CN109973038A - 磨铣鞋 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磨铣鞋，属于油井大修工具领域。该磨铣鞋包括：上接头、引锥头、限位筒、引鞋和磨铣单元，磨铣单元包括铣齿；上接头的第一端与引锥头的一端固定连接，上接头的外径大于引锥头的外径，铣齿固定于上接头的第一端的端面上的环形面上。限位筒为管状结构，限位筒的第一端与上接头的第一端固定连接，限位筒的第二端用于罩在套管鱼顶上，且限位筒的内径小于与套管鱼顶相邻的套管接箍的外径；引鞋为管状结构，引鞋的第一端与限位筒的第二端固定连接，引鞋用于罩在套管鱼顶和套管接箍上。本发明通过限位筒确定套管鱼顶至套管接箍的距离，同时通过位于引锥头与限位筒之间的铣齿对套管鱼顶进行打磨修理，避免出现偏磨或磨劈的现象。

Description

磨铣鞋

技术领域

本发明涉及油井大修工具领域，特别涉及一种磨铣鞋。

背景技术

在油田的开发过程中，随着油田开发时间的增加，在地层的流体场、压力场作用下，以及井身结构、完井固井质量、管材及腐蚀等诸多因素的影响下，油水井内的油层套管的技术状况变得越来越差，从而严重影响油水井的正常生产，甚至可能造成安全隐患。比如，油层套管可能发生损坏或变形问题。在油水井的油层套管的技术状况变差后，可以通过油水井的取换套工艺对油水井内的油层套管进行修复。在修复的过程中，为了避免在对油水井内的油层套管进行切割后，油水井内剩余油层套管的端口不便于修复作业的继续进行，亟需一种磨铣鞋，以对油水井内的套管鱼顶进行打磨修理。其中，套管鱼顶是指油水井井内的油层套管上端面的位置。

相关技术中，参见图1，磨铣鞋包括本体和钻磨部，本体的一端通过连接机构与钻杆连接，本体的另一端与钻磨部的一端连接，钻磨部的另一端设置为磨鞋齿状结构，钻磨部的中心轴与本体的中心轴不在一条直线上，且钻磨部以本体的中心轴的轴线为轴转动。

在基于如图1所示的磨铣鞋对油水井内的套管鱼顶进行打磨修理时，难以保证套管鱼顶至与套管鱼顶相邻套管接箍之间的距离满足油层套管后续的补接，且在磨铣鞋随着钻杆旋转的过程中，容易发生偏磨或磨劈，从而导致套管鱼顶的损坏更为严重。

发明内容

为了避免套管鱼顶至套管接箍之间的距离不足以实现油层套管后续的补接，且避免在使用现有的磨铣鞋对套管鱼顶进行打磨修理时，容易发生偏磨和磨劈的问题，本发明提供了一种磨铣鞋。所述技术方案如下：

本发明提供了一种磨铣鞋，所述磨铣鞋包括：上接头、引锥头、限位筒、引鞋和磨铣单元，所述磨铣单元包括铣齿；

所述上接头的第一端与所述引锥头的一端固定连接，所述上接头的第二端用于与钻杆管柱固定连接，所述上接头的外径大于所述引锥头的外径；

所述铣齿固定于所述上接头的第一端的端面上的环形面上；

所述限位筒为管状结构，所述限位筒的第一端与所述上接头的第一端固定连接，以罩在所述引锥头上，所述限位筒的第二端用于罩在套管鱼顶上，且所述限位筒的内径小于与所述套管鱼顶相邻的套管接箍的外径；

所述引鞋为管状结构，所述引鞋的第一端与所述限位筒的第二端固定连接，所述引鞋用于罩在所述套管鱼顶和所述套管接箍上。

可选地，所述磨铣鞋还包括套铣管，所述套铣管为管状结构，所述套铣管的第一端与所述限位筒的第二端固定连接，所述套铣管的第二端与所述引鞋的第一端固定连接，所述套铣管用于罩在所述套管鱼顶和所述套管接箍上。

可选地，所述引锥头上远离所述上接头的一端呈锥形结构。

可选地，所述上接头和所述引锥头为一体式设计，所述上接头的第二端设有中心孔，所述环形面上靠近所述引锥头的位置设置有多个第一水眼，所述多个第一水眼分别与所述中心孔连通。

