CN109252823B - 一种多翼磨鞋同步抓取机构及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多翼磨鞋同步抓取机构及使用方法，包括连接轴，连接轴顶端设有紧固螺丝和若干连接块，各连接块的末端均开有第一连接环，若干第一连接环轴心重叠通过紧固螺丝连接在连接轴的顶端；连接轴下端两侧的外壁均开有内凹的安装槽，两安装槽之间内部连通，两安装槽之间的连接轴外壁上开有水平贯通连接轴的剪切销钉连接孔，剪切销钉连接孔穿过两安装槽之间的内部连通处，包括两组抓托爪，每组抓托爪末端均设有第二连接环，抓托爪的第二连接环延伸至两安装槽之间的内部连通处，且两抓托爪的第二连接环均与剪切销钉连接孔同轴，通过剪切销钉将两抓托爪的第二连接环与连接轴的剪切销钉连接孔销接。本发明结构简单，适用范围广。

Description

一种多翼磨鞋同步抓取机构及使用方法

技术领域

本发明属于油、气田修井技术领域，具体涉及一种多翼磨鞋同步抓取机构及使用方法。

背景技术

在油气田储层改造时，常用桥塞、封隔器等套管封隔压裂工艺。但采用桥塞压裂后需钻除井内桥塞，以实现套管全通径，保持井筒完整性。在储层改造过程中，如出现桥塞、封隔器卡钻等故障时，也需要磨铣或打捞，为后续作业创造条件。

磨铣作业通常采用磨鞋进行作业，恢复井筒畅通。但磨铣桥塞、封隔器等工具时，由于其结构特点，通常当工具与套管脱离时，工具会随磨鞋的旋转而同步转动，并随磨铣工具的钻进而下移，通常会在井筒内遗留残余部件，而不能完钻钻除。会对后续的井筒作业造成卡钻、井筒堵塞等风险。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种多翼磨鞋同步抓取机构；目的之二是提供一种多翼磨鞋同步抓取机构的使用方法；目的之三是通过该机构能够在不影响磨鞋磨铣作业的同时，清除井筒内的残留部件，避免在后续作业中造成卡钻和井筒堵塞。

本发明是通过以下技术方案实现的，一种多翼磨鞋同步抓取机构，包括连接轴和两组抓托爪，连接轴顶端设有紧固螺丝和若干用于与磨鞋底部相连的连接块，各连接块的末端均开有第一连接环，若干第一连接环轴心重叠通过紧固螺丝连接在连接轴的顶端；连接轴下端两侧的外壁均开有内凹的安装槽，两安装槽之间内部连通，两安装槽之间的连接轴外壁上开有水平贯通连接轴的剪切销钉连接孔，剪切销钉连接孔穿过两安装槽之间的内部连通处，每组抓托爪末端均设有第二连接环，抓托爪的第二连接环延伸至两安装槽之间的内部连通处，且两抓托爪的第二连接环均与剪切销钉连接孔同轴，通过剪切销钉将两抓托爪的第二连接环与连接轴的剪切销钉连接孔销接。

进一步的，所述连接块上还开有水眼孔和若干磨鞋连接孔，水眼孔与多翼磨鞋底部的水眼位置相匹配。

进一步的，所述若干磨鞋连接孔分别位于水眼孔的两侧，且以水眼孔为中心对称分布。

进一步的，所述若干连接块均包括第一连接段、第二连接段和第三连接段，水平的第一连接段末端连接有竖直向下的第二连接段，第二连接段上连接有向连接块末端水平延伸的第三连接段，其中第三连接段上设有第一连接环。

进一步的，所述安装槽底端为直角台，安装槽上端为斜面。

进一步的，所述安装槽底端的直角台上平放有抓托爪，抓托爪末端伸入连接轴内两安装槽的连通处，且抓托爪末端且设有第二连接环，连接轴上设有水平贯通的剪切销钉连接孔，且剪切销钉连接孔与第二连接环同轴。

