CN115478803B - 水眼磨鞋及连续油管用钻磨铣工具 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种水眼磨鞋及连续油管用钻磨铣工具，所述水眼磨鞋包括：上接头本体，所述上接头本体上形成有上接头流道和旁通水眼，所述旁通水眼贯穿所述上接头本体的靠近第一端的侧壁以与所述上接头流道连通；磨鞋本体，所述磨鞋本体上形成有磨鞋流道以及直通水眼，所述直通水眼贯穿所述磨鞋本体的第二端端面并与所述磨鞋流道连通；以及流道切换单元，设置在所述上接头本体的第二端与所述磨鞋本体的第一端之间，以封堵住所述上接头本体的第二端或者使所述上接头流道与所述磨鞋流道连通。根据本公开的水眼磨鞋，可切换流道方向，能极大地提高磨鞋钻磨桥塞的效率，能减少卡钻的发生几率。

Description

水眼磨鞋及连续油管用钻磨铣工具

技术领域

本公开涉及井眼或井中管道、堵塞物的切割或破坏技术领域，特别地，涉及一种水眼磨鞋以及包括该水眼磨鞋的连续油管用钻磨铣工具。

背景技术

连续油管作业技术由于其本身具有的柔性刚度及自动化程度高、可带压作业等特性，近年来获得飞速发展，随着大斜度井、水平井在钻完井工程中应用的逐渐发展。

在页岩气施工中，常采用分段压裂的方式对储层进行开发。因此几乎每口压裂后的井需要把压裂时使用的桥塞钻除掉，以打开天然气的通道，便于后期开采。但是由于受到连续油管作业工艺的各方面的制约，在钻磨桥塞时井下工具串的工作排量不能开的太大，常常导致在施工作业中出现以下几个缺点：一、井筒内钻除完的桥塞碎屑不能及时返排到井口，造成了磨鞋钻磨时重复钻磨，钻磨桥塞效率低；二、桥塞碎屑累积越多，越容易造成卡钻事故。

发明内容

本公开的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本公开的目的之一在于提供一种可切换流道方向的水眼磨鞋，以解决了现有技术中井筒内钻除完的桥塞碎屑不能及时返排到井口，造成了磨鞋钻磨时重复钻磨，钻磨桥塞效率低和桥塞碎屑累积越多，越容易造成卡钻事故的问题。

为了实现上述目的，本公开的一方面提供了一种水眼磨鞋，所述水眼磨鞋包括：上接头本体，所述上接头本体上形成有上接头流道和旁通水眼，所述旁通水眼贯穿所述上接头本体的靠近第一端的侧壁以与所述上接头流道连通；磨鞋本体，所述磨鞋本体上形成有磨鞋流道以及直通水眼，所述直通水眼贯穿所述磨鞋本体的第二端端面并与所述磨鞋流道连通；以及流道切换单元，设置在所述上接头本体的第二端与所述磨鞋本体的第一端之间，以封堵住所述上接头本体的第二端或者使所述上接头流道与所述磨鞋流道连通。

可选择地，所述流道切换单元可包括坐封组件和换位活塞，所述坐封组件设置在所述上接头流道中并能够在所述换位活塞的推动作用下从坐封状态切换至非坐封状态，当所述坐封组件处于所述坐封状态时，所述坐封组件在靠近所述上接头本体的第二端的坐封位置处封堵住所述上接头流道。

可选择地，所述坐封组件可包括：坐封球座，沿周向设置在所述上接头本体的位于坐封位置处的内壁上；和坐封球，放置于所述上接头流道中，并在所述坐封位置处抵靠在所述坐封球座上并与所述坐封球座配合实现封堵所述上接头流道。

可选择地，所述换位活塞可包括：换位活塞本体，所述换位活塞本体的第一端插入所述上接头本体的第二端内并与所述上接头本体的第二端的内侧壁之间形成轴密封，所述换位活塞本体的第二端连接到所述磨鞋本体的第一端，并能够在所述磨鞋本体的推动下沿所述上接头本体的内壁作轴向移动；和换位活塞支撑柱，形成在所述换位活塞本体的第一端并能够插入所述坐封球座以抵靠在所述坐封组件上，所述换位活塞支撑柱能够随着所述换位活塞本体一起沿所述坐封球座的内壁作轴向移动，从而推动所述坐封组件从坐封状态切换至非坐封状态，所述换位活塞支撑柱上形成有贯穿换位活塞支撑柱的侧壁并与换位活塞支撑柱的内腔连通的换位活塞流道。

