CN113266294B - 可缩径防卡铣锥及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油气田井下工具技术领域，是一种可缩径防卡铣锥及其使用方法，前者包括上接头、压帽、滑筒、剪销、键、支撑块和磨铣块。本发明结构合理而紧凑，通过设置收缩孔，能够对磨铣块进行限位，便于安装，同时在井下作业中遇到卡钻事故时，上提管柱，迫使剪销被卡塞的磨铣块和上提的上接头剪断，上接头支撑块上移，磨铣块失去支撑后可回缩至收缩孔内，使得磨铣块的收缩更加灵活，降低起出管柱的难度，提高作业效率，通过设置第一磨铣层和第二磨铣层，能够延长使用寿命，用于刮铣套管壁、修理鱼顶内腔和修整水泥环的一种工具，还可用来刮削套管上残留的水泥环、矿物结晶以及少量的飞边、毛刺等作业，具有安全、省力、简便、高效的特点。

Description

可缩径防卡铣锥及其使用方法

技术领域

本发明涉及油气田井下工具技术领域，是一种可缩径防卡铣锥及其使用方法。

背景技术

在石油工程领域，随着油田开发时间的不断延长，油井内矿物质结晶、套管变形越来越多，相应的井筒处理作业也越来越多，磨铣作业是处理这类工具的一项重要手段。现有的套管内磨铣类工具中，如各种铣鞋、铣锥等，外径都是固定值，为了提高磨铣效率，一般选择外径略小于井眼尺寸的磨鞋或铣锥，因此磨铣工具与井眼之间的环空截面积相对较小。磨铣作业时，常出现环空碎屑上返速度慢、排除困难的问题，易在磨铣处堆积碎屑，造成钻磨效率低及卡钻事故，需要解卡处理，费时费力。有鉴于此，本发明提供一种可缩径防卡铣锥，主要目的是有效防止钻具在井下卡钻的事故发生。

发明内容

本发明提供了一种可缩径防卡铣锥及其使用方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有磨铣作业时存在的环空碎屑上返速度慢、排除困难易在磨铣处堆积碎屑，造成钻磨效率低及卡钻事故，解卡费时费力的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种可缩径防卡铣锥，包括上接头、压帽、滑筒、剪销、键、支撑块和磨铣块，上接头为横向设置的空心台阶轴结构，上接头左部外侧同轴套装有左端外侧具有第一倒角的压帽，压帽右部外侧固定安装有同轴套装于上接头右部外侧的滑筒，对应压帽右方位置的上接头右部外侧由左至右间隔设置有若干个沿圆周间隔均布的左右向的内键槽、若干个沿圆周间隔均布的限位孔以及若干个沿圆周间隔均布的开口向外的收缩槽，滑筒左部内侧设有与内键槽相对应的外键槽，每个外键槽和对应位置的内键槽内均轴向卡设有左侧与压帽右端之间设有间距的键，滑筒中部外侧设有与限位孔相对应且径向贯通的安装孔，每个安装孔内均螺接有内端插设于对应位置的限位孔内的剪销，每个收缩槽内均左右间隔固定有若干个向外凸起的支撑块，位于上方的收缩槽内的支撑块于竖直面上的投影为上小下大的等腰梯形，对应每个收缩槽位置的滑筒右部外侧均设有径向贯通的矩形收缩孔，每个收缩孔内均安装有突出于滑筒外侧的磨铣块，每个磨铣块靠近上接头外侧的一侧均与对应位置的收缩槽内的支撑块远离上接头外侧的一侧相接触，对应每个支撑块左方位置的磨铣块靠近上接头的一侧均设有与支撑块相匹配的卡槽，滑筒右端固定有密封套装于上接头右端外侧的磨铣头，磨铣头为左大右小的圆台形，磨铣头内有左右贯通的台阶孔，上接头右端与磨铣头左部内侧的台阶面相接触，磨铣头外侧设有与磨铣块相对应且呈螺旋形的第一磨铣层，磨铣块远离上接头的一侧固定有第二磨铣层，每个第二磨铣层左侧均具有第二倒角，对应每个第一磨铣层左端外侧位置的第二磨铣层右侧均具有第三倒角。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述收缩槽内可左右间隔固定有两个支撑块，每个支撑块左侧壁至对应位置的卡槽左部内壁之间的距离和键左侧至压帽右端之间的距离均相同。

