CN204457637U - 液压变径磨铣刮管器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种液压变径磨铣刮管器，包括上接头、管柱状本体和下接头，所述本体外周面设置有若干个方孔，方孔上端垂直于轴线方向设置有转轴、转轴铰接刀片头部，刀片尾部为对应井筒内壁的刮削部；所述本体内部设置有1个活塞，活塞头部外径大于本体内径，本体内壁上设置有配合活塞头部安装、供其上下滑动的凹槽；活塞尾部呈箭头状、所有刀片的内侧面设置为对应的向内突起的台阶面；沿轴向中心、贯通活塞两端设置有一条孔隙状的液体通道。本实用新型结构简单、操作方便，能够有效地清理上小下大变径套管内壁污垢、水泥环残留等，确保下部大套管内壁干净，为后期完井投产施工提供了通畅的井筒和安全保障，具有较好的推广应用价值。

Description

液压变径磨铣刮管器

技术领域

本实用新型涉及油气领域的修井辅助工具，具体是一种在变径套管通井、刮管过程时、能够实现井壁残留水泥块磨铣和刮削一体化作业的液压变径磨铣刮管器。

背景技术

超深含硫气井在4000-5000m附近为膏岩层地层，其蠕动特征极易造成套管挤压变形。在井下作业过程中，对变形段套管以下油气层井段进行磨铣、刮削时，由于整个井筒呈现上小下大的状态，常规井筒处理工具的下入受限，造成变形段以下套管壁上的残留水泥环无法得到有效清除，致使完井工具无法顺利下入及后续作业安全得不到有效保障，油气井无法正常投产。这种现象在老井挖潜、勘探转开发的气井中尤为突出，特别是在元坝、普光气田部分气井已多次发生类似情况。现有的方法是通过优选小尺寸的完井工具、调整工具的下深来实现目的。

如图1所示，是现有技术中常用的普通刮管器，包括依次连接的上接头1、本体5和下接头8，本体5的外周面上、沿长度方向设置有若干个刀板3，刀板3对应管壁的外表面具有若干个凸起、用于磨铣和刮削。该刀板3在本体5的外周面上对应设置有的安装槽，刀板3的上、下两端通过刀板座6和内六角螺钉4安装限位、使得刀板3卡装在安装槽内。刀板3的内侧面相对安装槽的底面之间连接设置有若干个旋转弹簧2，使得刀板3的外表面突出本体5的周面设置，从而使其能够对井筒管壁进行磨铣和刮削。但是，现有技术的刮管器具有以下的缺点和不足：

①由于刀板3采用淬火加工工艺、整体成型，使用一段时间后、刀板3的外表面磨损后，其对井壁的刮削不充分。

②由于刮管器上刀板3的初始位置是靠旋转弹簧2顶出本体5外周面，该旋转弹簧2给予刀板3的力是不可控的；因此当刮管器下入井筒后，遇到套管变形，如果套管内径变大，则套管壁无法接触刀板3，旋转弹簧2无法被压缩，不能起到刮削目的；如果套管内径变小，刀板3会顶在套管变径处，致使工具无法下入。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种液压变径磨铣刮管器，在变径套管通井、刮管过程时、能够实现井壁残留水泥块磨铣和刮削一体化作业，确保套管内壁干净。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种液压变径磨铣刮管器，包括内部贯通、依次连接的上接头、管柱状本体和下接头，所述本体外周面上沿长度方向设置有若干个配合刀片安装的方孔，方孔上端垂直于轴线方向设置有转轴、转轴铰接刀片头部，刀片尾部为对应井筒内壁的刮削部；所述本体内部设置有1个活塞，该活塞中段外径小于头部和尾部的外径，其中：活塞头部外径大于本体内径，本体内壁上设置有配合活塞头部安装、供其上下滑动的凹槽；活塞尾部呈箭头状、所有刀片的内侧面设置为对应的向内突起的台阶面；沿轴向中心、贯通活塞两端设置有一条孔隙状的液体通道。

