CN111852402B - 一种破碎大尺寸井下落物的井口工具 - Google Patents

一种破碎大尺寸井下落物的井口工具 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种破碎大尺寸井下落物的井口工具，包括外筒和内筒，所述内筒可旋转地设置在所述外筒内，所述外筒包括依次相连的进口段、变径段一、直筒段、变径段二、出口段，所述直筒段和所述内筒的内径均大于所述进口段和所述出口段的内径，靠近所述出口段的外筒内壁上设有固定圈，所述固定圈的中心设有向所述进口段凸出的顶针，所述内筒的内壁设有落物破碎装置，所述落物破碎装置包括底座和设置在所述底座上的锥形齿，越靠近所述出口段的底座越向所述顶针靠近，所述底座上设有多条与内筒中轴线平行的通道。本发明能够在井口破碎大尺寸井下落物，进一步提升井口控制的安全性和稳定性。

Description

一种破碎大尺寸井下落物的井口工具
技术领域
本发明涉及油气井技术领域，特别涉及一种破碎大尺寸井下落物的井口工具。
背景技术
油气井钻探过程中，由于人为操作不当及地层信息不明等因素，极易出现地层掉块、套管鞋处水泥环剥落等井下落物的情况，当此类井下落物直径过大，返出井口时，可能存在堵井口、影响节流效率等问题。目前，现场井口装置中，暂未发现有专门针对大尺寸井下落物的破碎装置，而是四通直接接入节流管汇，当钻遇大尺寸井下落物时，井口具有潜在的井控风险。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种破碎大尺寸井下落物的井口工具，增设在井口节流阀与四通之间，进一步提高井口控制的安全性。
本发明的技术方案如下：
一种破碎大尺寸井下落物的井口工具，包括外筒和内筒，所述内筒通过轴承可旋转地设置在所述外筒内，所述外筒包括依次相连的进口段、变径段一、直筒段、变径段二、出口段，所述直筒段和所述内筒的内径均大于所述进口段和所述出口段的内径，靠近所述出口段的外筒内壁上设有固定圈，所述固定圈的中心设有向所述进口段凸出的顶针，且所述顶针的左端部未超出所述直筒段对应的区域，所述内筒的内壁设有落物破碎装置，所述落物破碎装置与所述内筒中轴线之间空隙的部分呈圆台状，所述落物破碎装置包括底座和设置在所述底座上的锥形齿，所述锥形齿凸向所述内筒的中轴线及进口段方向，且越靠近所述出口段的底座越向所述顶针靠近，所述底座上设有多条与内筒中轴线平行的通道。
作为优选，最靠近所述顶针的锥形齿，其与顶针之间留有缝隙。
作为优选，所述缝隙的间距与所述通道的直径相同。
作为优选，所述通道的直径为2mm。
作为优选，所述落物破碎装置设置在直筒段对应的内筒内壁上。
作为优选，所述顶针包括延伸部与尖端部，所述延伸部为圆柱形或直棱柱形，当所述延伸部为圆柱形时，所述圆柱形的外表面为粗糙表面。
作为优选，所述内筒通过磁作用力驱动旋转。
作为优选，所述外筒的直筒段周向设有初级线圈，所述内筒对应设有次级感应部，所述初级线圈通电时与所述次级感应部产生磁作用力驱动所述内筒旋转。
作为优选，所述初级线圈包括对称设置在所述直筒段内壁的初级线圈一和初级线圈二，所述内筒采用导磁材料制成，整个内筒作为所述次级感应部。
作为优选，所述内筒采用永磁材料制成，所述外筒的直筒段采用导磁材料制成，所述直筒段通电后所带的磁性与所述内筒的磁性相同，所述外筒或所述内筒上设有能够使所述内筒旋转的倾斜纹路。
本发明的有益效果是：
本发明一方面通过在落物破碎装置的底座上设置多条与内筒中轴线平行的通道，能够保证泥浆和正常岩屑的顺利通过；另一方面，通过设置可旋转的内筒，固定大尺寸井下落物的顶针，以及落物破碎装置，能够在钻遇大尺寸井下落物时，利用返出泥浆的推力和内筒旋转的离心力进入工具内部，并利用落物破碎装置进行破碎，进一步提高井口控制的安全性。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明破碎大尺寸井下落物的井口工具的结构示意图；
图2为本发明破碎大尺寸井下落物的井口工具的一个实施例结构示意图。
图中标号：
1-外筒、101-进口段、102-变径段一、103-直筒段、104-变径段二、105-出口段、106-初级线圈、2-内筒、3-固定圈、4-顶针、5-落物破碎装置、501-底座、502-锥形齿、503-通道、6-轴承。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互结合。
需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语；使用的术语中“上”、“下”、“左”、“右”等通常是针对附图所示的方向而言，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言；同样地，为便于理解和描述，“内”、“外”等是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。但上述方位词并不用于限制本发明。