一种多翼磨鞋同步抓取机构的使用方法，其特征在于：利用连接块将多翼磨鞋同步抓取机构连接在磨鞋底部，多翼磨鞋同步抓取机构伸入井中，连接轴底端伸入磨铣对象中，抓托爪的长度大于磨铣对象的半径，在伸入过程中，抓托爪会受磨铣对象内壁挤压，抓托爪绕剪切销钉向上转动，抓托爪在倾斜的情况下进入磨铣对象内部；

继续下降直至抓托爪从磨铣对象内穿出，抓托爪不再受磨铣对象内壁的挤压，抓托爪在重力作用下由倾斜状态变为与安装槽底端直角台贴合的水平状态，在磨铣完成后，磨铣对象从井壁脱落，因为抓托爪长度大于磨铣对象内通径，所以磨铣对象落在抓托爪上，被抓托爪托起，将多翼磨鞋同步抓取机构上提，则落在抓托爪上的磨铣对象也随多翼磨鞋同步抓取机构一同上提，直至提出井筒；磨铣作业或起钻遇卡时，剪切销钉在上提的力的作用下断裂，两组抓托爪失去剪切销钉的固定，在上提的过程中脱落，使磨铣对象与多翼磨鞋同步抓取机构脱离。

本发明的有益效果在于，1、可以在磨铣的同时对磨铣对象进行抓托，不影响磨铣工作，并在磨铣接触后取出残留部件，效率高，且避免了卡钻与井筒堵塞。

2、本发明使用连接块与多翼磨鞋相连，实现与多翼磨鞋的刚性连接，结构简单，并且连接块数量与角度可根据多翼磨鞋来相匹配，适用范围广。

附图说明

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明主视图；

图3为本发明A-A段剖面图；

图4为本发明俯视图；

图5为本发明连接块结构示意图；

图6为本发明抓托爪结构示意图；

图7位本发明工作状态示意图；

图8为本发明进入磨铣对象状态示意图；

图9为本发明抓托磨铣对象状态示意图。

图中1、连接块；1-1、磨鞋连接孔；1-2、水眼孔；1-3、第一连接段；1-4、第二连接段；1-5、第三连接段；2、紧固螺丝；3、连接轴；4、抓托爪；5、剪切销钉；6、安装槽；7、剪切销钉连接孔；8、第一连接环；9、第二连接环；10、磨铣对象。

具体实施方式

【实施例1】

如图1至图7所示，一种多翼磨鞋同步抓取机构，包括连接轴3和两组抓托爪4，连接轴3顶端设有紧固螺丝2和若干用于与磨鞋底部相连的连接块1，通过连接块1将本发明连接在磨鞋的底部，各连接块1的末端均开有第一连接环 8，若干第一连接环 8轴心重叠通过紧固螺丝2连接在连接轴3的顶端，紧固螺丝2与连接轴3顶端的空隙中放置若干连接块1，连接块1通过末端的第一连接环8套在紧固螺丝2上，在紧固螺丝2的压力下，将连接块1固定下来，使得连接块1不会晃动；连接轴3下端两侧的外壁均开有内凹的安装槽6，两安装槽6之间内部连通，两安装槽6之间的连接轴3外壁上开有水平贯通连接轴3的剪切销钉连接孔7，剪切销钉连接孔7穿过两安装槽6之间的内部连通处，抓托爪4平放在安装槽6底面上，每组抓托爪4末端均设有第二连接环9，抓托爪4的第二连接环9延伸至两安装槽6之间的内部连通处，且两抓托爪4的第二连接环9均与剪切销钉连接孔7同轴，通过剪切销钉5将两抓托爪4的第二连接环9与连接轴3的剪切销钉连接孔7销接。

【实施例2】

如图4和图5所示，所述连接块1上还开有水眼孔1-2和若干磨鞋连接孔1-1，水眼孔1-2与多翼磨鞋底部的水眼位置相匹配。其中水眼孔1-2与磨鞋底部的水眼位置相匹配，通过若干磨鞋连接孔1-1与紧固螺钉将本发明与磨鞋连接起来，并且连接块1的数量和两连接块1之间的角度均与磨鞋底部形状相匹配，通过在紧固螺丝2与连接轴3顶端之间设置不同数量的连接块1来实现与磨鞋底部形状的匹配。

