CN104594853A - 旋转式套管刮削器及刮削方法 - Google Patents

Abstract

旋转式套管刮削器及刮削方法。传统的胶筒式套管刮削器及弹簧式套管刮削器都存在刮削不彻底问题，最主要的问题是在新式高效钻井技术里面刮削器与钻头或磨铣工具连接同时下井，刮削器随钻头或磨铣工具旋转进尺必然摩擦套管，长时间摩擦必然损伤套管甚至将套管磨漏引起事故，因此传统刮削器不能与钻头及磨铣工具连接一起下井。本发明包括：旋转式套管刮削器的旋转管（1），所述的旋转管中部套有一组护套（2），所述的护套之间装有旋转刀片（3），所述的旋转管下端与下接头（4）连接，所述的旋转管与所述的下接头之间装有密封槽（5），所述的旋转管与所述的护套之间装有滚动体（6），所述的护套在与所述的滚动体对应的位置上装有丝堵（7）。本发明用于清除井下套管壁上残存物。

Description

旋转式套管刮削器及刮削方法

技术领域：

本发明涉及一种油田钻井使用的旋转式套管刮削器及刮削方法。

背景技术：

传统的胶筒式套管刮削器及弹簧式套管刮削器都存在刮削不彻底问题，并且最主要的问题是在新式高效钻井技术里面传统刮削器与钻头或磨铣工具连接同时下井，刮削器随钻头或磨铣工具旋转进尺必然摩擦套管，长时间的摩擦必然损伤套管甚至将套管磨漏引起事故。因此传统刮削器不能与钻头及磨铣工具连接一起下井，钻修井作业与清理套管作业不能同时进行。钻修井时需上提钻具卸下钻头或磨铣鞋装上刮削器。这样反复的上提下放钻具更换工具大大影响了钻井效率，提高了生产成本，增大了劳动强度。

发明内容：

本发明的目的是提供一种旋转式套管刮削器及刮削方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种旋转式套管刮削器，其组成包括：旋转管，所述的旋转管中部套有一组护套，所述的护套之间装有旋转刀片，所述的旋转管下端与下接头连接，所述的旋转管与所述的下接头之间装有密封槽，所述的旋转管与所述的护套之间装有滚动体，所述的护套在与所述的滚动体对应的位置上装有丝堵。

所述的旋转式套管刮削器，所述的旋转管和所述的下接头上均设置有扶正块；所述的护套外部设置有一组护套螺旋带；所述的旋转刀片外部设置有一组刀片螺旋带。

一种利用所述的旋转式套管刮削器进行刮削的方法，旋转式套管刮削器连接钻头及磨铣工具下井，在钻头及磨铣工具旋转进尺时旋转式套管刮削器及下接头随钻柱旋转，旋转刀片与井壁产生摩擦，因摩擦力大于旋转刀片通过护套与旋转管之间的滚动摩擦，所以旋转刀片及护套与套管相对不转，旋转管与下接头随钻柱旋转；旋转式套管刮削器及刀片随钻头及磨铣工具进尺，进尺的同时对套管内壁进行刮削，每进尺一段距离后低速旋转及反复上提和下放钻具，使旋转刀片刮削套管内壁。旋转刀片为弹簧钢材质，在抗弹性变形的作用力下刀片紧贴附着物，随钻柱进尺刮削井壁进行一次刮削对大块不规则附着物进行清理，在进尺一段距离后低速旋转并反复上提和下放钻具对这段距离内的套管进行二次挂削将一次刮削后剩余在套管内壁的较薄附着物清理干净。

有益效果：

1. 本发明所有零部件组装前进行深层QPQ技术处理，使产品表面渗入多种元素化合物厚度达35μm以上。处理后产品机械性不变，表面滑动磨损试验耐磨损性为普通处理的4倍以上、失重试验抗腐蚀性能为普通处理的12倍以上、中性盐雾试验时间为普通处理的1倍以上、产品表面的耐冲击性能也有所提高；旋转刀片材质为耐高温弹簧钢30W ₄ Cr ₂ VA淬火处理，淬火温度1100℃、回火温度600℃、抗拉强度1471Mpa 150kgf//mm ² 、屈服强度1324Mpa 135kgf//mm ² 、伸长率7%、收缩率40%硬度保证在44-47HRC范围内，保证弹簧钢有良好的机械性能,即使在400℃高温下使用仍能保证本产品的机械性能及产品的结构形状不变；旋转管、护套、下接头为合金结构钢正火+调质处理，抗拉强度965Mpa、屈服强度827Mpa、伸长率15%、冲击功单件最小值大于47J、平均冲击功值大于54J、硬度保证在290-325HB范围内，保证刮削器有良好的机械性能。