上述压帽右端外侧与滑筒左部内侧可通过螺纹连接固定安装在一起，滑筒左端沿圆周间隔均布有若干个内端与压帽外侧相接触的紧定销钉。

上述上接头右端外侧与磨铣头左部内侧之间可左右间隔安装有若干个密封件。

上述上接头左端内侧可具有连接螺纹。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种可缩径防卡铣锥的使用方法包括以下步骤：

第一步，将组装好的可缩径防卡铣锥的上接头左端与管柱末端螺接；

第二步，下放管柱使磨铣头右端至套管需要进行刮削的位置，然后在地面启动驱动装置，使管柱带动磨铣头和磨铣块转动，第一磨铣层和第二磨铣层对套管内壁进行刮削，当刮削时遇卡，先大排量正反洗井，若不能解卡则上提管柱，将管柱上提的拉力缓慢增加，若拉力增加至所有销钉剪切力的和值时管柱快速上升，则剪销被剪断，即可起出管柱；若拉力超过所有销钉剪切值的1.5倍时管柱仍未向上移动，则遇卡位置点不在磨铣块处，进行其他解卡或打捞作业。

下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：

上述第一步中，可缩径防卡铣锥的组装过程可包括以下步骤：

步骤1，清洗上接头、压帽、滑筒、剪销、键、支撑块、磨铣块和紧定销钉；

步骤2，将丝扣油涂抹在上接头左端内侧的连接螺纹、压帽的外螺纹和滑筒的内螺纹处；

步骤3，将密封件安装到上接头右端，并涂抹密封油；

步骤4，竖起上接头，将上接头上部外侧夹入油管钳内，压帽由上接头下端套入并滑动至上接头上部，将键安装于上接头的内键槽中；

步骤5，将滑筒上端由上接头下端套入并向上滑动至内键槽，同时对正外键槽和内键槽、限位孔和安装孔，将滑筒上端移动至压帽下端，先安装剪销，再安装磨铣块；

步骤6，夹紧滑筒外侧，将压帽旋入滑筒上端内侧，然后安装紧定销钉。

本发明结构合理而紧凑，通过设置收缩孔，能够对磨铣块进行限位，便于安装，同时在井下作业中遇到卡钻事故时，上提管柱，迫使剪销被卡塞的磨铣块和上提的上接头剪断，上接头支撑块上移，磨铣块失去支撑后可回缩至收缩孔内，使得磨铣块的收缩更加灵活，降低起出管柱的难度，提高作业效率，通过设置第一磨铣层和第二磨铣层，能够延长使用寿命，用于刮铣套管壁、修理鱼顶内腔和修整水泥环的一种工具，还可用来刮削套管上残留的水泥环、矿物结晶以及少量的飞边、毛刺等作业，具有安全、省力、简便、高效的特点。

附图说明

附图1为实施例一的主视剖视结构示意图。

附图2为实施例一中剪销断裂后的主视剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为上接头，2为压帽，3为滑筒，4为剪销，5为磨铣块，6为磨铣头，7为键，8为支撑块，9为卡槽，10为第一磨铣层，11为第二磨铣层，12为紧定销钉，13为第一倒角，14为第二倒角，15为第三倒角，16为密封件。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

