CN109973053A - 一种可控刮壁器及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可控刮壁器，包括连接系统、控制系统和刀具系统，控制系统包括伸缩弹性部件、密封部件、挤压部件，刀具系统包括出刀系统和刀片，出刀系统包括簧片、固定杆、出刀杆和出刀孔，簧片初始状态为顶端向刮壁器轴心聚集的拱形且两端滑动连接与所述固定杆上，簧片初始状态为顶端向刮壁器轴心聚集的拱形，挤压部件底部尖端接触连接簧片的拱形顶端外壁，出刀杆的一端连接簧片的拱形顶端内壁另一端连接所述刀片，工作时对其施加压力，在密封部件作用下憋压使控制系统下移，挤压系统挤压刀具系统，簧片推动出刀杆出刀，工作完成停止施压，伸缩弹性部件带动挤压部件上移，簧片复位拉动出刀杆带动刀片缩回，结构简单，操作方便。

Description

一种可控刮壁器及其使用方法

技术领域

本发明涉及石油修井和井下作业技术领域，尤其涉及一种可控刮壁器及其使用方法。

背景技术

石油修井和井下过程作业中，刮壁器是用于清除残留在套管内壁上的水泥块、水泥环、硬蜡、各种盐类结晶和沉积物、射孔毛刺以及套管锈蚀后所产生的氧化铁等物，以便畅通无阻地下入各种下井工具。刮壁器的工作机理都是在工具上固定安装刀具，安装刀具要求比工具自身外径大，比套管内径小，通过钻具在套管内上下移动，刀具作用在需要清除残留在套管内壁上的水泥块等物，实现清除的目的。

常见的刮壁器可分胶筒式和弹簧式，常规的刮壁器的刀具是固定安装在工具上，在井下工具里，通常会遇到较大的水泥块等物体卡在刀具上、或者遇到小尺寸井眼时，而现有的刮壁器无法通过，造成卡钻等井下复杂、事故，现有技术中也有采用投球式刮壁器控制，但是其结构复杂，操控不便。

故如何提供一种适用范围广且结构简单易操控的可控刮壁器，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种结构简单易于操控的刮壁器，其具有更宽的应用范围。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种可控刮壁器，包括连接系统、控制系统、刀具系统和收集系统；

所述连接系统包括设置于所述刮壁器整体顶端的第一连接部和设置于所述刮壁器整体底端的第二连接部；

所述控制系统包括伸缩弹性部件、密封部件、挤压部件；所述伸缩弹性部件的顶端连接于所述第一连接部底端，所述伸缩弹性部件的底端连接所述密封部件的顶面，所述密封部件的底面与所述挤压部件的顶端可转动连接；

所述刀具系统包括出刀系统和刀片，所述出刀系统包括簧片、固定杆、出刀杆和出刀孔，所述簧片初始状态为顶端向刮壁器轴心聚集的拱形且两端滑动连接与所述固定杆上，所述簧片初始状态为顶端向刮壁器轴心聚集的拱形，所述挤压部件底部尖端接触连接所述簧片的拱形顶端外壁，所述出刀杆的一端连接所述簧片的拱形顶端内壁，另一端连接所述刀片的一侧，所述出刀孔设置于所述刮壁器壁上且与刀片位置及数量相对应；