所述若干磨鞋连接孔1-1分别位于水眼孔1-2的两侧，且以水眼孔1-2为中心对称分布，方便用紧固螺钉与磨鞋固定和限位。

【实施例3】

如图5所示，所述若干连接块1均包括第一连接段1-3、第二连接段1-4和第三连接段1-5，水平的第一连接段1-3末端连接有竖直向下的第二连接段1-4，第二连接段1-4上连接有向连接块1末端水平延伸的第三连接段1-5，其中第三连接段1-5上设有第一连接环8。若干连接块1的第一连接段1-3和第二连接段1-4完全一致，而不同连接块1的第三连接段1-5则分别位于第二连接段1-4的不同高度上，不同第三连接段1-5的高度差为第三连接块1-3厚度的整数倍，这样在重叠放置连接块1时，只有第三连接段1-5上第一连接环8的部分轴心重叠在一起，第二连接块1-4的高度内可以放置多个连接块1，并且若干连接块1的高度都一致，便于与磨鞋底部进行连接。

【实施例4】

如图2所示，所述安装槽6底端为直角台，安装槽6上端为斜面。

所述安装槽6底端的直角台上平放有抓托爪4，抓托爪4末端伸入连接轴3内两安装槽6的连通处，且抓托爪4末端且设有第二连接环9，连接轴3上设有水平贯通的剪切销钉连接孔7，且剪切销钉连接孔7与第二连接环9同轴。

在自然情况下，抓托爪4平放在安装槽6底端的直角台上，抓托爪4的末端伸入连接轴3内两安装槽6内部连通处，且抓托爪4末端的第二连接环9的圆心处在连通部分的中线上，而连接轴3上的剪切销钉连接孔7则与平放时抓托爪4末端的第二连接环9同轴，剪切销钉连接孔7和第二连接环9通过剪切销钉5销接，确保在不使用时，抓托爪4不会因末端的第二连接环9较高而出现倾斜。

且抓托爪4的长度大于磨铣对象10的内通径，并且在抓托爪4紧贴安装槽6上端斜面时，在水平方向的长度小于磨铣对象10内通径，在使用时根据磨铣对象10的内通径，更换不同长度的抓托爪4。

如图7所示，抓托爪4末端的第二连接环9与连接轴3上剪切销钉连接孔7中的剪切销钉5销接，抓托爪4可绕剪切销钉5向上转动，最多转动抓托爪4至紧贴安装槽6上端的斜面。

本发明多翼磨鞋同步抓取机构安装过程：

在连接轴顶部安装连接块，连接块安装数量、角度与磨鞋底部形状相匹配，并用紧固螺钉固定、限位。在连接轴底部对称安装抓托爪，并用剪切销钉固定。根据磨铣对象内通径和直径，设置连接轴底部斜面结构角度。根据磨铣作业安全要求，设置剪切销钉剪断力。最后，将本机构对应安装于多翼磨鞋底部，并用螺钉固定。

在使用时，利用连接块1将本发明连接在磨鞋底部，本发明伸入井中，如图8所示，连接轴3底端伸入磨铣对象10中，因抓托爪4的长度大于磨铣对象10的半径，所以在伸入过程中，抓托爪4会受磨铣对象10内壁挤压，抓托爪4绕剪切销钉5向上转动，抓托爪4在倾斜的情况下进入磨铣对象10内部。

如图9所示，继续下降直至抓托爪4从磨铣对象10内穿出，抓托爪4不再受磨铣对象10内壁的挤压，抓托爪4在重力作用下由倾斜状态变为与安装槽6底端直角台贴合的水平状态，在磨铣完成后，磨铣对象10从井壁脱落，因为抓托爪4长度大于磨铣对象10内通径，所以磨铣对象10落在抓托爪4上，被抓托爪4托起，将本发明上提，则落在抓托爪4上的磨铣对象10也随本发明一同上提，直至提出井筒。

其中剪切销钉5强度可根据要求设计强度，磨铣作业或起钻遇卡时，剪切销钉5在上提的力的作用下断裂，两组抓托爪4失去剪切销钉5的固定，使磨铣对象与多翼磨鞋同步抓取机构脱离。