可选择地，所述换位活塞本体的第一端的端面、所述坐封球座、所述换位活塞支撑柱的外壁以及所述上接头本体的第二端的内侧壁之间可形成第一环状空腔。

可选择地，所述水眼磨鞋还可包括下接头，所述下接头的第一端套接所述换位活塞本体的第二端上，所述下接头的第二端套接于所述磨鞋本体的第一端上。

可选择地，所述水眼磨鞋还可包括承扭接头，所述承扭接头的第一端套接于所述上接头本体的第二端，所述承扭接头的第二端的内侧壁形成有沿径向向内突出的止挡部；所述换位活塞本体的外侧壁上还形成有沿向向外突出的止挡配合部，所述止挡配合部的外侧壁与所述承扭接头的内侧壁之间形成轴密封，所述换位活塞本体的外侧壁、所述止挡配合部的第一端面、所述承扭接头的内侧壁以及所述上接头本体的第二端的端面之间形成第二环状空腔，所述止挡部、所述止挡配合部的第二端面与所述换位活塞本体的第二端的外侧壁之间形成供所述下接头的第一端插入的插入腔。

可选择地，所述承扭接头上可设置贯穿所述承扭接头的侧壁的呼吸孔，所述呼吸孔可包括与所述第二环状空腔连通的第一呼吸孔以及与所述插入腔连通的第二呼吸孔。

可选择地，所述承扭接头的内侧壁与所述下接头的外侧壁之间可形成有承扭组件，所述承扭组件可包括：承扭突出部，沿径向突出地形成在所述承扭接头的内侧壁与所述下接头的外侧壁中的一者上，并沿轴向延伸；和承扭凹槽，形成在所述承扭接头的内侧壁与所述下接头的外侧壁中的另一者上并沿轴向延伸，所述承扭突出部嵌入所述承扭凹槽内。

可选择地，所述上接头流道可贯穿所述上接头本体；所述旁通水眼可相对于所述上接头本体的轴向倾斜设置，所述旁通水眼与进液方向之间的夹角可为100～130°；所述磨鞋流道从所述磨鞋本体的第一端向第二端延伸并与所述磨鞋本体的第二端端面之间预留距离；所述直通水眼的第一端与所述磨鞋流道连通，所述直通水眼的第二端穿过所述磨鞋本体的第二端端面，所述直通水眼相对于所述磨鞋本体的轴向倾斜设置，所述直通水眼与进液方向之间的夹角可为30～60°。

可选择地，所述旁通水眼和/或所述直通水眼可为一个或多个，多个所述旁通水眼和/或所述直通水眼可沿周向均匀分布。

可选择地，所述水眼磨鞋还可包括：限位部，从所述上接头本体的内侧壁沿径向向内突出，以限制所述坐封球向所述上接头本体的第一端移动，所述限位部为安装在所述上接头本体的侧壁上的限位销钉。

本公开的另一方面提供了一种连续油管用钻磨铣工具，所述连续油管用钻磨铣工具包括螺杆马达和如上所述的水眼磨鞋。螺杆马达与所述上接头本体的第一端连接，以提供驱动所述水眼磨鞋转动的动力。

与现有技术相比，本公开的有益效果包括：触障可切换流道方向的水眼磨鞋，能极大地提高磨鞋钻磨桥塞的效率，能减少卡钻的几率发生。

附图说明

图1为本公开示例性实施例的水眼磨鞋的流道切换单元切换至旁通状态时的示意图。

图2为本公开示例性实施例的水眼磨鞋的流道切换单元切换至旁通和直通状态时的示意图。

图3为示出根据本公开示例性实施例的水眼磨鞋内部结构的立体示意图。

图4为根据本公开示例性实施例的水眼磨鞋的换位活塞的立体示意图。

图5为沿图2的线A-A截取的剖视图。

附图标记说明：

1、上接头，11、上接头本体，12、上接头流道，13、旁通水眼，14、上接头水眼口，2、磨鞋，21、磨鞋本体，22、磨鞋流道，23、直通水眼，24、磨鞋水眼口，25、硬质合金磨铣齿，3、限位销钉，4、坐封组件，41、坐封球，42、坐封球座，5、换位活塞(换位芯轴)，51、换位活塞本体，52、换位活塞支撑柱，53、换位活塞流道，54、止挡配合部，55、第一密封凹槽，56、第二密封凹槽，6、承扭接头，61、止挡部，62、第一呼吸孔，63、第二呼吸孔，64、承扭凹槽，7、下接头，71、承扭突出部，T1、第一环状空腔，T2、第二环状空腔，T3、插入腔，G、间隙。

