CN110206512A - 柔性接触式套管内壁清洁工具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用以清洁油气井套管内壁的柔性接触式套管内壁清洁工具。它能有效清理附着在套管内壁上的泥浆、水泥块、射孔毛刺、腐蚀锈皮和石蜡等碎屑物质。其技术方案是：柔性接触式套管内壁清洁工具由上接头、复位腔、活动头、本体、中心轴、主弹簧、推刀体、伸缩刀头、刀翼基座、平衡体、下腔体和下接头组成；复位腔位于活动头上端，活动头通过螺纹与中心轴连接，本体中部周向开有多个刀翼孔，用于安装刀翼，刀翼下端采用T型滑槽结构与推刀体连接，下腔体在下接头的作用下紧压在本体的限位台阶上。本发明结构简单、安全可靠、使用寿命长，仅需上下拖曳即可完成对套管内壁的通刮作业，且可有效防止通刮过程中刀翼遇卡。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于石油、天然气和地质钻井过程中，清洁套管内壁的工具，该工具可有效清除附着在套管内壁上的各种碎屑物质，改善井筒内环境，是诸如完井作业等套管内作业工艺顺利实施的保障。
背景技术
完井是整个油气开发过程中一项必不可少的环节，而套管内壁的良好环境是保证套管内作业安全及后续管柱下入、顺利完井的重要保障。在实施完井作业前，通常需要下入专用的刮管器对套管进行刮削，用以清除内壁上的残余水泥、泥块和轧制中产生的毛刺和鳞片、管内防砂射孔时镶在管壁上的毛刺、生产井套管上的铁锈、水垢、硬石蜡等杂物，以便畅通无阻地下入各种井下工具，提高工具的作业成功率，如封隔器的坐封成功率。
现有刮管器根据其各自结构特点，在实际作业过程中，部分需要施加旋转驱动，以保证能够完整的清理整个套管内壁，部分仅能针对某特定的套管尺寸展开作业，且在作业过程中，如遇到诸如套管接头台阶等坚硬凸起时，极可能发生卡阻等事故，严重降低了刮管的效率和效果。
发明内容
目前，国内外的套管内壁通刮工具还存在很多的问题，例如下入井眼后刮削器刀翼不能正常伸出、作业过程中刀翼受到阻力较大、刀翼不能完全贴合套管壁。此外，大部分产品的刀翼在工具打开后始终保持伸出状态，对不需要实施刮管作业的套管段可能造成损伤，作业完成后张开的刀翼不能收回，增大了起出过程中遇卡的风险。
本发明的目的是：为解决现有技术的不足，防止在通刮过程中刀翼遇卡且减少对套管内壁损伤的问题，特提供一种柔性接触式套管内壁清洁工具。
为了达到上述目的，本发明解决此问题所采用的技术方案是：柔性接触式套管内壁清洁工具，由上接头、复位腔、活动头、本体、中心轴、主弹簧、推刀体、伸缩刀头、刀翼基座、平衡体、下腔体和下接头组成，其特征在于：上接头通过螺纹与本体连接，复位腔通过复位销实现与本体装配位置的限定，复位销在复位销弹簧的作用下，紧压在孔塞1的下端面上；活动头位于复位腔下端，通过螺纹与中心轴连接，活动头下端紧压在主弹簧上端，主弹簧装在弹簧座内，弹簧座紧压在本体上端的限位台阶上；活动销装在与活动头位置相对应的本体上，活动销弹簧装在活动销的中心孔内，在活动销弹簧和孔塞2的作用下，活动销下端球形面紧压在活动头的外侧面上；本体中部周向均匀开设有多个刀翼孔，刀翼基座、伸缩刀头、刀翼弹簧和硬质合金刀片组成的刀翼安装在本体的刀翼孔内，刀翼基座下端的T型凸台安装在推刀体对应的T型滑槽内，硬质合金刀片安装在伸缩刀头上部；推刀体与调整套1和调整套2组成的推刀机构安装在中心轴上，调整套2下端紧压在锁紧套筒上，锁紧套筒通过螺纹安装在中心轴上，并通过紧定螺钉实现与中心轴相对位置的锁止；平衡体安装在中心轴上且位于锁紧套筒的下方；下接头通过螺纹与本体连接，下腔体在主碟簧和下接头的作用下，紧压在本体下端的限位台阶上；中心轴下端插入到下腔体中。本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：(1)该工具的刀翼内部加装有弹簧，可在保证对套管内壁进行正常通刮的作用下，遇到套管结构台阶等坚硬凸起时，能顺利缩回，避免了遇卡或是硬通过造成的刀翼损坏；(2)工具启动后具有锁止机构，可保障刀翼始终处于张开状态，无需开泵仍可实施作业；(3)工具具有刀翼回收机构，启动后，刀翼将完全收回本体内，以保障工具的顺利起出；(4)工具具有钻井液循环结构，在工具起出过程中，钻井液仍可保持循环，提高了工具的安全性。
附图说明
图1是本发明柔性接触式套管内壁清洁工具的结构示意图；
图中，1上接头，2本体，3孔塞1，4复位销，5复位销弹簧，6复位腔，7孔塞2，8活动销弹簧，9活动销，10主弹簧，11弹簧座，12中心轴，13硬质合金刀片，14刀翼弹簧，15伸缩刀头，16限位螺钉，17调整套1，18推刀体，19锁紧套筒，20平衡体，21滤板，22下腔体，23主碟簧，24下接头，25活动头，26刀翼基座，27调整套2，28紧定螺钉。
具体实施方式