所述方孔上方的本体内壁上设置有限位台阶、活塞上设置有对应的限位端面，活塞中段上套装有两端分别对应该限位台阶和限位端面的弹簧。

所述刀片尾部内侧向下延伸出一段距离、对应的方孔前端设置有限位挡块。

所述限位挡块与本体可拆卸连接。

所述液体通道在活塞上端面的入口设置为沉孔状。

所述刀片表面铺焊硬质合金。

所述刀片通过转轴与本体可拆卸连接。

本实用新型所产生的有益效果是：

本实用新型液压变径磨铣刮管器，与现有技术相比，主要有以下优点：

①本实用新型的刀片受力靠液压控制，处于可控状态：当液压变径磨铣刮管器下入井筒后，刀片初始为收缩状态、外径与本体外径一致；只有在需要刮管时，通过向液压变径磨铣刮管器内泵入液体，活塞头部上端面在液压的作用下、向下运动，使得活塞尾部将刀片撑开，此时还可以通过不同液压力来控制刀片伸开的尺寸范围。如此设计，能够有针对性对某一个井段的井壁进行刮削，能够对上小下大的套管进行充分刮削。

②本实用新型的刀片采用在金属表面铺焊镶嵌硬质合金的复合刀片，增加了刀片与井壁接触面，刮削井壁更为充分；且硬质合金磨损后能进行修复，节约成本。另外，刀片与本体是可拆卸连接，当刀片受损严重时，可及时更换并对其进行修复，不会增加作业周期，并进一步的节约成本，不会造成浪费。

③本实用新型结构简单、操作方便，能够有效地清理上小下大变径套管内壁污垢、水泥环残留等，确保下部大套管内壁干净，为后期完井投产施工提供了通畅的井筒和安全保障，具有较好的推广应用价值。

附图说明

图1是现有技术刮管器的结构示意图；

图2是本实用新型液压变径磨铣刮管器的结构示意图；

图中标号所示：1-上接头、2-旋转弹簧、3-刀板、4-内六角螺钉、5-本体、6-刀板座、7-固定块、8-下接头、9-液体入口、10-活塞、11-弹簧、12-限位台阶、13-转轴、14-刀片、15-挡块。

具体实施方式

如图2所示，本发明是一种液压变径磨铣刮管器，包括内部贯通、依次连接的上接头1、本体5和下接头8。具体的：

在本体5外周面上沿长度方向设置有若干个配合刀片14安装的方孔，方孔上端垂直于轴线方向设置有转轴13，转轴13铰接刀片14的头部、即使得刀片14可绕转轴13转动；刀片14尾部为对应井筒内壁的刮削部。刀片14通过转轴13与本体5可拆卸连接。本具体实施方式中，本体5方孔上端两侧、垂直于轴线方向设置有供转轴13插入的的安装孔，转轴13可以是一根销轴或者螺柱等结构，将刀片14安装在转轴13上后、再将转轴13两端设置对应的可拆卸连接的固定装置。刀片14表面铺焊硬质合金，可以在刀片14的表面整体铺焊硬质合金，也可以为节省成本、只在刀片14的尾部和外侧面铺焊硬质合金。

本体5内部设置有1个活塞10，该活塞10中段的外径小于其头部和尾部的外径，其中：活塞10头部的外径大于本体5的内径，本体5内壁上设置有配合活塞10头部安装、供其上下滑动的凹槽。当活塞10头部上端面受液压作用时、活塞10向下运动，本体5内壁上的凹槽是活塞10头部的滑动限位装置。本具体实施方式中，为加强液压的效果，在活塞10头部周面上设置有密封环、防止液体从活塞10头部周面泄露。

活塞10尾部呈箭头状，所有刀片14的内侧面设置为对应的向内突起的台阶面、与箭头状活塞10尾部配合接触。当活塞10向下运动时，活塞10箭头状的尾部与刀片14内侧台阶面接触，使其从本体5内部向外向上撑起。且当刀片14是多个时，所有刀片14的撑出是同步进行的。刀片14完全撑开时，所有刀片14尾部对应的最大外径设计小于小套管井筒内径6～8mm，使得液压变径磨铣刮管器可以顺利通过套管井筒上部小尺寸，工作时张开达到设计要求最大值。