具体实施方式

在下文中，将结合附图和示例性实施例来详细说明本公开的水眼磨鞋以及包括该水眼磨鞋的连续油管用钻磨铣工具。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。在本申请中，各部件的“第一端”可为图上所示的“上端”，“第二端”可为图上所示的“下端”，“上端”、“下端”与附图本身的上、下方向一致，但并不对本公开的组件的结构起限定作用，例如，附图上所示的组件方向变化后，“第一端”也可为图上所示的“左端”，“第二端”可为图上所示的“右端”等。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

轴密封和连接的方法可采用本领域常用的方式(如轴密封可通过密封环或密封组实现，如密封组可包括若干个O型密封圈和若干个O型密封圈背环，连接可采用螺纹连接、卡扣连接或卡塞连接)，本公开不作过多赘述。

在油气田开采过程中，利用连续油管钻磨桥塞的连续油管作业技术，磨鞋是连续油管钻磨技术的关键工具，在桥塞分级压裂结束后，连续油管携带磨鞋下入井筒将所有桥塞钻除使井筒尽快恢复产能。

本公开的一方面提供了一种水眼磨鞋，其包括上接头本体、磨鞋本体以及流道切换单元。上接头本体上形成有上接头流道和旁通水眼，旁通水眼贯穿上接头本体的靠近第一端的侧壁以与上接头流道连通。磨鞋本体上形成有磨鞋流道以及直通水眼，直通水眼贯穿磨鞋本体的第二端端面并与磨鞋流道连通。流道切换单元设置在上接头本体的第二端与磨鞋本体的第一端之间，以封堵住上接头本体的第二端或者使上接头流道与磨鞋流道连通。

根据本公开的水眼磨鞋，通过设置流道切换单元切换流道，可使上接头本体的第二端被封堵住，从而流体仅从旁通水眼喷射出；或者通过设置流道切换单元切换流道，可使上接头流道与磨鞋流道连通，从而使流体可同时从旁通水眼和直通水眼喷出。

因此，水眼磨鞋在工作过程中可根据不同的工作情况，在井下可以通过流道切换单元切换流道。例如，在钻磨桥塞时，流道切换单元切换至旁通和直通状态，即，连通上接头流道与磨鞋流道，使流体会通过旁通水眼和直通水眼同时向外喷射出流体，这样刚钻除完的桥塞碎屑会及时上返，不会继续堆积在桥塞上；在磨鞋前方没有桥塞或者没有遇阻时，流道切换单元至仅旁通状态，即，封堵住上接头本体的第二端，使流体只能从旁通水眼喷射出，与周围的流场形成相对负压，“虹吸效应”的作用能将磨鞋前端的碎屑吸附至磨鞋的后方以后，顺着高速流体一起往井口流动。

可以看出，通过设置流道切换单元，解决了现有技术中井筒内钻除完的桥塞碎屑不能及时返排到井口，造成了磨鞋钻磨时重复钻磨，钻磨桥塞效率低和桥塞碎屑累积越多，越容易造成卡钻事故的问题。

图1为本公开示例性实施例的水眼磨鞋的流道切换单元切换至旁通状态时的示意图。图2为本公开示例性实施例的水眼磨鞋的流道切换单元切换至旁通和直通状态时的示意图。图3为示出根据本公开示例性实施例的水眼磨鞋内部结构的立体示意图。图4为根据本公开示例性实施例的水眼磨鞋的换位活塞的立体示意图。图5为沿图2的线A-A截取的剖视图。

在本公开的示例性实施例中，如图1至图5中所示，水眼磨鞋包括上接头1、磨鞋2以及流道切换单元。

其中，上接头1可以包括上接头本体11以及形成在上接头本体11上的上接头流道12和旁通水眼13。

其中，上接头本体11的第一端(左端)可用于与用于与水眼磨鞋上游部件(例如，螺杆马达)固定连接，上接头本体11的第二端(右端)可与磨鞋本体21的第一端固定连接，以将上游部件的扭矩传递给磨鞋本体21，使水眼磨鞋能够随上游部件一起旋转，从而进行钻磨作业。例如，上接头本体11的第一端和第二端上可设置有螺纹，上接头1可通过螺纹与上游部件和磨鞋本体21固定连接。然而，本公开不限于此，上接头与磨鞋上游部件、上接头与磨鞋本体也可以通过其他方式固定连接。