本发明旋转管与下接头为螺纹连接并设有密封槽保证钻杆内部的密封。护套套装在旋转管上，护套和旋转管之间装入滚动体，使护套与旋转管之间的摩擦为滚动摩擦，摩擦阻力小，同时护套上装有丝堵防止滚动体脱落。下接头及旋转管上部设计有扶正块，扶正块尺寸小于套管最小内径，并且本刮削器旋转时由于旋转刀片有扶正作用，因此扶正块不会与套管内壁产生摩擦，保证套管不被损伤。扶正块针对套管内壁的大块附着物进行预清理，这种逐级分段式清理可减小弹性刀片在清理管壁时的阻力，克服因阻力过大导致清理不干净及旋转刀片弹性形变过大减短使用寿命问题；护套外侧有护套螺旋槽对扶正块清理后的套管进行辅助清理并起到保护旋转刀片的作用。护套与旋转管通过滚动体连接，轴线上被限位，当护套轴向方向上受到较大的阻力时，护套将这部分压力施加于滚动体上滚动体起到压力轴承的作用，轴向压力不会施加于旋转刀片。旋转刀片在护套的保护下只承受径向压力和与轴线成一定角度的符合压力。护套外表面设有护套螺旋带螺旋升角为67°-72°，此角度下磨削阻力小，利于套管内壁的清理并在附着物较多时可作为水槽增大循环洗井的流量；护套套装在旋转管上后护套与旋转管和下接头在轴向上有间隙不产生摩擦。旋转刀片间隙配合组装在两护套之间，预留刀片发生弹性变形的间隙。刮削器刀片为螺旋形式，旋转管外侧加工螺旋带，旋转刀片旋转管上有多条刀片螺旋带，刀片螺旋带之间为镂空的水槽，方便钻井液的循环，刀片螺旋带的螺旋升角为67°-72°在低速旋转上提和下放钻具时与套管内壁的摩擦阻力小并有利于高效的刮削井壁。

本发明是一种螺旋式的弹性套管刮削器，结构合理，使用方便，通用性强；通过旋转刀片的弹性变形直径方向可缩小，从而适应一种套管的不同壁厚规格。在下接头及旋转管上部有扶正块，针对套管内壁的大块附着物进行预清理，这种逐级分段式清理可减小弹性刀片清理管壁时的阻力克服因阻力过大导致旋转刀片弹性形变过大减小使用寿命问题；护套外侧有螺旋槽对扶正块清理后的套管进行辅助清理，在附着物较多时可作为水孔增大洗井循环的流量；旋转刀片为弹簧钢材质针对井下不同套管壁厚的套管进行刮削清理，刮削范围大。旋转刀片为螺旋式整体结构，刮削时与套管全接触可对套管内进行环形的全面的刮削，刮削效率高，平整干净，起钻后可顺利下入封隔器等其他井下工具。

附图说明：

附图1是本发明的半剖结构示意图。

附图2是本发明的部件外部结构示意图。

具体实施方式：

实施例1：

一种旋转式套管刮削器，其组成包括：旋转管1，所述的旋转管中部套有一组护套2，所述的护套之间装有旋转刀片3，所述的旋转管下端与下接头4连接，所述的旋转管与所述的下接头之间装有密封槽5，所述的旋转管与所述的护套之间装有滚动体6，所述的护套在与所述的滚动体对应的位置上装有丝堵7。

实施例2：

根据实施例1所述的旋转式套管刮削器，所述的旋转管和所述的下接头上均设置有扶正块8；所述的护套外部设置有一组护套螺旋带9；所述的旋转刀片外部设置有一组刀片螺旋带10。

实施例3：

一种利用实施例1或2所述的旋转式套管刮削器的刮削方法，旋转式套管刮削器连接钻头及磨铣工具下井，在钻头及磨铣工具旋转进尺时旋转式套管刮削器的旋转管及下接头随钻柱旋转，旋转刀片与井壁产生摩擦，因摩擦力大于旋转刀片通过护套与旋转管之间的滚动摩擦，所以旋转刀片及护套与套管相对不转，旋转管与下接头随钻柱旋转；旋转式套管刮削器的旋转管及刀片随钻头及磨铣工具进尺，进尺的同时对套管内壁进行刮削，每进尺一段距离后低速旋转及反复上提和下放钻具，使旋转刀片刮削套管内壁。旋转刀片为弹簧钢材质，在抗弹性变形的作用力下刀片紧贴附着物，随钻柱进尺刮削井壁进行一次刮削对大块不规则附着物进行清理，在进尺一段距离后低速旋转并反复上提和下放钻具对这段距离内的套管进行二次挂削将一次刮削后剩余在套管内壁的较薄附着物清理干净。

Claims (3)

1.一种旋转式套管刮削器，其组成包括：旋转管，其特征是：所述的旋转管中部套有一组护套，所述的护套之间装有旋转刀片，所述的旋转管下端与下接头连接，所述的旋转管与所述的下接头之间装有密封槽，所述的旋转管与所述的护套之间装有滚动体，所述的护套在与所述的滚动体对应的位置上装有丝堵。

2.根据权利要求1所述的旋转式套管刮削器，其特征是：所述的旋转管和所述的下接头上均设置有扶正块；所述的护套外部设置有一组护套螺旋带；所述的旋转刀片外部设置有一组刀片螺旋带。

3.一种利用权利要求1或2之一所述的旋转式套管刮削器进行刮削的方法，其特征是：旋转式套管刮削器连接钻头及磨铣工具下井，在钻头及磨铣工具旋转进尺时旋转式套管刮削器及下接头随钻柱旋转，旋转刀片与井壁产生摩擦，因摩擦力大于旋转刀片通过护套与旋转管之间的滚动摩擦，所以旋转刀片及护套与套管相对不转，旋转管与下接头随钻柱旋转；旋转式套管刮削器及刀片随钻头及磨铣工具进尺，进尺的同时对套管内壁进行刮削，每进尺一段距离后低速旋转及反复上提和下放钻具，使旋转刀片刮削套管内壁，旋转刀片为弹簧钢材质，在抗弹性变形的作用力下刀片紧贴附着物，随钻柱进尺刮削井壁进行一次刮削对大块不规则附着物进行清理，在进尺一段距离后低速旋转并反复上提和下放钻具对这段距离内的套管进行二次挂削将一次刮削后剩余在套管内壁的较薄附着物清理干净。