CN208534458U - 钻井用钻通刮一体化工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种钻井用钻通刮一体化工具，涉及钻井工具技术领域，为解决现有专用作业工具功能单一，在固井和通井阶段，需要单独下入专用作业工具，导致操作繁琐、耗时耗力的技术问题。涉及一种钻井用钻通刮一体化工具，包括：芯轴和旋转套总成；旋转套总成包括刮管套件和扶正套，刮管套件和扶正套沿芯轴的轴向依次设置；刮管套件包括牙块套和牙块，扶正套的最大外径大于牙块套的最大外径，且小于牙块伸出状态时其最外侧面所在圆周的直径。该钻井用钻通刮一体化工具能够同时实现通井、刮管和钻井作业，实用性较强。

Description

钻井用钻通刮一体化工具

技术领域

本实用新型涉及钻井工具技术领域，尤其是涉及一种钻井用钻通刮一体化工具。

背景技术

目前，在石油、天然气以及煤气等的钻井过程中，当一井段钻完后，需要下套管固井，固井完成后需要清理套管内壁的水泥块，紧接着再进行下一井段的钻井作业。

上述作业过程的具体操作步骤为：需要先下入套管刮削器，进行刮削作业，把套管内壁的水泥块清理干净，紧接着再起钻，卸下套管刮削器，接上钻井钻头，下钻至井底，继续钻井。

在上述钻井过程中，由于井壁不稳定或狗腿等原因，可能造成钻井工具下入困难或无法下入，此时最常规的办法是起钻后安装通径规通井后再继续钻进。

在以上两种情况中，不论是固井后的钻井作业，还是通井后的钻井作业，都必须先单独下入套管刮削器或通径规等专用作业工具，然后起钻卸去专用作业工具，再安装钻头下井钻进。然而，多次起下钻不仅会带来一定的钻井风险，而且耗费大量的人力物力和时间成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种钻井用钻通刮一体化工具，为解决现有专用作业工具功能单一，在固井和通井阶段，需要单独下入专用作业工具，导致操作繁琐、耗时耗力的技术问题。

本实用新型提供的钻井用钻通刮一体化工具，包括：芯轴和套设在所述芯轴上的旋转套总成。

所述旋转套总成包括用于刮管的刮管套件和用于通井的扶正套，所述刮管套件和所述扶正套沿所述芯轴的轴向依次设置。

所述刮管套件包括牙块套和能够伸出或缩回所述牙块套的牙块，所述扶正套的最大外径大于所述牙块套的最大外径，且小于所述牙块伸出状态时其最外侧面所在圆周的直径。

进一步地，所述牙块套上设有用于卡接所述牙块的侧孔，所述牙块位于所述侧孔的一侧设有弹性组件。

进一步地，所述弹性组件包括支撑座和弹簧。

所述弹簧位于所述支撑座和所述牙块之间的所述侧孔内，所述支撑座远离所述牙块的端部与所述芯轴抵接。

进一步地，所述刮管套件包括多组，多组所述刮管套件沿所述芯轴的轴向依次设置。

在多组所述刮管套件中，至少有一个所述刮管套件中的所述牙块与其他一个或多个所述刮管套件中的所述牙块错位设置。

进一步地，在同一所述刮管套件中，所述牙块包括多个，且多个所述牙块沿所述芯轴的周向间隔设置。

进一步地，所述扶正套包括两组，多组所述刮管套件卡接于两组所述扶正套之间。

进一步地，所述芯轴和所述扶正套之间的环腔内设有耐磨套。

进一步地，在多组所述刮管套件中，至少两组所述刮管套件之间设有间隔环，所述间隔环的内端面与所述芯轴抵接。

所述间隔环采用耐磨材质。

进一步地，所述刮管套件和所述扶正套固定连接，且两者能够相对所述芯轴转动。

进一步地，还包括：钻杆主体、下接头和钻头。

所述芯轴的上端部与所述钻杆主体连接，所述芯轴的下端部与所述下接头连接，所述下接头与所述钻头连接。

本实用新型提供的钻井用钻通刮一体化工具的有益效果：

需要说明的是，根据实际施工工况的要求，可考虑将扶正套设在刮管套件的下方(此种情况下，扶正套设置为一个)，且扶正套的尺寸与施工井的尺寸相匹配。

在该钻井用钻通刮一体化工具中，刮管套件和扶正套均套设在芯轴上，且两者沿芯轴的轴向依次设置；使用时，随着该工具的不断下入，位于芯轴下端的扶正套将起到通井的作用，与此同时，刮管套件将起到刮管的作用。

再者，由于扶正套的最大外径大于牙块套的最大外径，因而不会因为牙块套的尺寸过大，而卡在施工井中，也不会误判为扶正套通井不顺利。加上，牙块能够伸出或缩回牙块套，且扶正套的最大外径小于牙块伸出状态时其最外侧面所在圆周的直径，因而在保证该工具能够在井下顺利进行的基础上，还能够使牙块与套管内壁接触，从而对套管的内壁进行清理(如：清理套管内壁上的水泥块)。

由以上可知，该钻井用钻通刮一体化工具能够同时实现通井作业和刮管作业，从而简化了施工步骤，节约了时间和成本，减轻了操作者的劳动强度。

此外，该钻井用钻通刮一体化工具的应用范围较广，其可广泛用于石油、天然气及煤气等的钻井过程中。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的钻井用钻通刮一体化工具的连接关系示意图，其中示出了下接头；