上接头流道12可以沿着上接头本体11的中轴线贯穿上接头本体11，即，形成贯穿通孔，以使来自上游部件中的流体(例如，循环液)能够通过。上接头流道12的侧壁上可形成有一个或多个上接头水眼口14。多个上接头水眼口14可沿周向均匀分布。

旁通水眼13贯穿上接头本体11的靠近第一端(左端)的侧壁以与上接头流道12连通。旁通水眼13可相对于上接头本体11的轴向倾斜设置。例如，旁通水眼13与进液方向(如图1中箭头α所示)之间的夹角θ₁可以为100～130°。也就是说，旁通水眼13相对于上接头本体11的轴向向左倾斜设置。旁通水眼13可以为一个或多个。每个旁通水眼13的第一端与上接头水眼口14连通，旁通水眼13的第二端穿过上接头本体11的侧壁与外界连通。

磨鞋2可包括磨鞋本体21以及形成在磨鞋本体21上的磨鞋流道22和直通水眼23。

磨鞋流道22可以从磨鞋本体21的第一端向第二端延伸并与磨鞋本体21的第二端端面之间预留距离。也就是说，磨鞋流道22未穿透磨鞋本体21。如图1和图2中所示，磨鞋流道22可包括从磨鞋本体21的第一端向第二端延伸的直管段以及锥形底部，锥形底部上沿周向形成有一个或多个磨鞋水眼口24。多个磨鞋水眼口24沿周向均匀分布。但本公开不限于此，在另一实施例中，如图3中所示，磨鞋流道22可以仅具有直管段，而不包括锥形底部，此时，一个或多个磨鞋水眼口24可形成在直管段的侧壁上。

直通水眼23贯穿磨鞋本体21的第二端端面并与磨鞋流道22连通。直通水眼23可相对于磨鞋本体21的轴向倾斜设置，例如，直通水眼与进液方向之间的夹角θ₂可以为30～60°。直通水眼23也可以为一个或多个，每个直通水眼23的第一端可以通过磨鞋水眼口24与磨鞋流道22连通，直通水眼23的第二端穿过磨鞋本体21的第二端端面以与外界连通。

另外，磨鞋2还可包括磨鞋头，磨鞋头可设置为硬质合金磨铣齿25。硬质合金磨铣齿25可采用常用的高强度、耐磨材料制成并且可设计成常用的形状，例如多层六角梯形等。硬质合金磨铣齿25可通过焊接工艺，焊接到磨鞋本体21的第二端上，从而在磨鞋本体21的带动下旋转，对待钻磨目标物进行钻磨。利用硬质合金磨铣齿25的棱边对套管内需要钻磨的进行钻磨的桥塞等工具、钻具或井下落物等进行钻除，不仅能够快速钻磨，而且磨头磨损小、重复利用率高，成本低，钻磨效率高。

流道切换单元设置在上接头本体11的第二端(右端)与磨鞋本体21的第一端(左端)之间，以封堵住上接头本体11的第二端，或者使上接头流道12与磨鞋流道22连通。

在钻磨作业过程中，当磨鞋前方没有桥塞或者没有遇阻时，流道切换单元自动切换并封堵住上接头本体11的第二端，流体只能从旁通水眼13高速喷射出，与周围的流场形成相对负压，“虹吸效应”的作用能将磨鞋前端的碎屑吸附至磨鞋的后方以后，顺着高速流体一起往井口流动；在钻磨桥塞时，流道切换单元使上接头流道12与磨鞋流道22连通，流体会通过旁通水眼13和直通水眼23同时向外喷射出流体，这样刚钻除完的桥塞碎屑会及时上返，不会继续堆积在桥塞上。

具体地，流道切换单元可以包括坐封组件4和换位活塞5。坐封组件4设置在上接头流道12中并能够在换位活塞5的推动作用下从坐封状态切换至非坐封状态，当坐封组件4处于坐封状态时，坐封组件4在靠近上接头本体11的第二端的坐封位置处封堵住上接头流道12。当坐封组件4处于非坐封状态(解封状态)时，坐封组件4未封堵住上接头流道12，使得流体可以从上接头流道12经换位活塞5流向磨鞋流道22。

