CN108104744B - 一种往复式井眼疏通工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钻完井作业过程中使用的往复式井眼疏通工具。它解决套管内钻井液阻塞，测井仪器下放困难的问题。其技术方案是：电缆上端连接至地面控制台，电缆下端线芯和步进电机接线口导通；步进电机输出轴和轴承座用键传动；传动螺套安装在传动丝杠外圆下部，传动螺套外圆下部和滑套内腔上部丝扣连接；传动丝杠下端和防掉帽螺纹固紧；滑套外圆下部设置一圆锥凸台，滑套内腔下端和搅拌头外圆上端丝扣连接；锚爪置入锚体外圆扶正翼上的径向台阶孔内，盖板用螺钉b固定在锚体外圆扶正翼上，盖板穿过锚爪外侧端面的凹槽。）本发明采用步进电机驱动，控制简单，利用搅拌头往复运动，可以有效搅动钻井液，降低钻井液粘稠度，有效进行井眼疏通作业。

Description

一种往复式井眼疏通工具

技术领域

本发明涉及一种钻完井作业过程中使用的往复式井眼疏通工具。

背景技术

钻完井作业是石油天然气开发过程中的重要环节，钻完井作业的质量直接影响了油气生产效率。钻完井作业施工极其复杂，其技术难度高，经济投入大，为确保钻完井作业质量，需要使用大量的测井仪器时刻对井下环境进行监测，以实时指导钻完井作业施工。在完井作业中，测井仪器与电缆连接，并利用电缆下放到井眼内，下放过程中，测井仪器需要穿过套管内各层钻井液。而在完井作业中，固井作业使用的水泥浆在凝结过程中会释放大量的热能，巨大的热能可以增加钻井液的粘度，大大增加了测井仪器穿过套管内钻井液的阻力，常常导致测井仪器无法顺利下放作业区。在钻井液粘度增大的情况下，需要对钻井液进行搅拌降低粘稠度，进行井眼疏通。目前国内油田采用较多的方式为利用人工在井口用长杆进行钻井液搅拌，然而该方式效率低，人工强度大，并且作业深度有限，难以进行深部井眼的疏通作业，具有极大的局限性。