实施例一：如附图1、2所示，该可缩径防卡铣锥包括上接头1、压帽2、滑筒3、剪销4、键7、支撑块8和磨铣块5，上接头1为横向设置的空心台阶轴结构，上接头1左部外侧同轴套装有左端外侧具有第一倒角13的压帽2，压帽2右部外侧固定安装有同轴套装于上接头1右部外侧的滑筒3，对应压帽2右方位置的上接头1右部外侧由左至右间隔设置有若干个沿圆周间隔均布的左右向的内键槽、若干个沿圆周间隔均布的限位孔以及若干个沿圆周间隔均布的开口向外的收缩槽，滑筒3左部内侧设有与内键槽相对应的外键槽，每个外键槽和对应位置的内键槽内均轴向卡设有左侧与压帽2右端之间设有间距的键7，滑筒3中部外侧设有与限位孔相对应且径向贯通的安装孔，每个安装孔内均螺接有内端插设于对应位置的限位孔内的剪销4，每个收缩槽内均左右间隔固定有若干个向外凸起的支撑块8，位于上方的收缩槽内的支撑块8于竖直面上的投影为上小下大的等腰梯形，对应每个收缩槽位置的滑筒3右部外侧均设有径向贯通的矩形收缩孔，每个收缩孔内均安装有突出于滑筒3外侧的磨铣块5，每个磨铣块5靠近上接头1外侧的一侧均与对应位置的收缩槽内的支撑块8远离上接头1外侧的一侧相接触，对应每个支撑块8左方位置的磨铣块5靠近上接头1的一侧均设有与支撑块8相匹配的卡槽9，滑筒3右端固定有密封套装于上接头1右端外侧的磨铣头6，磨铣头6为左大右小的圆台形，磨铣头6内有左右贯通的台阶孔，上接头1右端与磨铣头6左部内侧的台阶面相接触，磨铣头6外侧设有与磨铣块5相对应且呈螺旋形的第一磨铣层10，磨铣块5远离上接头1的一侧固定有第二磨铣层11，每个第二磨铣层11左侧均具有第二倒角14，对应每个第一磨铣层10左端外侧位置的第二磨铣层11右侧均具有第三倒角15。

根据需求，剪销4为现有公知技术，剪销4的数量为3个，磨铣头6和滑筒3一体设置，磨铣头6的锥度值得一半与第三倒角15的角度相同，第一磨铣层10和第二磨铣层11均由现有公知的硬质合金形成，磨铣块5的数量为4个，键7安装于外键槽和对应位置的内键槽形成的键孔内。

在使用过程中，通过设置键7，在磨削过程中，能够将地面的动力经与上接头1固定安装在一起的管柱传递给滑筒3和磨铣头6，使其在井下转动并完成修井作业，通过设置收缩孔，能够对磨铣块5进行限位，便于安装，同时在井下作业中遇到卡钻事故时，上提管柱，迫使剪销4被卡塞的磨铣块5和上提的上接头1剪断，上接头1支撑块8上移，磨铣块5失去支撑后可回缩至收缩孔内，使得磨铣块5的收缩更加灵活，降低起出管柱的难度，提高作业效率，通过设置第一磨铣层10和第二磨铣层11，能够延长使用寿命，通过设置倒角，压帽2和磨铣块5在油井内上下移动过程中，能够对油井内的矿物质结晶或套管变形处起到导向作用，防止与油井内壁卡塞发生故障，支撑块8于竖直面上的投影为上小下大的等腰梯形，便于支撑块8的制作，同时支撑块8向上移动后两侧斜面具有导向作用，能够使磨铣块5快速缩回，磨铣头6外侧设有与磨铣块5相对应且呈螺旋形的第一磨铣层10，能够使得磨铣头6外侧的第一磨铣层10之间形成的排屑槽与磨铣块5之间的通道连通，便于碎屑的排出，避免卡钻，通过设置收缩孔，能够针对不同规格的油井更换对应的磨铣块，增加适用范围，本发明结构合理而紧凑，用于刮铣套管壁、修理鱼顶内腔和修整水泥环的一种工具，还可用来刮削套管上残留的水泥环、矿物结晶以及少量的飞边、毛刺等作业，具有安全、省力、简便、高效的特点。

可根据实际需要，对上述可缩径防卡铣锥作进一步优化或/和改进：

如附图1、2所示，收缩槽内左右间隔固定有两个支撑块8，每个支撑块8左侧壁至对应位置的卡槽9左部内壁之间的距离和键7左侧至压帽2右端之间的距离均相同。

根据需求，每个支撑块8在滑入对应的卡槽9内时，键7上侧与压帽2下侧相接触。在使用过程中，在井下作业中遇到卡钻事故时，可上提管柱，迫使剪销4被卡塞的磨铣块5和上提的上接头1剪断，上接头1支撑块8上移，磨铣块5失去支撑，回缩至收缩孔内，即可起出管柱，减少了后期打捞解卡等作业。