坐封组件4可以包括坐封球41和坐封球座42。

坐封球座42设置坐封位置处。具体地，坐封球座42沿周向设置在靠近上接头本体11的靠近第二端的内壁上，坐封球座42可以从上接头本体11的内壁上沿径向向内突出。坐封球座42可以与上接头本体11之间可拆卸连接，例如，通过诸如螺钉、螺栓等紧固件可拆卸地连接。但本公开不限于此，坐封球座42也可以一体成型在上接头本体11的内侧壁上。也就是说，可以通过上接头本体11的内径收缩来形成坐封球座42。

坐封球41放置于上接头流道12中，并在坐封位置处抵靠在坐封球座上，坐封球41被坐封球座42处限制向上接头本体11的第二端移动，并且在坐封位置处与坐封球座42配合实现封堵上接头流道12。

坐封球41可以为球体、类球体、半球体、类半球体等，只要坐封球41和坐封球座42彼此配合以在坐封位置处形成封堵即可。坐封球41的直径比上接头本体11的位于非坐封位置处的内径小，并且大于或等于上接头的位于坐封位置处的内径。也就是说，坐封球41的直径小于上接头本体11整体的内径，并且大于或等于坐封球座的顶面之间的距离。坐封球41可以为钢球，但本公开不限于此，还可以采用其它硬度等满足需要的材质来制成坐封球41。

为了使得坐封球41与坐封球座42贴合地更紧密，在本实施例中，坐封球座42的上端形成有与坐封球41的外表面相吻合的弧面接触面，例如，可以将坐封球座42的左端的一部分切削掉，形成弧面接触面。坐封球41丢入上接头流道12之后，与弧面接触面紧密贴合，提高密封效果。但本公开不限于此，坐封球座42还可以设计成与坐封球41的外形匹配的其它轮廊形状，例如，斜面。

换位活塞5可包括换位活塞本体51和换位活塞支撑柱52。

换位活塞本体51的第一端插入上接头本体11的第二端内并与上接头本体11的第二端的内侧壁之间形成轴密封。为了提高密封效果，换位活塞本体51的靠近第一端的外侧壁和上接头本体11的靠近第二端的内侧壁中的一者上形成有环状密封凹槽。如图4中所示，在本实施例中，换位活塞本体51的靠近第一端的外侧壁上沿周向开设有第一密封凹槽55，通过将诸如密封垫或密封圈等密封件置于第一密封凹槽55内，以提高换位活塞本体51与上接头本体11之间的密封性。

换位活塞本体51的第二端连接到磨鞋本体21的第一端，并能够在磨鞋本体21的推动下沿上接头本体11的内壁作轴向移动。

在实施例中，换位活塞本体51的第二端可通过下接头7连接到磨鞋本体21的第一端。下接头7的第一端套接换位活塞本体51的第二端上，下接头7的第二端套接于磨鞋本体21的第一端上。下接头7与换位活塞本体51、磨鞋本体21之间可通过螺纹同轴连接，但本公开不限此，还可以通过诸如螺钉、螺栓等紧固件可拆卸地连接。

换位活塞支撑柱52形成在换位活塞本体51的第一端并能够插入坐封球座内以抵靠在坐封组件上，换位活塞支撑柱52能够随着换位活塞本体51一起沿坐封球座42的内壁作轴向移动，从而推动坐封组件4从坐封状态切换至非坐封状态，换位活塞支撑柱52上形成有贯穿换位活塞支撑柱52的侧壁并与换位活塞支撑柱52的内腔连通的换位活塞流道53。

如图4中所示，换位活塞本体51呈空心圆柱状，换位活塞本体51上可形成有贯穿其中轴线的通孔。

换位活塞支撑柱52呈扇环块状，多个(例如四个)换位活塞支撑柱52沿周向设置，并且相邻换位活塞支撑柱52之间形成换位活塞流道53。但本公开不限于此，换位活塞支撑柱52以及换位活塞流道53的数量可以根据需要进行调整。可以通过将比换位活塞本体51的直径小的空心圆柱切削多个缺口，形成换位活塞支撑柱52和换位活塞流道53，并固定连接到换位活塞本体51的第一端端面上。但本公开不限于此，换位活塞支撑柱52也可以一体成型在换位活塞本体51的第一端端面上。换位活塞支撑柱52也可以单独加工成扇环块，然后连接到换位活塞本体51的第一端端面上。