可选地，所述磨铣单元还包括刀翼；

所述刀翼包括多个第一硬质合金条，每个第一硬质合金条沿轴向固定于所述引锥头的外表面上。

可选地，所述上接头的第二端设有中心孔，所述引锥头的外表面上设置有多个第二水眼，每个第二水眼与所述中心孔连通。

可选地，所述铣齿包括合金块和多个第二硬质合金条，所述多个第二硬质合金条分布于所述环形面上，所述合金块位于任意相邻的两个第二硬质合金条之间。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：本发明通过将上接头的第一端与引锥头的一端固定连接，并将铣齿固定于上接头的第一端的端面中的环形面上，限位筒的第一端与上接头的第一端固定连接，以罩在引锥头上，限位筒的第二端用于罩在套管鱼顶上，且限位筒的内径小于与套管鱼顶相邻的套管接箍的外径；引鞋的第一端与限位筒的第二端固定连接。在基于该磨铣鞋对套管鱼顶进行打磨修理时，将上接头的第二端与钻杆管柱进行固定连接，由于限位筒的内径小于与套管鱼顶相邻的套管接箍的外径，因此在下钻杆管柱和该磨铣鞋时，将限位筒和引鞋罩在套管鱼顶上，并基于限位筒的长度确定套管鱼顶至该套管接箍之间的距离是否满足后续油层套管的补接，以避免在套管鱼顶不适合后续套管的补接时，继续打磨修理套管鱼顶造成的再次作业。当套管鱼顶至该套管接箍之间的距离满足后续油层套管的补接时，通过引锥头将套管鱼顶引入引锥头与限位筒之间的环形空间。在钻杆管柱转动时带动上接头旋转，从而通过上接头的环形面上固定的铣齿对套管鱼顶进行打磨修理，以避免出现偏磨或磨劈的现象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是相关技术提供的一种磨铣鞋的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的第一种磨铣鞋的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的第二种磨铣鞋的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的第三种磨铣鞋的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种磨铣鞋的右视结构示意图；

图6是本发明实施例提供的第四种磨铣鞋的结构示意图。

附图标记：

相关技术：

1：本体；2：钻磨部。

本发明：

1：上接头；11：中心孔；12：第一水眼；2：引锥头；21：第二水眼；3：限位筒；4：引鞋；5：磨铣单元；51：铣齿；511：合金块；512：第二硬质合金条；52：刀翼；6：套铣管。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图2是本发明实施例提供了一种磨铣鞋，参见图2，该磨铣鞋包括：上接头1、引锥头2、限位筒3、引鞋4和磨铣单元5，磨铣单元5包括铣齿51。

上接头1的第一端与引锥头2的一端固定连接，上接头1的第二端用于与钻杆管柱固定连接，上接头1的外径大于引锥头2的外径；铣齿51固定于上接头1的第一端的端面上的环形面上；限位筒3为管状结构，限位筒3的第一端与上接头1的第一端固定连接，以罩在引锥头2上，限位筒3的第二端用于罩在套管鱼顶上，且限位筒3的内径小于与套管鱼顶相邻的套管接箍的外径；引鞋4为管状结构，引鞋4的第一端与限位筒3的第二端固定连接，引鞋4用于罩在套管鱼顶和套管接箍上。

在基于该磨铣鞋对套管鱼顶进行打磨修理时，将上接头1的第二端与钻杆管柱进行固定连接，由于限位筒3的内径小于与套管鱼顶相邻的套管接箍的外径，因此在下钻杆管柱和该磨铣鞋时，将限位筒3和引鞋4罩在套管鱼顶上，并基于限位筒3的长度确定套管鱼顶至该套管接箍之间的距离是否满足后续油层套管的补接。当套管鱼顶至该套管接箍之间的距离满足后续油层套管的补接时，也即是，套管鱼顶至该套管接箍之间的距离大于限位筒3的长度时，通过引锥头2将套管鱼顶引入引锥头2与引鞋4的环形空间。在钻杆管柱转动时带动上接头1旋转，从而通过上接头1的环形面上固定的铣齿51对套管鱼顶进行打磨修理，以避免出现偏磨或磨劈的现象。

其中，在固定连接上接头1和钻杆管柱时，为了便于操作人员操作，上接头1上沿径向可以设置有多边形凹槽，以便于操作人员使用工具卡在多边形凹槽上，实现快速固定上接头1和钻杆管柱。

