轉；旋轉式套管刮削器及刀片隨鉆頭及磨銑工具進尺，進尺的同時對套管內壁進行刮削，每進尺一段距離后低速旋轉及反復上提和下放鉆具，使旋轉刀片刮削套管內壁，旋轉刀片為彈簧鋼材質，在抗彈性變形的作用力下刀片緊貼附著物，隨鉆柱進尺刮削井壁進行一次刮削對大塊不規則附著物進行清理，在進尺一段距離后低速旋轉并反復上提和下放鉆具對這段距離內的套管進行二次掛削將一次刮削后剩余在套管內壁的較薄附著物清理干凈。
【專利摘要】旋轉式套管刮削器及刮削方法。傳統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里面刮削器與鉆頭或磨銑工具連接同時下井，刮削器隨鉆頭或磨銑工具旋轉進尺必然摩擦套管，長時間摩擦必然損傷套管甚至將套管磨漏引起事故，因此傳統刮削器不能與鉆頭及磨銑工具連接一起下井。本發明包括：旋轉式套管刮削器的旋轉管（1），所述的旋轉管中部套有一組護套（2），所述的護套之間裝有旋轉刀片（3），所述的旋轉管下端與下接頭（4）連接，所述的旋轉管與所述的下接頭之間裝有密封槽（5），所述的旋轉管與所述的護套之間裝有滾動體（6），所述的護套在與所述的滾動體對應的位置上裝有絲堵（7）。本發明用于清除井下套管壁上殘存物。
【IPC分類】E21B37-02, E21B37-00
【公開號】CN104594853
【申請號】CN201410807297
【發明人】李想, 楊桂清, 王虹, 王磊, 張立杰
【申請人】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
【申請日】2014年12月23日