换位活塞本体51的第一端的端面、坐封球座42的侧面、换位活塞支撑柱52的外壁以及上接头本体11的第二端的内侧壁之间形成第一环状空腔T1。

根据本公开的实施例，水眼磨鞋还可包括承扭接头6。承扭接头6的第一端套接于上接头本体11的第二端，例如，承扭接头6的第一端的内侧壁与上接头本体11的第二端的外侧壁可通过螺纹同轴连接。为提高密封效果，承扭接头6的第一端的内侧壁与上接头本体11的第二端的外侧壁的相向周面之间设置有诸如O形密封环、密封圈、密封垫等密封件。承扭接头6的第二端的内侧壁形成有沿径向向内突出的止挡部61。

换位活塞本体51的外侧壁上还形成有沿向向外突出的止挡配合部54。止挡配合部54从换位活塞本体51的外侧壁上向外突出，形成环状凸缘，环状凸缘的外径等于或略小于承扭接头6的内径，从而使得止挡配合部54的外侧壁与承扭接头6的内侧壁之间紧密贴合，形成轴密封。

为了提高密封效果，止挡配合部54的外侧壁和承扭接头6中的一者上形成有环状密封凹槽，如图4中所示，在本实施例中，止挡配合部54的外侧壁上沿周向开设有第二密封凹槽56，通过将诸如密封垫或密封圈等密封件置于第二密封凹槽56内，以提高换位活塞本体51与承扭接头6之间的密封性。

如图1和图2中所示，换位活塞本体51的外侧壁、止挡配合部54的第一端面(左侧面)、承扭接头6的内侧壁以及上接头本体11的第二端的端面之间形成第二环状空腔T2。止挡部61、止挡配合部54的第二端面(右侧面)与换位活塞本体51的靠近第二端的外侧壁之间形成供下接头7的第一端插入的插入腔T3。

下接头7可两段外径不同的空心圆柱构成，从而形成台阶状。即，下接头7可由第一圆柱段和第二圆柱段构成，且第一圆柱段的直径小于第二圆柱段的直径。第一圆柱段对应于下接头7的第一端。第一圆柱段和第二圆柱段之间形成台阶面。下接头7的第一端插入的插入腔T3，并通过螺纹连接到换位活塞本体51的第二端上之后，台阶面与承扭接头的第二端端面之间形成间隙G。

为了平衡工具内部与环空之间的压差，承扭接头6上设置贯穿承扭接头6的侧壁的呼吸孔。呼吸孔可以包括与第二环状空腔T2连通的第一呼吸孔62以及与插入腔T3连通的第二呼吸孔63。通过设置呼吸孔，换位活塞5在来回的切换流道时，压力能够平衡，能够较容易地进行流道切换。

其中，承扭接头6连接到上接头本体11之后，第一呼吸孔62开设在承扭接头6的与上接头本体11的第二端端面靠近的对应位置，承扭接头6在开设第一呼吸孔62的位置可形成导流槽，以使得与上接头本体11的外侧壁之间的形成导流通道，使得第一呼吸孔62可以经由导流通道与第二环状空腔T2连通。相比于将第一呼吸孔62开设在承扭接头6的对应于第二环状空腔T2的位置，本实施例的第一呼吸孔62开设的更靠左，从而可以避免影响右侧止挡配合部54与承扭接头6之间的密封。

为了将上游部件的输出扭矩传递给磨鞋2，使水眼磨鞋能够随上游部件一起旋转，从而进行钻磨作业。如图5中所示，承扭接头6的内侧壁与下接头7的外侧壁之间可形成有承扭组件。承扭组件可包括承扭突出部71和承扭凹槽64，沿径向突出地形成在承扭接头6的内侧壁与下接头7的外侧壁中的一者上，并沿轴向延伸。承扭凹槽64形成在承扭接头6的内侧壁与下接头7的外侧壁中的另一者上并沿轴向延伸，承扭突出部71嵌入承扭凹槽64内。

图5中虽然示出了承扭凹槽64形成在承扭接头6的内侧壁上。承扭凹槽64为六个，其截面为半圆形的凹槽。六个承扭凹槽64沿周向均匀布置。承扭突出部71形成在下接头7的外侧壁上，承扭突出部71为六个，六个沿周向均匀布置。每个承扭突出部71为半圆柱结构，其截面为半圆形。但本公开不限于此，根据需要，承扭凹槽64和承扭突出部71的位置可互换。承扭凹槽64和承扭突出部71的数量和布置方式也可以根据需要调整。只要承扭凹槽64和承扭突出部71彼此配合，形成承扭结构，能够传递螺杆马达的输出扭矩到磨鞋2上即可。