其中，由于上接头1的外径大于引锥头2的外径，因此，在上接头1的第一端与引锥头2的一端固定连接后，上接头1的第一端的端面中未与引锥头2的一端的端面未接触的部分可以形成一个环形面。

其中，为了便于使限位筒3和引鞋4罩在套管鱼顶上，限位筒3和引鞋4的内径均较大于套管鱼顶的外径。在上接头1的第二端与钻杆管柱固定连接时，由于上接头1的第一端与限位筒3的第一端固定连接，限位筒3的第二端为了便于罩在套管鱼顶上，限位筒3的内径较大，而钻杆管柱的外径较小。也即是，上接头1的第一端可以与内径较大的限位筒3连接，上接头1的第二端可以与外径较小的钻杆管柱连接，因此，为了便于上接头1的第二端与钻杆管柱之间的连接，参见图2，上接头1可以设置为沿轴向成台阶状的圆柱体结构。上接头1上外径大的一端与限位筒3固定连接，上接头1上外径小的一端与钻杆管柱固定连接。当然，上接头1除了可以设置为呈台阶状的圆柱体结构外，还可以设置为其他形状的结构，比如，上接头1可以设置为外径沿轴向从第一端至第二端逐渐减小的具有一定坡度的圆柱体结构。

其中，由于限位筒3的内径小于套管接箍的外径，因此，在套管鱼顶与套管接箍之间的距离小于限位筒3的长度时，限位筒3的第二端会在套管接箍处遇阻，从而不能实现对套管鱼顶的打磨修理。此时，说明套管鱼顶与套管接箍之间的距离不能够满足后续油层套管的补接，需要重新对下一根油层套管进行切割修理。为了避免引鞋4会在套管接箍处遇阻时给操作人员带来误判，引鞋4的内径可以大于套管接箍的外径。在套管鱼顶与套管接箍之间的距离大于限位筒3的长度时，为了实现铣齿51对套管鱼顶的打磨，当套管鱼顶与套管接箍之间的距离小于限位筒3和引鞋4的长度之和时，限位筒3的外径可以大于套管接箍的外径，也即是，引鞋4的内径大于套管接箍的外径。其中，限位筒3的长度可以基于油层套管补接的有效距离进行设置，比如，限位筒3的长度可以为1.5米、2米或3米等。

在限位筒3和引鞋4罩在套管鱼顶上后，由于引鞋4的内径大于套管鱼顶的外径，从而容易导致在限位筒3和引鞋4相对于套管鱼顶晃动时带动引锥头2发生晃动。此时，为了便于使引锥头2位于套管鱼顶内部，以将套管鱼顶引入引锥头2与限位筒3之间的环形空间，参见图3，引锥头2上远离上接头1的一端可以呈锥形结构。由于，引锥头2上锥形结构的一端的端面的外径远小于套管鱼顶的内径，当限位筒3和引鞋4罩在套管鱼顶上后，继续下钻杆管柱时引锥头2上的锥形结构的一端引导引锥头2进入套管鱼顶的内部，以使套管鱼顶位于引锥头2与限位筒3之间的环形空间。

当然，引锥头2上远离上接头1的一端也可以设置为其他形状的结构，比如，引锥头2上远离上接头1的一端可以设置为圆台状结构，只要引锥头2上远离上接头1的一端的端面的外径远小于套管鱼顶的内径即可，本发明实施例对此不做限定。

在钻杆管柱带动上接头1旋转时，钻杆管柱可能带动该磨铣鞋发生晃动，从而使引锥头2与套管鱼顶的内壁发生碰撞。为了避免在引锥头2与套管鱼顶长时间发生碰撞后，引锥头2与上接头1之间的连接发生松动，从而导致引锥头2与上接头1之间发生脱离，上接头1和引锥头2可以为一体式设计，以避免引锥头2从上接头1上脱落。在通过上接头1上的环形面设置的铣齿51对套管鱼顶进行打磨修理时，可能产生碎屑且产生高温，为了避免产生的碎屑不能及时处理从而降低打磨处理效率，同时为了避免打磨修理时产生的高温造成安全隐患，参见图4，上接头1的第二端可以设有中心孔11，环形面上靠近引锥头2的位置可以设置有多个第一水眼12，多个第一水眼12分别与中心孔11连通。在通过该磨铣鞋对套管鱼顶进行打磨处理时，可以沿钻杆管柱、上接头1上的中心孔11和多个第一水眼12，以及钻杆管柱与井壁之间的环形空间进行水循环，以对铣齿51打磨的碎屑进行冲洗，同时降低铣齿51与套管鱼顶的温度。