所述收集系统为中空短节，顶端连接所述第二连接部，中空部分设置有球篮，所述球篮壁上设置有球篮孔。

优选的，所述第一连接部内设有内螺纹，所述第二连接部外壁设置有外螺纹。

优选的，所述缩弹性部件为弹簧，结构简单成本低且易于操控。

进一步的，所述密封部件为底面具有支撑架的金属环。

进一步的，所述挤压部件为中通孔锥形螺杆，且顶端面具有与所述支撑架可活动连接的翼椽。

优选的，所述簧片拱形顶端外壁与所述挤压部件以滚珠丝杆的方式接触连接，保证挤压部件与簧片的相对活动灵敏，易于操控。

优选的，所述刀具系统至少有两套。

本发明的另一个目的在于提供一种可控刮壁器的使用方法，包括以下步骤：

(1)将可控刮壁器的下端连接好钻头，上端连接好钻杆后入井，下钻至预定的井深位置，向钻杆内投入小球堵住挤压部件的通孔，之后上方钻杆开泵循环，泵压上升；

(2)控制泵速给钻杆内逐步施加压力，使控制系统的伸缩弹性部件伸长，带动挤压部件旋转下移，下移过程中挤压部件挤压簧片使其趋于平直，簧片带动出刀杆运动，刀片伸出出刀孔，上下活动钻具进行刮壁作业；

(3)刮壁作业完成后，加大泵压，小球在压力作用下掉落至球篮内，失去压力后，在伸缩弹性部件的拉力作用下，带动挤压部件旋转上移，上移过程中簧片逐渐复位，簧片带动出刀杆运动，刀片缩入出刀孔即可。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下效果：提供了一种可控刮壁器，通过投球憋压与伸缩弹性部件控制挤压部件的上下移动从而实现出刀和进刀，并且还可通过控制施加压力的大小控制刀具伸出的长度，可适应不同规格的套管壁的清除工作，并且其结构简单易于操作，具有极高的应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种可控刮壁器的结构图；

图2为本发明一种可控刮壁器的工作状态结构图；

其中，11、第一连接部，12、第二连接部，21、伸缩弹性部件，22、密封部件，221、支撑架，23、挤压部件，31、刀片，32、簧片，33、固定杆，34、出刀杆，35、出刀孔，41、球篮，411、球篮孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图1-2所示，本发明提供的一种可控刮壁器，包括连接系统、控制系统、刀具系统和收集系统；

连接系统包括设置于刮壁器整体顶端的第一连接部11和设置于刮壁器整体底端的第二连接部12；

控制系统包括伸缩弹性部件21、密封部件22、挤压部件23；伸缩弹性部件21的顶端连接于第一连接部11底端，伸缩弹性部件21的底端连接密封部件22的顶面，密封部件22的底面与挤压部件23的顶端可转动连接；

刀具系统包括出刀系统和刀片31，出刀系统包括簧片32、固定杆33、出刀杆34和出刀孔35，簧片32初始状态为顶端向刮壁器轴心聚集的拱形且两端滑动连接与固定杆33上，簧片32初始状态为顶端向刮壁器轴心聚集的拱形，挤压部件23底部尖端接触连接簧片32的拱形顶端外壁，出刀杆34的一端连接簧片32的拱形顶端内壁，另一端连接刀片31的一侧，出刀孔35设置于刮壁器壁上且与刀片31位置及数量相对应；

收集系统为中空短节，顶端连接第二连接部12，中空部分设置有球篮41，球篮41壁上设置有球篮孔411。

为了进一步优化上述技术方案，第一连接部11内设有内螺纹，第二连接部12外壁设置有外螺纹。

为了进一步优化上述技术方案，缩弹性部件21为弹簧。

为了进一步优化上述技术方案，密封部件22为底面具有支撑架221的金属环。

为了进一步优化上述技术方案，挤压部件23为中通孔锥形螺杆，且顶端面具有与支撑架221可活动连接的翼椽231。

为了进一步优化上述技术方案，簧片32拱形顶端外壁与挤压部件23以滚珠丝杆的方式接触连接。

为了进一步优化上述技术方案，刀具系统至少有两套。

可控刮壁器的具体使用方法，包括以下步骤：

(1)将可控刮壁器的下端通过收集系统连接好钻头，上端通过第一连接部11连接好钻杆后入井，下钻至预定的井深位置，向钻杆内投入小球堵住挤压部件23的通孔，之后上方钻杆开泵循环，泵压上升；