为了防止坐封球上串至螺杆马达中，影响螺杆马达的正常工作。水眼磨鞋还可包括限位部。限位部从上接头本体11的内侧壁沿径向向内突出，以限制坐封球41向上接头本体11的第一端移动。如图1和图2中所示，在本实施例中，限位部可以为安装在上接头本体11的侧壁上的限位销钉3。

以下结合图1和图2说明使用本公开的水眼磨鞋的使用过程。

参照图1，上接头1通过螺纹与承扭接头6连接到一起，换位活塞5放置在上接头1与承扭接头6之间，换位活塞5与下接头7通过螺纹连接到一起。磨鞋本体21通过螺纹与下接头7连接到一起，

在上接头1的内部放置一坐封球41后，将限位销钉3装入上接头1的侧壁上。坐封球41受到液压力坐封在坐封球座42上，形成密封。坐封球41能将换位活塞5往下接头7方向顶下去，这样就把下接头7和磨鞋本体21都一起顶下去，承扭接头6和下接头7之间形成间隙G。此时，流体只能通过旁通水眼13喷射出，直通水眼23没有流体。与周围的流场形成相对负压，“虹吸效应”的作用能将磨鞋2前端的碎屑吸附至磨鞋2的后方以后，顺着高速流体一起往井口流动。

参照图2，当磨鞋2已接触前方的桥塞或者前方需要钻磨的障碍物，反作用力将磨鞋本体21推回。下接头7因连接着磨鞋本体21，也一起被推回，这样下接头7与承扭接头6之间的间隙关闭。同时下接头7也将换位活塞5往上接头1方向推，换位活塞5上的换位活塞支撑柱51将坐封球41顶出，离开坐封球座42，此时，坐封球41与坐封球座42之间形成的密封打开，即，解封。此时，流体能从旁通水眼13喷射出，也能同时沿着换位活塞流道53从直通水眼23喷射出。

根据本公开的实施例的水眼磨鞋，可通过触障自动切换流道方向。通过这种换位原理，由坐封球41与坐封球座42之间形成密封，流道只能从旁通水眼13喷射出的形式，转换为换位活塞5上的换位活塞支撑柱51将坐封球41顶离坐封球座42，坐封球41与坐封球座42之间没有形成密封，流体具有两条流道，一条是流体经过旁通水眼13喷射出，另一条是流体经换位活塞流道53后，沿着磨鞋流道和22直通水眼23喷射出。

与常规磨鞋相比，本公开的水眼磨鞋具有旁通水眼和直通水眼，在工作过程中可根据不同的工作情况，在井下自动切换流道方向。在钻磨桥塞时，流体会通过旁通水眼和直通水眼同时向外喷射出流体；在磨鞋前方没有桥塞或者没有遇阻时，流体只能从旁通水眼喷射出。解决了现有技术中井筒内钻除完的桥塞碎屑不能及时返排到井口，造成了磨鞋钻磨时重复钻磨，钻磨桥塞效率低和桥塞碎屑累积越多，越容易造成卡钻事故的问题。

本公开的一方面提供了一种连续油管用钻磨铣工具，所述连续油管用钻磨铣工具包括螺杆马达和如上所述的水眼磨鞋。螺杆马达与上接头本体的第一端连接，以提供驱动水眼磨鞋转动的动力。

根据本公开的实施例，井筒保持清洁以后，能极大地提高磨鞋钻磨桥塞的效率，能减少卡钻的发生几率。

尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本公开，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本公开的示例性实施例进行各种修改和改变。

Claims (6)

1.一种水眼磨鞋，其特征在于，所述水眼磨鞋包括：

上接头本体，所述上接头本体上形成有上接头流道和旁通水眼，所述旁通水眼贯穿所述上接头本体的靠近第一端的侧壁以与所述上接头流道连通；

磨鞋本体，所述磨鞋本体上形成有磨鞋流道以及直通水眼，所述直通水眼贯穿所述磨鞋本体的第二端端面并与所述磨鞋流道连通；以及

流道切换单元，设置在所述上接头本体的第二端与所述磨鞋本体的第一端之间，以封堵住所述上接头本体的第二端或者使所述上接头流道与所述磨鞋流道连通，

所述流道切换单元包括坐封组件和换位活塞，所述坐封组件设置在所述上接头流道中并能够在所述换位活塞的推动作用下从坐封状态切换至非坐封状态，当所述坐封组件处于所述坐封状态时，所述坐封组件在靠近所述上接头本体的第二端的坐封位置处封堵住所述上接头流道；