进一步地，在通过油水井的取换套工艺对油水井内的油层套管进行修复过程中，在对油水井内的油层套管进行切割后，油水井内的套管鱼顶可能发生收口现象，从而可能导致套管鱼顶难以与套管回接工具之间固定连接。因此，为了避免在套管鱼顶发生收口现象后，套管鱼顶与套管回接工具之间难以固定连接，参见图4，磨铣单元还包括刀翼52，刀翼52包括多个第一硬质合金条，每个第一硬质合金条沿轴向固定于引锥头2的外表面上。

其中，第一硬质合金条可以沿轴向只固定于引锥头2的外圆面上，也可以沿轴向固定于圆锥面和外圆面上，本发明实施例对此不做限定。在固定每个第一硬质合金条时，可以预先在引锥头1上沿轴向设置多个对应的条形凹槽，在将多个第一硬质合金条分别置于每个条形凹槽内后，可以通过焊接的方式对第一硬质合金条进行固定，以避免第一硬质合金条从引锥头2上脱落。在固定第一硬质合金条时，可以使第一硬质合金条后倾以形成预设切削后角，方便对套管鱼顶的打磨。该预设切削后角可以为75度、80度或85度等，本发明实施例对此不做限定。

需要说明的是，刀翼52也可以包括多个其他硬度较高的条状结构，只要可以满足在引锥头2随着钻杆管柱旋转时，刀翼52可以实现对套管鱼顶的打磨即可，本发明实施例对此不做限定。

当套管鱼顶发生收口现象时，由于引锥头2的锥形结构的一端的端面的外径远小于套管鱼顶的内径，因此，引锥头2可以正常下入套管鱼顶的内部。进而在通过钻杆管柱带动上接头1和引锥头2转动时，可以通过引锥头2的外表面上沿轴向固定的刀翼52对套管鱼顶的内表面进行打磨修理，以扩大套管鱼顶的端面内径。

在通过引锥头2的外表面上固定的刀翼52对套管鱼顶的内表面进行打磨修理时，为了避免产生的碎屑不能及时处理从而降低打磨处理效率，同时为了避免打磨修理时产生的高温造成安全隐患，参见图5，引锥头2的外表面上设置有多个第二水眼21，每个第二水眼21与上接头1的第二端设置的中心孔11连通。在通过该磨铣鞋对套管鱼顶进行打磨处理时，可以沿钻杆管柱、上接头1上的中心孔11和多个第二水眼21，以及钻杆管柱和井壁之间的环形空间进行水循环，以对刀翼52打磨的碎屑进行冲洗，同时降低刀翼52与套管鱼顶的温度。

需要说明的是，为了便于多个第二水眼21与中心孔11之间的连通，可以将中心孔11设置为通孔，且在引锥头2上靠近上接头1的一端设置中心孔，此时，只要保证多个第二水眼分别与引锥头2上靠近上接头1的一端设置的中心孔连通即可。

在钻杆管柱带动该磨铣鞋旋转时，为了提高上接头1的环形面上固定的铣齿51对套管鱼顶的打磨效率，参见图5，铣齿51可以包括合金块511和多个第二硬质合金条512，多个第二硬质合金条分布于环形面上，合金块位于任意相邻的两个第二硬质合金条之间。在合金块511和多个第二硬质合金条512的配合作用下，提高了套管鱼顶的打磨效率，缩短了套管鱼顶的磨铣工期。

需要说明的是，在上接头1的环形面上固定合金块511和多个第二硬质合金条512时，可以使合金块511和多个第二硬质合金条512构成的端面呈凹底状结构或平底状结构。合金块511可以以孕镶的加工工艺固定在上接头1的环形面上，第二硬质合金条512可以如上述第一硬质合金条所述的固定方式固定在上接头1的环形面上。当然，合金块511和第二硬质合金条512还可通过其他方式进行固定，本发明实施例对此不作限定。

需要说明的是，铣齿51也可以包括多个其他硬度较高的条状结构和硬度较高的块状结构，只要可以满足在上接头1随着钻杆管柱旋转时，铣齿51可以实现对套管鱼顶的打磨即可，本发明实施例对此不做限定。