(2)控制泵速给钻杆内逐步施加压力，使控制系统的伸缩弹性部件21伸长，带动挤压部件23旋转下移，下移过程中挤压部件23挤压簧片32使其趋于平直，簧片32带动出刀杆34运动，刀片31伸出出刀孔35，上下活动钻具进行刮壁作业；

(3)刮壁作业完成后，加大泵压，小球在压力作用下掉落至球篮41内，失去压力后，在伸缩弹性部件21的拉力作用下，带动挤压部件23旋转上移，上移过程中簧片32逐渐复位，簧片32带动出刀杆34运动，刀片31缩入出刀孔35即可。

本说明书中上述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种可控刮壁器，其特征在于，包括连接系统、控制系统、刀具系统和收集系统；

所述连接系统包括设置于所述刮壁器整体顶端的第一连接部(11)和设置于所述刮壁器整体底端的第二连接部(12)；

所述控制系统包括伸缩弹性部件(21)、密封部件(22)、挤压部件(23)；所述伸缩弹性部件(21)的顶端连接于所述第一连接部(11)底端，所述伸缩弹性部件(21)的底端连接所述密封部件(22)的顶面，所述密封部件(22)的底面与所述挤压部件(23)的顶端可转动连接；

所述刀具系统包括出刀系统和刀片(31)，所述出刀系统包括簧片(32)、固定杆(33)、出刀杆(34)和出刀孔(35)，所述簧片(32)初始状态为顶端向刮壁器轴心聚集的拱形且两端滑动连接与所述固定杆(33)上，所述簧片(32)初始状态为顶端向刮壁器轴心聚集的拱形，所述挤压部件(23)底部尖端接触连接所述簧片(32)的拱形顶端外壁，所述出刀杆(34)的一端连接所述簧片(32)的拱形顶端内壁，另一端连接所述刀片(31)的一侧，所述出刀孔(35)设置于所述刮壁器壁上且与刀片(31)位置及数量相对应；

所述收集系统为中空短节，顶端连接所述第二连接部(12)，中空部分设置有球篮(41)，所述球篮(41)壁上设置有球篮孔(411)。

2.根据权利要求1所述的一种可控刮壁器，其特征在于，所述第一连接部(11)内设有内螺纹，所述第二连接部(12)外壁设置有外螺纹。

3.根据权利要求2所述的一种可控刮壁器，其特征在于，所述缩弹性部件(21)为弹簧。

4.根据权利要求3所述的一种可控刮壁器，其特征在于，所述密封部件(22)为底面具有支撑架(221)的金属环。

5.根据权利要求4所述的一种可控刮壁器，其特征在于，所述挤压部件(23)为中通孔锥形螺杆，且顶端面具有与所述支撑架(221)可活动连接的翼椽(231)。

6.根据权利要求5所述的一种可控刮壁器，其特征在于，所述簧片(32)拱形顶端外壁与所述挤压部件(23)以滚珠丝杆的方式接触连接。

7.根据权利要求6所述的一种可控刮壁器，其特征在于，所述刀具系统至少有两套。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的可控刮壁器的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将可控制壁器的下端连接好钻头，上端连接好钻杆后入井，下钻至预定的井深位置，向钻杆内投入小球堵住挤压部件的通孔，之后上方钻杆开泵循环，泵压上升；

(2)控制泵速给钻杆内逐步施加压力，使控制系统的伸缩弹性部件伸长，带动挤压部件旋转下移，下移过程中挤压部件挤压簧片使其趋于平直，簧片带动出刀杆运动，刀片伸出出刀孔，上下活动钻具进行刮壁作业；

(3)刮壁作业完成后，加大泵压，小球在压力作用下掉落至球篮内，失去压力后，在伸缩弹性部件的拉力作用下，带动挤压部件旋转上移，上移过程中簧片逐渐复位，簧片带动出刀杆运动，刀片缩入出刀孔即可。