基于上述技术背景，本发明特提供一种往复式井眼疏通工具，有效疏通井眼，帮助测井仪器送进。

发明内容

本发明的目的是：为了解决套管内钻井液阻塞，测井仪器下放困难的问题，特提供一种往复式井眼疏通工具。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种往复式井眼疏通工具，是由电缆、锥套、锁紧螺母、锁紧接头、转接头、扶正筒、步进电机、螺钉a、键、上推力轴承、轴承套筒、下推力轴承、轴承座、传动丝杠、连接筒、滑销、传动螺套、滑套、锚体、螺钉b、盖板、弹簧、锚爪、转轴、滚轮、防掉帽和搅拌头构成；其结构特征是：电缆上端连接至地面控制台，电缆下端线芯和步进电机接线口导通；电缆穿过锁紧接头内腔，锁紧接头上部周向均匀设置三个分瓣，分瓣外圆上端设置为圆锥面，分瓣内腔设置为锯齿状结构；锥套内腔设置为圆锥孔，锥套内腔和锁紧接头上部分瓣外圆压紧，锁紧螺母内腔下端和锁紧接头外圆中部丝扣连接；步进电机置入扶正筒内腔，扶正筒下端台阶上周向均匀设置有三个沉头孔，三个螺钉a穿过扶正筒下端台阶上的三个沉头孔和步进电机端面固紧；转接头内孔上部和锁紧接头外圆下部丝扣连接，转接头外圆下部和扶正筒内孔上部丝扣连接；扶正筒外圆中部周向均匀设置六个扶正筋；步进电机输出轴插入轴承座上部内孔，步进电机输出轴和轴承座用键传动；轴承座外圆中部设置一圈凸起台阶，上推力轴承安装在轴承座外圆中部凸起台阶上端面，下推力轴承安装在轴承座外圆中部凸起台阶下端面，轴承座下端和传动丝杠上端丝扣连接；轴承套筒内腔上部设置有台阶面，轴承套筒下部设置一轴向通槽；轴承套筒内腔上端和扶正筒外圆下端丝扣连接，轴承套筒内腔上部台阶面压紧下推力轴承；传动丝杠外圆下部设置为梯形公螺纹，传动螺套内腔设置为梯形母螺纹，传动螺套安装在传动丝杠外圆下部，传动螺套可在传动丝杠上灵活滑动；滑销和传动螺套外圆上部螺纹固紧，滑销可在轴承套筒下部轴向通槽内滑动；传动螺套外圆下部和滑套内腔上部丝扣连接；传动丝杠下端和防掉帽螺纹固紧；滑套外圆下部设置一圆锥凸台，滑套内腔下端和搅拌头外圆上端丝扣连接；搅拌头外圆设置有搅拌翼，搅拌翼为螺旋形铁板构成；连接筒内腔上端和轴承套筒外圆中部丝扣连接，连接筒外圆下端和锚体内腔上端丝扣连接；锚体外圆周向均匀设置三个扶正翼，每个扶正翼上均设置一径向台阶孔；锚爪外侧端面设置一凹槽，凹槽中部设置一沉孔，锚爪内侧为铰支座；滚轮用转轴固定在锚爪内侧铰支座上，弹簧置入锚爪外侧端面凹槽中部的沉孔内；锚爪置入锚体外圆扶正翼上的径向台阶孔内，盖板用螺钉b固定在锚体外圆扶正翼上，盖板穿过锚爪外侧端面的凹槽。

本发明的有益效果是：（1）本发明可以利用搅拌头往复移动，可以有效搅动钻井液，降低钻井液粘稠度，有效进行井眼疏通作业；（2）本发明采用步进电机驱动，控制简单，方便可靠；（3）本发明搅拌头可实现持续轴向往复运动，有效疏通井眼；（4）本发明在搅拌头动作的时候，锚爪伸出有效锚定套管内壁，克服步进电机反扭矩作用和搅拌头轴向反力作用，有效传递动力给搅拌头实现往复通井。