另外，在通过该磨铣鞋对套管鱼顶进行打磨时，参见图6，该磨铣鞋还可以包括套铣管6，套铣管6为管状结构，套铣管6的第一端与限位筒3的第二端固定连接，套铣管6的第二端与引鞋4的第一端固定连接，套铣管6用于罩在套管鱼顶和套管接箍上。在该磨铣鞋随着钻杆管柱下入油水井内时，可以通过套铣管6确定油层套管外层的技术套管的完整性，同时确定油层套管与技术套管之间的环空的轴向深度，从而确定是否可以对油层套管与技术套管之间的环空进行固井，以增加油水井的固井质量，以避免油层套管与技术套管之间的环空的轴向深度较小，影响固井质量。其中，为了提高固井质量，套铣管6可以为由3根、4根或5根等固定连接成一定长度的管柱组合，本发明实施例对此不做限定。

本发明实施例中，在对油水井内的套管鱼顶进行打磨修理时，将上接头的第二端与钻杆管柱进行固定连接，将限位筒、套铣管和引鞋罩在套管鱼顶上，进而通过限位筒确定套管鱼顶至套管接箍之间的距离，并通过套铣管确定油层套管与技术套管之间的环空的轴向深度。当套管鱼顶至套管接箍之间的距离满足后续油层套管补接时，通过引锥头上的锥形结构引导引锥头进入套管鱼顶的内部，从而使套管鱼顶位于引锥头与限位筒之间的环形空间。在钻杆管柱转动时带动上接头、限位筒、套铣管和引锥头旋转，由于套管鱼顶位于限位筒和引锥头之间的环形空间内，因此，在通过上接头的环形面上固定的铣齿对套管鱼顶进行打磨修理，通过引锥头外表面上固定的刀翼对套管鱼顶的内表面进行打磨处理时，避免了套管鱼顶的偏磨和磨劈现象的发生。铣齿包括合金块和多个第二硬质合金条，刀翼包括多个第一硬质合金条，在铣齿和刀翼的共同作用下，提高了套管鱼顶的打磨效率，缩短了套管鱼顶的磨铣工期。另外，可以基于油层套管与技术套管之间的环空的轴向深度确定是否可以在保证固井质量的情况下进行固井作业。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种磨铣鞋，其特征在于，所述磨铣鞋包括：上接头、引锥头、限位筒、引鞋和磨铣单元，所述磨铣单元包括铣齿；

所述上接头的第一端与所述引锥头的一端固定连接，所述上接头的第二端用于与钻杆管柱固定连接，所述上接头的外径大于所述引锥头的外径；

所述铣齿固定于所述上接头的第一端的端面上的环形面上；

所述限位筒为管状结构，所述限位筒的第一端与所述上接头的第一端固定连接，以罩在所述引锥头上，所述限位筒的第二端用于罩在套管鱼顶上，且所述限位筒的内径小于与所述套管鱼顶相邻的套管接箍的外径；

所述引鞋为管状结构，所述引鞋的第一端与所述限位筒的第二端固定连接，所述引鞋的用于罩在所述套管鱼顶和所述套管接箍上。

2.如权利要求1所述的磨铣鞋，其特征在于，所述磨铣鞋还包括套铣管，所述套铣管为管状结构，所述套铣管的第一端与所述限位筒的第二端固定连接，所述套铣管的第二端与所述引鞋的第一端固定连接，所述套铣管用于罩在所述套管鱼顶和所述套管接箍上。

3.如权利要求1或2所述的磨铣鞋，其特征在于，所述引锥头上远离所述上接头的一端呈锥形结构。

4.如权利要求3所述的磨铣鞋，其特征在于，所述上接头和所述引锥头为一体式设计，所述上接头的第二端设有中心孔，所述环形面上靠近所述引锥头的位置设置有多个第一水眼，所述多个第一水眼分别与所述中心孔连通。

5.如权利要求1所述的磨铣鞋，其特征在于，所述磨铣单元还包括刀翼；所述刀翼包括多个第一硬质合金条，每个第一硬质合金条沿轴向固定于所述引锥头的外表面上。

6.如权利要求5所述的磨铣鞋，其特征在于，所述上接头的第二端设有中心孔，所述引锥头的外表面上设置有多个第二水眼，每个第二水眼与所述中心孔连通。

7.如权利要求1-3、5-6任一所述的磨铣鞋，其特征在于，所述铣齿包括合金块和多个第二硬质合金条，所述多个第二硬质合金条分布于所述环形面上，所述合金块位于任意相邻的两个第二硬质合金条之间。