如附图1、2所示，压帽2右端外侧与滑筒3左部内侧通过螺纹连接固定安装在一起，滑筒3左端沿圆周间隔均布有若干个内端与压帽2外侧相接触的紧定销钉12。

根据需求，紧定销钉12为现有公知技术，紧定销钉12的数量为4个。在使用过程中，通过这样的设置，能够避免螺纹承受较大的轴向载荷变形，便于压帽2和滑筒3的拆装，降低故障率和拆装难度。

如附图1、2所示，上接头1右端外侧与磨铣头6左部内侧之间左右间隔安装有若干个密封件16。

根据需求，密封件16为现有公知技术，如O型密封圈，密封件16的数量为2个。在使用过程中，通过这样的设置，能够提高上接头1内侧之间的密封性，便于后续的流体压力维持。

如附图1、2所示，上接头1左端内侧具有连接螺纹。

在使用过程中，通过这样的设置，便于上接头1与管柱的连接，拆装方便。

实施例二：一种可缩径防卡铣锥的使用方法包括以下步骤：

第一步，将组装好的可缩径防卡铣锥的上接头1左端与管柱末端螺接；

第二步，下放管柱使磨铣头6右端至套管需要进行刮削的位置，然后在地面启动驱动装置，使管柱带动磨铣头6和磨铣块5转动，第一磨铣层10和第二磨铣层11对套管内壁进行刮削，当刮削时遇卡，先大排量正反洗井，若不能解卡则上提管柱，将管柱上提的拉力缓慢增加，若拉力增加至所有销钉剪切力的和值时管柱快速上升，则剪销4被剪断，即可起出管柱；若拉力超过所有销钉剪切值的1.5倍时管柱仍未向上移动，则遇卡位置点不在磨铣块5处，进行其他解卡或打捞作业。

在使用过程中，当刮削时遇卡，大排量正反洗井，能够将可能堆积在磨铣块5处的碎屑进行冲洗，避免因碎屑对应造成的卡钻事故。

可根据实际需要，对上述可缩径防卡铣锥的使用方法作进一步优化或/和改进：

第一步中，可缩径防卡铣锥的组装过程包括以下步骤：

步骤1，清洗上接头1、压帽2、滑筒3、剪销4、键7、支撑块8、磨铣块5和紧定销钉12；

步骤2，将丝扣油涂抹在上接头1左端内侧的连接螺纹、压帽2的外螺纹和滑筒3的内螺纹处；

步骤3，将密封件16安装到上接头1右端，并涂抹密封油；

步骤4，竖起上接头1，将上接头1上部外侧夹入油管钳内，压帽2由上接头1下端套入并滑动至上接头1上部，将键7安装于上接头1的内键槽中；

步骤5，将滑筒3上端由上接头1下端套入并向上滑动至内键槽，同时对正外键槽和内键槽、限位孔和安装孔，将滑筒3上端移动至压帽2下端，先安装剪销4，再安装磨铣块5；

步骤6，夹紧滑筒3外侧，将压帽2旋入滑筒3上端内侧，然后安装紧定销钉12。

将丝扣油涂抹在上接头1左端内侧的连接螺纹、压帽2的外螺纹和滑筒3的内螺纹处，能够保护螺纹并起到润滑作用，便于安装。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (9)