本发明不影响磨铣作业的正常进行。保证磨铣作业后磨铣对象在井筒内无残留部件，同时，当磨鞋作业过程中，遇到井下故障时，能够实现磨铣对象和磨铣管柱的脱离，避免卡钻等风险。该多翼磨鞋同步抓取机构具有结构简单，既能保证磨铣作业的正常实施，也能保证磨铣对象在井筒内无残留，同时也消减了本机构对磨铣作业可能造成的卡钻风险。可用于采用多翼磨鞋对井筒内具有一定内通径工具的磨铣作业，磨铣作业后井筒畅通，无残留的需求。

本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (5)

1.一种多翼磨鞋同步抓取机构，其特征在于：包括连接轴（3）和两组抓托爪（4），连接轴（3）顶端设有紧固螺丝（2）和若干用于与多翼磨鞋底部相连的连接块（1），各连接块（1）的末端均开有第一连接环（8），若干第一连接环（8）轴心重叠通过紧固螺丝（2）连接在连接轴（3）的顶端；连接轴（3）下端两侧的外壁均开有内凹的安装槽（6），两安装槽（6）之间内部连通，两安装槽（6）之间的连接轴（3）外壁上开有水平贯通连接轴（3）的剪切销钉连接孔（7），剪切销钉连接孔（7）穿过两安装槽（6）之间的内部连通处，每组抓托爪（4）末端均设有第二连接环（9），抓托爪（4）的第二连接环（9）延伸至两安装槽（6）之间的内部连通处，且两抓托爪（4）的第二连接环（9）均与剪切销钉连接孔（7）同轴，通过剪切销钉（5）将两抓托爪（4）的第二连接环（9）与连接轴（3）的剪切销钉连接孔（7）销接；所述连接块（1）上还开有水眼孔（1-2）和若干磨鞋连接孔（1-1），水眼孔（1-2）与多翼磨鞋底部的水眼位置相匹配；

若干所述连接块（1）均包括水平的第一连接段（1-3）、竖直向下的第二连接段（1-4）和向连接块（1）末端水平延伸的第三连接段（1-5），水平的第一连接段（1-3）末端连接有竖直向下的第二连接段（1-4），第二连接段（1-4）上连接有向连接块（1）末端水平延伸的第三连接段（1-5），其中第三连接段（1-5）上设有第一连接环（8）。

2.根据权利要求1所述的一种多翼磨鞋同步抓取机构，其特征在于：所述若干磨鞋连接孔（1-1）分别位于水眼孔（1-2）的两侧，且以水眼孔（1-2）为中心对称分布。

3.根据权利要求1所述的一种多翼磨鞋同步抓取机构，其特征在于：所述安装槽（6）底端为直角台，安装槽（6）上端为斜面。

4.根据权利要求3所述的一种多翼磨鞋同步抓取机构，其特征在于：所述安装槽（6）底端的直角台上平放有抓托爪（4），抓托爪（4）末端伸入连接轴（3）内两安装槽（6）的连通处。

5.根据权利要求3或4所述的一种多翼磨鞋同步抓取机构的使用方法，其特征在于：利用连接块将多翼磨鞋同步抓取机构连接在多翼磨鞋底部，多翼磨鞋同步抓取机构伸入井中，连接轴底端伸入磨铣对象中，抓托爪的长度大于磨铣对象的半径，在伸入过程中，抓托爪会受磨铣对象内壁挤压，抓托爪绕剪切销钉向上转动，抓托爪在倾斜的情况下进入磨铣对象内部；

继续下降直至抓托爪从磨铣对象内穿出，抓托爪不再受磨铣对象内壁的挤压，抓托爪在重力作用下由倾斜状态变为与安装槽底端直角台贴合的水平状态，在磨铣完成后，磨铣对象从井壁脱落，因为抓托爪长度大于磨铣对象内通径，所以磨铣对象落在抓托爪上，被抓托爪托起，将多翼磨鞋同步抓取机构上提，则落在抓托爪上的磨铣对象也随多翼磨鞋同步抓取机构一同上提，直至提出井筒；磨铣作业或起钻遇卡时，剪切销钉在上提的力的作用下断裂，两组抓托爪失去剪切销钉的固定，在上提的过程中脱落，使磨铣对象与多翼磨鞋同步抓取机构脱离。