附图说明

图1是本发明一种往复式井眼疏通工具初始状态的结构示意图。

图2是本发明一种往复式井眼疏通工具工作状态的结构示意图。

图3是图2中A-A截面剖视图。

图4是锚爪、转轴和滚轮的三维结构示意图。

图5是搅拌头的三维结构示意图。

图中：1.电缆、2.锥套、3.锁紧螺母、4.锁紧接头、5.转接头、6.扶正筒、7.步进电机、8.螺钉a、9.键、10.上推力轴承、11.轴承套筒、12.下推力轴承、13.轴承座、14.传动丝杠、15.连接筒、16.滑销、17.传动螺套、18.滑套、19.锚体、20.螺钉b、21.盖板、22.弹簧、23.锚爪、24.转轴、25.滚轮、26.防掉帽、27.搅拌头、111.轴承通槽、271.搅拌翼。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明一种往复式井眼疏通工具，是由电缆1、锥套2、锁紧螺母3、锁紧接头4、转接头5、扶正筒6、步进电机7、螺钉a8、键9、上推力轴承10、轴承套筒11、下推力轴承12、轴承座13、传动丝杠14、连接筒15、滑销16、传动螺套17、滑套18、锚体19、螺钉b20、盖板21、弹簧22、锚爪23、转轴24、滚轮25、防掉帽26和搅拌头27构成；其特征是：电缆1上端连接至地面控制台，电缆1下端线芯和步进电机7接线口导通；电缆1穿过锁紧接头4内腔，锁紧接头4上部周向均匀设置三个分瓣，分瓣外圆上端设置为圆锥面，分瓣内腔设置为锯齿状结构；锥套2内腔设置为圆锥孔，锥套2内腔和锁紧接头4上部分瓣外圆压紧，锁紧螺母3内腔下端和锁紧接头4外圆中部丝扣连接；步进电机7置入扶正筒6内腔，扶正筒6下端台阶上周向均匀设置有三个沉头孔，三个螺钉a8穿过扶正筒6下端台阶上的三个沉头孔和步进电机7端面固紧；转接头5内孔上部和锁紧接头4外圆下部丝扣连接，转接头5外圆下部和扶正筒6内孔上部丝扣连接；扶正筒6外圆中部周向均匀设置六个扶正筋；步进电机7输出轴插入轴承座13上部内孔，步进电机7输出轴和轴承座13用键9传动；轴承座13外圆中部设置一圈凸起台阶，上推力轴承10安装在轴承座13外圆中部凸起台阶上端面，下推力轴承12安装在轴承座13外圆中部凸起台阶下端面，轴承座13下端和传动丝杠14上端丝扣连接；轴承套筒11内腔上部设置有台阶面，轴承套筒11下部设置一轴向通槽111；轴承套筒11内腔上端和扶正筒6外圆下端丝扣连接，轴承套筒11内腔上部台阶面压紧下推力轴承12；传动丝杠14外圆下部设置为梯形公螺纹，传动螺套17内腔设置为梯形母螺纹，传动螺套17安装在传动丝杠14外圆下部，传动螺套17可在传动丝杠14上灵活滑动；滑销16和传动螺套17外圆上部螺纹固紧，滑销16可在轴承套筒11下部轴向通槽111内滑动；传动螺套17外圆下部和滑套18内腔上部丝扣连接；传动丝杠14下端和防掉帽26螺纹固紧；滑套18外圆下部设置一圆锥凸台，滑套18内腔下端和搅拌头27外圆上端丝扣连接；连接筒15内腔上端和轴承套筒11外圆中部丝扣连接，连接筒15外圆下端和锚体19内腔上端丝扣连接；锚体19外圆周向均匀设置三个扶正翼，每个扶正翼上均设置一径向台阶孔；锚爪23置入锚体19外圆扶正翼上的径向台阶孔内，盖板21用螺钉b20固定在锚体19外圆扶正翼上，盖板21穿过锚爪23外侧端面的凹槽。

如图3和图4所示，锚爪23外侧端面设置一凹槽，凹槽中部设置一沉孔，锚爪23内侧为铰支座；滚轮25用转轴24固定在锚爪23内侧铰支座上，弹簧22置入锚爪23外侧端面凹槽中部的沉孔内。

如图5所示，搅拌头27外圆设置有搅拌翼271，搅拌翼271为螺旋形铁板构成。

本发明一种往复式井眼疏通工具的工作原理是：确定本发明安装完成以后，下放电缆，本发明下入井眼，在进入钻井液粘稠井段时，启动本发明开始工作；控制步进电机7正转，传动丝杠14转动，传动螺套17在传动丝杠14和滑销16的作用下轴向下移，滑套18轴向下移，滑套18外圆下部圆锥凸台推动锚爪23、转轴24和滚轮25整体径向伸出，锚爪23锚定套管内壁；滑套18持续轴向下移，搅拌头27轴向下移，运动至设定位置时，步进电机7反转，搅拌头27轴向上移，如此控制步进电机7交替正反转即可实现搅拌头27连续往复轴向运动，有效疏通井眼通道。

Claims (2)