沿轴向中心、贯通活塞10两端设置有一条孔隙状的液体通道。该液体通道的通径较本体5的内径而言十分小，在液体泵入的初期、其向下返出的液体量不会影响活塞10的受液压运动。在活塞10的受液压向下运动的同时和活塞10运动到位后，液体通道一直向下返出液体，使得液压变径磨铣刮管器内外压力平衡、安全可靠。本具体实施方式中，液体通道在活塞上端面的入口设置为沉孔状、构成一个液体入口9，是为了液体进入液体通道的压力。

方孔上方的本体5内壁上设置有限位台阶12、活塞10上设置有对应的限位端面，活塞10的中段上套装有两端分别对应该限位台阶12和限位端面的弹簧11。本具体实施方式中，活塞10上的限位端面可以是活塞10头部的下端面，也可以是在活塞10中段设置与限位台阶12对应的凸台。或者如图2所示，将活塞10的中段设计为3段，具体的：第1段外径与本体5内壁相当的柱状、第二段为外径逐渐减小的圆锥状、第三段为外径最小的柱状，则弹簧11套装在活塞10中段上、两端分别对应活塞10中段的圆锥部和本体5内壁上的限位台阶12。

刀片14尾部内侧向下延伸出一段距离、对应的方孔前端设置有限位挡块15，挡块15起到限制刀片14在异常情况下无限撑开的目的。限位挡块15与本体5可拆卸连接，本具体实施方式中，挡块15通过螺钉固定在本体5方孔底部的安装槽内。

本实用新型的具体使用方法包括刀片14打开工作和刀片14回收这两个过程，下面分别对其进行详细说明，但不限于此。

刀片14打开工作的过程表现为：

向本体5内泵入液体，液体对活塞10头部的上端面产生压力、作用使其向下运动，同时，液体从液体入口9进入活塞10内部的液体通道、经液压变径磨铣刮管器下接头返出环空。

当活塞10的尾部接触到刀片14内侧的台阶面后、使得刀片14的头部绕转轴13向外转动、尾部对应井筒内壁逐渐撑开；当弹簧11压缩到最短距离时，刀片14撑开至最大外径、与套管井筒内壁逐渐接触，并随管柱旋转而转动，液压变径磨铣刮管器开始工作，从而利用刀片14上镶嵌的硬质合金磨铣、刮削掉管壁残留的水泥环残留物实现清洁井筒目的。

刀片14回收的过程为：

停止泵入液体，弹簧11逐渐恢复、使得活塞10在其弹力作用下上移，在重力作用下，刀片14的头部绕转轴13向内转动、尾部逐渐收回，使得刀片14撑出部分的外径逐渐变小，直至小于套管井筒最小内径、活塞10和刀片14回位，从而保证液压变径磨铣刮管器及其管柱上提出井。

Claims (7)

1. 一种液压变径磨铣刮管器，包括内部贯通、依次连接的上接头、管柱状本体和下接头，其特征在于：所述本体外周面上沿长度方向设置有若干个配合刀片安装的方孔，方孔上端垂直于轴线方向设置有转轴、转轴铰接刀片头部，刀片尾部为对应井筒内壁的刮削部；所述本体内部设置有1个活塞，该活塞中段外径小于头部和尾部的外径，其中：活塞头部外径大于本体内径，本体内壁上设置有配合活塞头部安装、供其上下滑动的凹槽；活塞尾部呈箭头状、所有刀片的内侧面设置为对应的向内突起的台阶面；沿轴向中心、贯通活塞两端设置有一条孔隙状的液体通道。

2.根据权利要求1所述液压变径磨铣刮管器，其特征在于：所述方孔上方的本体内壁上设置有限位台阶、活塞上设置有对应的限位端面，活塞中段上套装有两端分别对应该限位台阶和限位端面的弹簧。

3.根据权利要求1所述液压变径磨铣刮管器，其特征在于：所述刀片尾部内侧向下延伸出一段距离、对应的方孔前端设置有限位挡块。

4.根据权利要求3所述液压变径磨铣刮管器，其特征在于：所述限位挡块与本体可拆卸连接。

5.根据权利要求1所述液压变径磨铣刮管器，其特征在于：所述液体通道在活塞上端面的入口设置为沉孔状。

6.根据权利要求1所述液压变径磨铣刮管器，其特征在于：所述刀片表面铺焊硬质合金。

7.根据权利要求1所述液压变径磨铣刮管器，其特征在于：所述刀片通过转轴与本体可拆卸连接。