CN201386523Y - 一种水平井完井用高效钻磨铣一体工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水平井完井用高效钻磨铣一体工具，由接头、斜台肩、本体、中心孔、铣棒、刀翼、切削板、硬质合金碎块、扇形水槽、排屑导流槽、水眼、磨鞋面组成。接头内加工有标准API钻杆螺纹，本体内部镗有中心孔，铣棒表面分布有弧形磨铣面，磨鞋面上均匀分布五个刀翼，长边焊接有切削板，铣棒与刀翼表面铺焊硬质合金颗粒，刀翼之间组成扇形水槽，底部水眼向上与中心孔连通。从磨鞋面至斜台肩、铣棒磨铣面分别镗有垂直与倾斜的排屑导流槽，倒角处理。该工具经过结构及水力参数优化，整体性能可靠，钻磨铣能力强、寿命长、成本低，集刮削、钻磨、磨铣于一体，一趟管柱即可实现水平井完井后期钻磨附件与水泥塞，磨铣残余毛刺与水泥环的目的。

Description

一种水平井完井用高效钻磨铣一体工具

技术领域

本实用新型涉及一种水平井完井用高效钻磨铣一体工具的改进。

背景技术

近年来，水平井钻探数量逐年增加，年施工量千余口。水平井筛管顶部注水泥完井工艺可保持油层的原始渗透率，有效封隔水层或异质层，应用越来越广泛，占所有水平井完井的80％以上。该工艺是采用管外封隔器、分级箍、盲板等特殊完井工具配合下部筛管共同实施的完井技术；固井后需要下入钻头、铣锥，钻除磨铣分级箍、盲板、球座等附件，然后通井至井底后进行下一步作业工序。但目前附件钻磨、磨铣用工具很难满足实际应用需要，费时费力，甚至造成卡钻等重大井下事故。这些越来越多的技术难题主要表现在：

1、现有钻磨完井附件所采用的普通牙轮钻头、磨鞋等工具，寿命低、钻磨用时长，切削碎屑大，易卡钻；

2、钻磨后留毛刺、台阶，后期作业管柱下入困难；

3、造成酸洗或内管胀封封隔器等工具严重损伤，进而导致下一步酸洗或内管胀封作业失败；

4、钻头钻磨与铣锥磨铣需要进行两趟管柱施工，费时费力。

针对上述问题，为提高钻磨附件施工效率与效果，满足特殊完井工艺施工的需求，特开发出了这种水平井完井用高效钻磨铣一体工具。

发明内容

本实用新型的目的是：向现场提供一种水平井完井用高效钻磨铣一体工具，采用一趟管柱安全快速实现钻磨附件与水泥塞、清除分级箍、盲板、球座等完井附件残余毛刺与套管内壁水泥环，保障后期酸洗胀封及作业管柱的安全顺利下入，提高作业施工的成功率与效果。

本实用新型所述的用于水平井筛管顶部注水泥完井工艺中高效钻磨铣一体工具，其基本结构包括：接头、斜台肩、本体、铣棒、刀翼、切削板、硬质合金碎块、扇形水槽、排屑导流槽、水眼、磨鞋面。接头内加工有标准API钻杆螺纹，本体采用35CrMo圆钢结构整体加工，内部镗有中心孔至平底磨鞋面；铣棒表面分布有五个通过铜质合金载体铺焊硬质合金颗粒的弧形面，弧形面中部加工有45°防卡倒角处理的排屑导流槽；磨鞋面上均匀分布五个刀翼，长边焊接切削板，刀翼弧形面及底部表面铺也焊有硬质合金颗粒碎块；刀翼之间组成扇形水槽，底部加有水眼向上与中心孔连通；工具整体自下而上镗有排屑导流槽。

本工具在工艺上是这样工作的：当该工具转动时，磨鞋面上切削板及刀翼上的硬质合金颗粒切削磨铣分级箍、盲板、球座等附件及水泥塞，切削下来的碎末经研磨后进入刀翼之间的扇形水槽；该工具中间部分为铣棒，表面铺焊的硬质合金颗粒碎块在转动时磨铣附件钻磨后残余毛刺及套管内水泥环，磨铣碎屑颗粒进入铣棒弧形磨铣面上的排屑导流槽；钻井液则由该工具中心通孔进入水眼、扇形水槽，冷却切削板及铺焊的硬质合金颗粒，并携带附件及水泥石碎屑通过工具本体及铣棒弧形磨铣面上排屑导流槽，进入套管与钻杆环空，最终返出地面，达到钻磨铣一体化功能。