由图1所示，柔性接触式套管内壁清洁工具由上接头(1)、复位腔(6)、活动头(25)、本体(2)、中心轴(12)、主弹簧(10)、推刀体(18)、伸缩刀头(15)、刀翼基座(26)、平衡体(20)、下腔体(22)和下接头(24)组成，其特征在于：上接头(1)通过螺纹与本体(2)连接，复位腔(6)通过复位销(4)实现与本体(2)装配位置的限定，复位销(4)在复位销弹簧(5)的作用下，紧压在孔塞1(3)的下端面上；活动头(25)位于复位腔(6)下端，通过螺纹与中心轴(12)连接，活动头(25)下端紧压在主弹簧(10)上端，主弹簧(10)装在弹簧座(11)内，弹簧座(11)紧压在本体(2)上端的限位台阶上；活动销(9)装在与活动头(25)位置相对应的本体(2)上，活动销弹簧(8)装在活动销(9)的中心孔内，在活动销弹簧(8)和孔塞2(7)的作用下，活动销(9)下端球形面紧压在活动头(25)的外侧面上；本体(2)沿轴向高度方向方开设三个刀翼孔组，每组含有三个刀翼孔且在本体(2)上周向均布，每组刀翼孔间相对偏转35°～45°，以实现刀翼对套管内壁的360°全覆盖；刀翼基座(26)、伸缩刀头(15)、刀翼弹簧(14)和硬质合金刀片(13)组成的刀翼安装在本体(2)的刀翼孔内，刀翼基座(26)下端的T型凸台安装在推刀体(18)对应的T型滑槽内，硬质合金刀片(13)安装在伸缩刀头(15)上部，每个伸缩刀头(15)上端安装2～3片硬质合金刀片(13)，硬质合金刀片(13)与工具中心轴线形成的安装角度为45°～90°；推刀体(18)与调整套1(17)和调整套2(27)组成的推刀机构安装在中心轴(12)上，调整套2(27)下端紧压在锁紧套筒(19)上，锁紧套筒(19)通过螺纹安装在中心轴(2)上，并通过紧定螺钉(28)实现与中心轴(2)相对位置的锁止；平衡体(20)安装在中心轴(12)上且位于锁紧套筒(19)的下方；下接头(24)通过螺纹与本体(2)连接，下腔体(22)在主碟簧(23)和下接头(24)的作用下，紧压在本体(2)下端的限位台阶上；中心轴(2)下端插入到下腔体(22)中。
当启动工具时，提高钻井液排量，通过钻井液流过活动头(25)产生的液力差推动中心轴(12)向下运动，并推动推刀体(18)向下运动，进而径向推出刀翼。此时活动销(9)在活动销弹簧(8)的作用下向内伸出，锁止活动头(25)，保证刀翼处于张开状态。此时，便可上下拖曳工具对套管内壁实施通刮。
当完成作业需要起出工具时，投入钢球后开泵，在液力作用下剪断复位销(4)，并推动复位腔(6)向下运动，复位腔(6)下端的锥形结构将推动活动销(9)回缩进入本体(2)上安装活动销(9)的孔内，此时停泵，在主弹簧(10)回复力的作用下，中心轴(12)将带动推刀体(18)向上运动，继而向内收回刀翼。
Claims (3)
1.柔性接触式套管内壁清洁工具，由上接头(1)、复位腔(6)、活动头(25)、本体(2)、中心轴(12)、主弹簧(10)、推刀体(18)、伸缩刀头(15)、刀翼基座(26)、平衡体(20)、下腔体(22)和下接头(24)组成，其特征在于：上接头(1)通过螺纹与本体(2)连接，复位腔(6)通过复位销(4)实现与本体(2)装配位置的限定，复位销(4)在复位销弹簧(5)的作用下，紧压在孔塞1(3)的下端面上；活动头(25)位于复位腔(6)下端，通过螺纹与中心轴(12)连接，活动头(25)下端紧压在主弹簧(10)上端，主弹簧(10)装在弹簧座(11)内，弹簧座(11)紧压在本体(2)上端的限位台阶上；活动销(9)装在与活动头(25)位置相对应的本体(2)上，活动销弹簧(8)装在活动销(9)的中心孔内，在活动销弹簧(8)和孔塞2(7)的作用下，活动销(9)下端球形面紧压在活动头(25)的外侧面上；本体(2)中部周向均匀开设有多个刀翼孔，刀翼基座(26)、伸缩刀头(15)、刀翼弹簧(14)和硬质合金刀片(13)组成的刀翼安装在本体(2)的刀翼孔内，刀翼基座(26)下端的T型凸台安装在推刀体(18)对应的T型滑槽内，硬质合金刀片(13)安装在伸缩刀头(15)上部；推刀体(18)与调整套1(17)和调整套2(27)组成的推刀机构安装在中心轴(12)上，调整套2(27)下端紧压在锁紧套筒(19)上，锁紧套筒(19)通过螺纹安装在中心轴(2)上，并通过紧定螺钉(28)实现与中心轴(2)相对位置的锁止；平衡体(20)安装在中心轴(12)上且位于锁紧套筒(19)的下方；下接头(24)通过螺纹与本体(2)连接，下腔体(22)在主碟簧(23)和下接头(24)的作用下，紧压在本体(2)下端的限位台阶上；中心轴(2)下端插入到下腔体(22)中。
2.根据权利要求1所述的柔性接触式套管内壁清洁工具，其特征是：本体(2)中部沿轴向高度方向方开设三个刀翼孔组，每组含有三个刀翼孔且在本体(2)上周向均布，刀翼孔组间的相对偏转角度为35°～45°，以实现刀翼对套管内壁的360°全覆盖。
3.根据权利要求1所述的柔性接触式套管内壁清洁工具，其特征是：每个伸缩刀头(15)上端安装2～3片硬质合金刀片(13)，硬质合金刀片(13)与工具中心轴线形成的安装角度为45°～90°。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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