如图1-2所示，一种破碎大尺寸井下落物的井口工具，包括外筒1和内筒2，所述内筒2通过轴承6可旋转地设置在所述外筒1内，所述内筒2通过磁作用力驱动旋转。所述外筒1包括依次相连的进口段101、变径段一102、直筒段103、变径段二104、出口段105，所述进口段101的尺寸与现场四通旁通出口尺寸一致，所述出口段105的尺寸与现场节流管汇入口尺寸一致。所述直筒段103和所述内筒2的内径均大于所述进口段101和所述出口段105的内径，靠近所述出口段105的外筒1内壁上设有固定圈3，所述固定圈3的中心设有向所述进口段101凸出的顶针4，且所述顶针4的左端部未超出所述直筒段103对应的区域，所述内筒2的内壁设有落物破碎装置5，所述落物破碎装置5与所述内筒2中轴线之间空隙的部分呈圆台状，所述落物破碎装置5包括底座501和设置在所述底座501上的锥形齿502，所述锥形齿502凸向所述内筒2的中轴线及进口段101方向，可选地，所述锥形齿502呈螺旋状排列，越靠近所述出口段105的底座501越向所述顶针4靠近，所述底座501上设有多条与内筒2中轴线平行的通道503。
在一个具体的实施例中，最靠近所述顶针4的锥形齿502，其与顶针4之间留有缝隙，所述缝隙的间距与所述通道503的直径相同，所述通道503的直径为2mm。
在一个具体的实施例中，所述落物破碎装置5设置在直筒段103对应的内筒2内壁上。如此设置能够在落物破碎装置5的两端留出一定的空间，靠近进口段101的一端能够保证大尺寸井下落物顺利进入本发明内部，靠近出口段105的一端能够提供缓冲空间，防止堵塞。
为了防止大尺寸落物卡在顶针4与落物破碎装置5之间，并随着内筒2的旋转围绕所述顶针4旋转而不破碎，可选地，所述顶针4包括延伸部与尖端部，所述延伸部为圆柱形或直棱柱形，当所述延伸部为圆柱形时，所述圆柱形的外表面为粗糙表面。
在一个具体的实施例中，所述外筒1的直筒段103周向设有初级线圈106，所述内筒2对应设有次级感应部，所述初级线圈106通电时与所述次级感应部产生磁作用力驱动所述内筒2旋转。可选地，所述初级线圈106包括对称设置在所述直筒段103内壁的初级线圈一和初级线圈二，所述内筒2采用导磁材料制成，整个内筒2作为所述次级感应部。
上述实施例工作原理是，当初级线圈通电时，其周围会产生感应磁场，与次级感应部产生磁作用力驱动内筒旋转；泥浆和正常岩屑从通道中顺利通过，大尺寸的井下落物利用返出泥浆的推力和内筒旋转的离心力进入工具内部后，被顶针固定，并利用旋转的内筒带动落物破碎装置旋转对其进行破碎，破碎后从通道流向出口段。
在另一个具体的实施例中，所述内筒2采用永磁材料制成，所述外筒1的直筒段103采用导磁材料制成，所述直筒段103通电后所带的磁性与所述内筒2的磁性相同，所述外筒1或所述内筒2上设有能够使所述内筒2旋转的倾斜纹路。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种破碎大尺寸井下落物的井口工具，其特征在于，包括外筒和内筒，所述内筒通过轴承可旋转地设置在所述外筒内，所述外筒包括依次相连的进口段、变径段一、直筒段、变径段二、出口段，所述直筒段和所述内筒的内径均大于所述进口段和所述出口段的内径，靠近所述出口段的外筒内壁上设有固定圈，所述固定圈的中心设有向所述进口段凸出的顶针，且所述顶针的左端部未超出所述直筒段对应的区域，所述内筒的内壁设有落物破碎装置，所述落物破碎装置与所述内筒中轴线之间空隙的部分呈圆台状，所述落物破碎装置包括底座和设置在所述底座上的锥形齿，所述锥形齿凸向所述内筒的中轴线及进口段方向，且越靠近所述出口段的底座越向所述顶针靠近，所述底座上设有多条与内筒中轴线平行的通道。
2.根据权利要求1所述的破碎大尺寸井下落物的井口工具，其特征在于，最靠近所述顶针的锥形齿，其与顶针之间留有缝隙。
3.根据权利要求2所述的破碎大尺寸井下落物的井口工具，其特征在于，所述缝隙的间距与所述通道的直径相同。
4.根据权利要求3所述的破碎大尺寸井下落物的井口工具，其特征在于，所述通道的直径为2mm。
5.根据权利要求1所述的破碎大尺寸井下落物的井口工具，其特征在于，所述落物破碎装置设置在直筒段对应的内筒内壁上。
6.根据权利要求1所述的破碎大尺寸井下落物的井口工具，其特征在于，所述顶针包括延伸部与尖端部，所述延伸部为圆柱形或直棱柱形，当所述延伸部为圆柱形时，所述圆柱形的外表面为粗糙表面。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的破碎大尺寸井下落物的井口工具，其特征在于，所述内筒通过磁作用力驱动旋转。
8.根据权利要求7所述的破碎大尺寸井下落物的井口工具，其特征在于，所述外筒的直筒段周向设有初级线圈，所述内筒对应设有次级感应部，所述初级线圈通电时与所述次级感应部产生磁作用力驱动所述内筒旋转。
9.根据权利要求8所述的破碎大尺寸井下落物的井口工具，其特征在于，所述初级线圈包括对称设置在所述直筒段内壁的初级线圈一和初级线圈二，所述内筒采用导磁材料制成，整个内筒作为所述次级感应部。
10.根据权利要求7所述的破碎大尺寸井下落物的井口工具，其特征在于，所述内筒采用永磁材料制成，所述外筒的直筒段采用导磁材料制成，所述直筒段通电后所带的磁性与所述内筒的磁性相同，所述外筒或所述内筒上设有能够使所述内筒旋转的倾斜纹路。
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