1.一种往复式井眼疏通工具，是由电缆(1)、锥套(2)、锁紧螺母(3)、锁紧接头(4)、转接头(5)、扶正筒(6)、步进电机(7)、螺钉a(8)、键(9)、上推力轴承(10)、轴承套筒(11)、下推力轴承(12)、轴承座(13)、传动丝杠(14)、连接筒(15)、滑销(16)、传动螺套(17)、滑套(18)、锚体(19)、螺钉b(20)、盖板(21)、弹簧(22)、锚爪(23)、转轴(24)、滚轮(25)、防掉帽(26)和搅拌头(27)构成；其特征是：电缆(1)上端连接至地面控制台，电缆(1)下端线芯和步进电机(7)接线口导通；电缆(1)穿过锁紧接头(4)内腔，锁紧接头(4)上部周向均匀设置三个分瓣，分瓣外圆上端设置为圆锥面，分瓣内腔设置为锯齿状结构；锥套(2)内腔设置为圆锥孔，锥套(2)内腔和锁紧接头(4)上部分瓣外圆压紧，锁紧螺母(3)内腔下端和锁紧接头(4)外圆中部丝扣连接；步进电机(7)置入扶正筒(6)内腔，扶正筒(6)下端台阶上周向均匀设置有三个沉头孔，三个螺钉a(8)穿过扶正筒(6)下端台阶上的三个沉头孔和步进电机(7)端面固紧；转接头(5)内孔上部和锁紧接头(4)外圆下部丝扣连接，转接头(5)外圆下部和扶正筒(6)内孔上部丝扣连接；扶正筒(6)外圆中部周向均匀设置六个扶正筋；步进电机(7)输出轴插入轴承座(13)上部内孔，步进电机(7)输出轴和轴承座(13)用键(9)传动；轴承座(13)外圆中部设置一圈凸起台阶，上推力轴承(10)安装在轴承座(13)外圆中部凸起台阶上端面，下推力轴承(12)安装在轴承座(13)外圆中部凸起台阶下端面，轴承座(13)下端和传动丝杠(14)上端丝扣连接；轴承套筒(11)内腔上部设置有台阶面，轴承套筒(11)下部设置一轴向通槽(111)；轴承套筒(11)内腔上端和扶正筒(6)外圆下端丝扣连接，轴承套筒(11)内腔上部台阶面压紧下推力轴承(12)；滑销(16)和传动螺套(17)外圆上部螺纹固紧，滑销(16)可在轴承套筒(11)下部轴向通槽(111)内滑动；传动螺套(17)外圆下部和滑套(18)内腔上部丝扣连接；传动丝杠(14)下端和防掉帽(26)螺纹固紧；滑套(18)外圆下部设置一圆锥凸台，滑套(18)内腔下端和搅拌头(27)外圆上端丝扣连接；搅拌头(27)外圆设置有搅拌翼(271)，搅拌翼(271)为螺旋形铁板构成；连接筒(15)内腔上端和轴承套筒(11)外圆中部丝扣连接，连接筒(15)外圆下端和锚体(19)内腔上端丝扣连接；锚体(19)外圆周向均匀设置三个扶正翼，每个扶正翼上均设置一径向台阶孔；锚爪(23)外侧端面设置一凹槽，凹槽中部设置一沉孔，锚爪(23)内侧为铰支座；滚轮(25)用转轴(24)固定在锚爪(23)内侧铰支座上，弹簧(22)置入锚爪(23)外侧端面凹槽中部的沉孔内；锚爪(23)置入锚体(19)外圆扶正翼上的径向台阶孔内，盖板(21)用螺钉b(20)固定在锚体(19)外圆扶正翼上，盖板(21)穿过锚爪(23)外侧端面的凹槽；传动螺套(17)在传动丝杠(14)和滑销(16)的作用下轴向下移，滑套(18)轴向下移，滑套(18)外圆下部圆锥凸台推动锚爪(23)、转轴(24)和滚轮(25)整体径向伸出，锚爪(23)锚定套管内壁。

2.根据权利要求1所述的往复式井眼疏通工具，其特征在于：所述传动丝杠(14)外圆下部设置为梯形公螺纹，传动螺套(17)内腔设置为梯形母螺纹，传动螺套(17)安装在传动丝杠(14)外圆下部，传动螺套(17)可在传动丝杠(14)上灵活滑动。