1.一种可缩径防卡铣锥，其特征在于包括上接头、压帽、滑筒、剪销、键、支撑块和磨铣块，上接头为横向设置的空心台阶轴结构，上接头左部外侧同轴套装有左端外侧具有第一倒角的压帽，压帽右部外侧固定安装有同轴套装于上接头右部外侧的滑筒，对应压帽右方位置的上接头右部外侧由左至右间隔设置有若干个沿圆周间隔均布的左右向的内键槽、若干个沿圆周间隔均布的限位孔以及若干个沿圆周间隔均布的开口向外的收缩槽，滑筒左部内侧设有与内键槽相对应的外键槽，每个外键槽和对应位置的内键槽内均轴向卡设有左侧与压帽右端之间设有间距的键，滑筒中部外侧设有与限位孔相对应且径向贯通的安装孔，每个安装孔内均螺接有内端插设于对应位置的限位孔内的剪销，每个收缩槽内均左右间隔固定有若干个向外凸起的支撑块，位于上方的收缩槽内的支撑块于竖直面上的投影为上小下大的等腰梯形，对应每个收缩槽位置的滑筒右部外侧均设有径向贯通的矩形收缩孔，每个收缩孔内均安装有突出于滑筒外侧的磨铣块，每个磨铣块靠近上接头外侧的一侧均与对应位置的收缩槽内的支撑块远离上接头外侧的一侧相接触，对应每个支撑块左方位置的磨铣块靠近上接头的一侧均设有与支撑块相匹配的卡槽，滑筒右端固定有密封套装于上接头右端外侧的磨铣头，磨铣头为左大右小的圆台形，磨铣头内有左右贯通的台阶孔，上接头右端与磨铣头左部内侧的台阶面相接触，磨铣头外侧设有与磨铣块相对应且呈螺旋形的第一磨铣层，磨铣块远离上接头的一侧固定有第二磨铣层，每个第二磨铣层左侧均具有第二倒角，对应每个第一磨铣层左端外侧位置的第二磨铣层右侧均具有第三倒角。

2.根据权利要求1所述的可缩径防卡铣锥，其特征在于收缩槽内左右间隔固定有两个支撑块，每个支撑块左侧壁至对应位置的卡槽左部内壁之间的距离和键左侧至压帽右端之间的距离均相同。

3.根据权利要求1或2所述的可缩径防卡铣锥，其特征在于压帽右端外侧与滑筒左部内侧通过螺纹连接固定安装在一起，滑筒左端沿圆周间隔均布有若干个内端与压帽外侧相接触的紧定销钉。

4.根据权利要求1或2所述的可缩径防卡铣锥，其特征在于上接头右端外侧与磨铣头左部内侧之间左右间隔安装有若干个密封件。

5.根据权利要求1或2所述的可缩径防卡铣锥，其特征在于上接头左端内侧具有连接螺纹。

6.根据权利要求3所述的可缩径防卡铣锥，其特征在于上接头左端内侧具有连接螺纹。

7.根据权利要求4所述的可缩径防卡铣锥，其特征在于上接头左端内侧具有连接螺纹。

8.一种根据如权利要求1至7中任一项所述的可缩径防卡铣锥的使用方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，将组装好的可缩径防卡铣锥的上接头左端与管柱末端螺接；

第二步，下放管柱使磨铣头右端至套管需要进行刮削的位置，然后在地面启动驱动装置，使管柱带动磨铣头和磨铣块转动，第一磨铣层和第二磨铣层对套管内壁进行刮削，当刮削时遇卡，先大排量正反洗井，若不能解卡则上提管柱，将管柱上提的拉力缓慢增加，若拉力增加至所有销钉剪切力的和值时管柱快速上升，则剪销被剪断，即可起出管柱；若拉力超过所有销钉剪切值的1.5倍时管柱仍未向上移动，则遇卡位置点不在磨铣块处，进行其他解卡或打捞作业。

9.根据权利要求8所述的可缩径防卡铣锥的使用方法，其特征在于第一步中，可缩径防卡铣锥的组装过程包括以下步骤：

步骤1，清洗上接头、压帽、滑筒、剪销、键、支撑块、磨铣块和紧定销钉；

步骤2，将丝扣油涂抹在上接头左端内侧的连接螺纹、压帽的外螺纹和滑筒的内螺纹处；

步骤3，将密封件安装到上接头右端，并涂抹密封油；

步骤4，竖起上接头，将上接头上部外侧夹入油管钳内，压帽由上接头下端套入并滑动至上接头上部，将键安装于上接头的内键槽中；

步骤5，将滑筒上端由上接头下端套入并向上滑动至内键槽，同时对正外键槽和内键槽、限位孔和安装孔，将滑筒上端移动至压帽下端，先安装剪销，再安装磨铣块；

步骤6，夹紧滑筒外侧，将压帽旋入滑筒上端内侧，然后安装紧定销钉。

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