本实用新型所述钻磨铣一体工具优点在于：

1、集普通钻头或磨鞋的切削钻磨功能、铣锥磨铣功能于一体，一次完成钻磨附件与水泥塞、磨铣刮除残余毛刺或水泥环的目的。

2、该钻磨铣一体工具结构参数优化设计合理，采用多刃设计，切削刃多，排屑能力强，防卡能力强，在钻压较小的情况下可以快速磨铣，有效提高工作效率。

3、该钻磨铣一体工具采用优质合金作为主要切削刃，辅以硬质合金焊条，具有切削能力强，寿命长，成本低的优点。

4、该钻磨铣一体工具采用一体式结构，避免了螺纹连接的不确定性，提高了机械水力完整性及可靠性。

附图说明

图1为本实用新型所述钻磨铣一体工具结构示意图

图2为该钻磨铣一体工具磨鞋面示意图

1.接头 2.标准API钻杆螺纹 3.斜台肩 4.本体 5.中心孔 6.铣棒 7.刀翼 8.切削板 9.硬质合金颗粒 10.扇形水槽 11.排屑导流槽 12.水眼 13.磨鞋面

具体实施方式

现结合说明书附图对本实用新型所述钻磨铣一体工具作进一步的描述。

如图1、图2所示，本实用新型所述的是一种水平井筛管顶部注水泥完井用高效钻磨铣一体工具。其结构主要由接头1、本体4、铣棒6、刀翼7、磨鞋13组成。接头1内加工有标准API钻杆螺纹2连接钻杆或动力钻具，斜台肩3连接接头部分与工具本体，本体4采用35CrMo圆钢结构整体加工，内部镗有中心孔5至平底磨鞋面13，铣棒6表面均匀分布5个弧形磨铣面，通过铜质合金载体均匀铺焊硬质合金颗粒9，中间加工有排屑导流槽11，最下部结构为平底磨鞋13，表面铺焊有硬质合金颗粒9，而且均匀分布五个刀翼7，刀翼7成楔形构造，角度45°，长边焊接有切削板8，各刀翼7之间组成扇形水槽10，扇形水槽10底部加工有水眼12，均匀分布，向上与本体4与铣棒内中心孔5相连通。整个工具从磨鞋面13的各刀翼7至斜台肩间隔分布有排屑导流槽11，为更大的提升导流能力，便于钻磨铣碎屑返出，铣棒6的磨铣面上也加工有排屑导流槽11，角度45°，防卡倒角处理。

本实用新型所述钻磨铣一体工具应用时，采用钻杆或动力钻具连接下至附件顶端，开泵开转盘，平底磨鞋13底部硬质合金颗粒9与刀翼7上切削板8研磨、剪切、切削附件及水泥塞；铣棒6的磨铣面上铺焊的硬质合金颗9则磨铣附件残余毛刺及套管内水泥环，形成碎屑，进入铣棒6磨铣面的排屑导流槽11，防止磨鞋13磨损后造成井眼尺寸缩小。钻井液则由钻杆进入该工具，通过中心孔5、水眼12进入扇形水槽10，润滑冷却硬质合金颗粒9与切削板8，携带刮削、钻磨、磨铣附件及水泥石碎屑通过排屑导流槽11进入到套管环空最终返出地面。

Claims (4)

1、一种水平井完井用高效钻磨铣一体工具，由接头[1]、本体[4]、铣棒[6]、刀翼[7]、磨鞋面[13]组成，其特征在于：接头[1]内加工有标准API钻杆螺纹[2]连接钻杆或动力钻具，斜台肩[3]连接接头部分与工具本体，本体[4]采用圆钢整体加工，内部镗有中心孔[5]至平底磨鞋面[13]。

2、如权利要求1所述的一种水平井完井用高效钻磨铣一体工具，其特征在于：铣棒[6]表面均匀分布五个弧形磨铣面，其上通过铜质合金载体均匀铺焊硬质合金颗粒[9]。

3、如权利要求1所述的一种水平井完井用高效钻磨铣一体工具，其特征在于：最下部结构为平底磨鞋面[13]，表面铺焊有硬质合金颗粒[9]，磨鞋面上均匀分布五个刀翼[7]，刀翼[7]成楔形构造，角度45°，长边焊接有切削板[8]，各刀翼[7]之间组成扇形水槽[10]，扇形水槽[10]底部加工有水眼[12]，均匀分布，向上与本体[4]和铣棒内的中心孔[5]相连通。

4、如权利要求1所述的一种水平井完井用高效钻磨铣一体工具，其特征在于：整个工具从平底磨鞋面[13]的各刀翼[7]至斜台肩间隔镗有排屑导流槽[11]，铣棒[6]的五部分磨铣面上加工有排屑导流槽[11]，角度45°。

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