所述换位活塞包括：

换位活塞本体，所述换位活塞本体的第一端插入所述上接头本体的第二端内并与所述上接头本体的第二端的内侧壁之间形成轴密封，所述换位活塞本体的第二端连接到所述磨鞋本体的第一端，并能够在所述磨鞋本体的推动下沿所述上接头本体的内壁作轴向移动；和

换位活塞支撑柱，形成在所述换位活塞本体的第一端并能够插入所述坐封球座以抵靠在所述坐封组件上，所述换位活塞支撑柱能够随着所述换位活塞本体一起沿所述坐封球座的内壁作轴向移动，从而推动所述坐封组件从坐封状态切换至非坐封状态，所述换位活塞支撑柱上形成有贯穿换位活塞支撑柱的侧壁并与换位活塞支撑柱的内腔连通的换位活塞流道；

所述坐封组件包括：

坐封球座，沿周向设置在所述上接头本体的位于坐封位置处的内壁上；和

坐封球，放置于所述上接头流道中，并在所述坐封位置处抵靠在所述坐封球座上并与所述坐封球座配合实现封堵所述上接头流道；

所述水眼磨鞋还包括下接头，所述下接头的第一端套接所述换位活塞本体的第二端上，所述下接头的第二端套接于所述磨鞋本体的第一端上；

所述水眼磨鞋还包括承扭接头，所述承扭接头的内侧壁与所述下接头的外侧壁之间形成有承扭组件，所述承扭接头的第一端套接于所述上接头本体的第二端，所述承扭接头的第二端的内侧壁形成有沿径向向内突出的止挡部；

所述换位活塞本体的外侧壁上还形成有沿向向外突出的止挡配合部，所述止挡配合部的外侧壁与所述承扭接头的内侧壁之间形成轴密封，所述换位活塞本体的外侧壁、所述止挡配合部的第一端面、所述承扭接头的内侧壁以及所述上接头本体的第二端的端面之间形成第二环状空腔，所述止挡部、所述止挡配合部的第二端面与所述换位活塞本体的第二端的外侧壁之间形成供所述下接头的第一端插入的插入腔；

所述承扭接头上设置贯穿所述承扭接头的侧壁的呼吸孔，所述呼吸孔包括与所述第二环状空腔连通的第一呼吸孔以及与所述插入腔连通的第二呼吸孔；

所述上接头流道贯穿所述上接头本体；

所述旁通水眼相对于所述上接头本体的轴向倾斜设置，所述旁通水眼与进液方向之间的夹角为100~130°。

2.根据权利要求1所述的水眼磨鞋，其特征在于，所述换位活塞本体的第一端的端面、所述坐封球座、所述换位活塞支撑柱的外壁以及所述上接头本体的第二端的内侧壁之间形成第一环状空腔。

3.根据权利要求1所述的水眼磨鞋，其特征在于，所述承扭组件包括：

承扭突出部，沿径向突出地形成在所述承扭接头的内侧壁与所述下接头的外侧壁中的一者上，并沿轴向延伸；和

承扭凹槽，形成在所述承扭接头的内侧壁与所述下接头的外侧壁中的另一者上并沿轴向延伸，所述承扭突出部嵌入所述承扭凹槽内。

4.根据权利要求1所述的水眼磨鞋，其特征在于，所述磨鞋流道从所述磨鞋本体的第一端向第二端延伸并与所述磨鞋本体的第二端端面之间预留距离；

所述直通水眼的第一端与所述磨鞋流道连通，所述直通水眼的第二端穿过所述磨鞋本体的第二端端面，所述直通水眼相对于所述磨鞋本体的轴向倾斜设置，所述直通水眼与进液方向之间的夹角为30~60°；

其中，所述旁通水眼和/或所述直通水眼为一个或多个，多个所述旁通水眼和/或所述直通水眼沿周向均匀分布。

5.根据权利要求1所述的水眼磨鞋，其特征在于，所述水眼磨鞋还包括：限位部，从所述上接头本体的内侧壁沿径向向内突出，以限制所述坐封球向所述上接头本体的第一端移动，所述限位部为安装在所述上接头本体的侧壁上的限位销钉。

6.一种连续油管用钻磨铣工具，其特征在于，所述连续油管用钻磨铣工具包括：

如权利要求1至5中任意一项所述的水眼磨鞋；和

螺杆马达，与所述上接头本体的第一端连接，以提供驱动所述水眼磨鞋转动的动力。