图2为图1的纵向剖视图；

图3为图2所示A处的放大结构示意图；

图4为图1所示牙块套的结构示意图；

图5为图4所示牙块套的另一视角局部剖视图；

图6为图1所示牙块的结构示意图；

图7为图6所示牙块的纵向剖视图；

图8为图3所示支撑座的结构示意图；

图9为图8所示支撑座的侧视图；

图10为图1所示扶正套的结构示意图；

图11为图10所示扶正套的侧视图；

图12为图1所示间隔环的结构示意图；

图13为图12所示间隔环的侧视图。

图标：100-芯轴；200-刮管套件；300-扶正套；400-间隔环；500-耐磨套；600-下接头；

210-牙块套；220-牙块；230-支撑座；240-弹簧。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的机构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实用新型的限制。此外，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。

实施例

如图1至图3所示，本实施例提供了一种钻井用钻通刮一体化工具，包括：芯轴100和套设在芯轴100上的旋转套总成；旋转套总成包括用于刮管的刮管套件200和用于通井的扶正套300，刮管套件200和扶正套300沿芯轴100的轴向依次设置；刮管套件200包括牙块套210和能够伸出或缩回牙块套210的牙块220，扶正套300的最大外径大于牙块套210的最大外径，且小于牙块220伸出状态时其最外侧面所在圆周的直径。

根据实际施工工况的要求，当设置一个扶正套300时，可将扶正套300设置在刮管套件200的下方，以保证该工具在下入井中的过程中，在同一井深处，先进行通井作业，后进行刮管作业，但是就整体而言，通井作业和刮管作业是同时进行的。

需要说明的是，为了完成通井作业，该扶正套300的尺寸需要与常规通径规的尺寸保持一致，也即：扶正套300的尺寸与施工井的尺寸相匹配。

在该钻井用钻通刮一体化工具中，刮管套件200和扶正套300均套设在芯轴100上，且两者沿芯轴100的轴向依次设置；使用时，随着该工具的不断下入，位于芯轴100下端的扶正套300将起到通井的作用，与此同时，刮管套件200将起到刮管的作用。

再者，由于扶正套300的最大外径大于牙块套210的最大外径，因而不会因为牙块套210的尺寸过大，而卡在施工井中，也不会误判为扶正套300通井不顺利。加上，牙块220能够伸出或缩回牙块套210，且扶正套300的最大外径小于牙块220伸出状态时其最外侧面所在圆周的直径，因而在保证该工具能够在井下顺利进行的基础上，还能够使牙块220与套管内壁接触，从而对套管的内壁进行清理(如：清理套管内壁上的水泥块)。

由以上可知，该钻井用钻通刮一体化工具能够同时实现通井作业和刮管作业，从而简化了施工步骤，节约了时间和成本，减轻了操作者的劳动强度。

该实施例中，钻井用钻通刮一体化工具的应用范围较广，其可广泛用于石油、天然气及煤气等的钻井过程中。

需要说明的是，由于整个旋转套总成的外径比钻杆、钻铤尺寸大，但与常规通径规尺寸相当，因而可以作通径使用。

该实施例中，请参照图1，刮管套件200包括多组，多组刮管套件200沿芯轴100的轴向依次设置；在多组刮管套件200中，至少有一个刮管套件200中的牙块220与其他一个或多个刮管套件200中的牙块220错位设置。

首先，设置多组刮管套件200能够提高刮管效率，以保证该工具在下入的过程中，就能够达到清理套管内壁的作用。其次，上述的错位设置能够增加牙块220与套管内壁之间的接触面积，提高刮管效果。

在同一刮管套件200中，牙块220包括多个，且多个牙块220沿芯轴100的周向间隔设置(如图1)。

该实施例中，在同一刮管套件200中，牙块220包括四个。

如图1或图2所示，该刮管套件200设置为三组，且每组刮管套件200中的牙块220与其他组中刮管套件200中的牙块220均错位设置。将三组刮管套件200中的多个牙块220均错位设置，能够进一步增加牙块220与套管内壁之间的接触面积，从而进一步提高刮管效果。

在上述实施例的基础上，刮管套件200的结构形式可以有多种，不限于为以下具体结构形式。

该实施例中，如图4所示，牙块套210上设有用于卡接牙块220的侧孔A1，牙块220位于侧孔A1的一侧设有弹性组件。

其中，参照图3和图4，弹性组件包括支撑座230和弹簧240；弹簧240位于支撑座230和牙块220之间的侧孔A1内，支撑座230远离牙块220的端部与芯轴100抵接。

具体地，如图4至图9所示，牙块套210的侧壁设置有四个侧孔A1，牙块220安装在牙块套210的侧孔A1内，且能沿侧孔A1移动，从而能伸出或缩回牙块套210；牙块220的中间设置有座孔D2，两端设置有耳板A3，支撑座230小端外圆D1安装在牙块220的座孔D2内，大端端面设置成弧形凹面，弧形面C紧贴芯轴100的外圆面；支撑座230小端外圆上安装弹簧240，在弹簧240的作用下，牙块220为伸出状态，其耳板A3与牙块套210的侧孔端部A2贴合，此时牙块220无法继续向外伸出；在外力作用下，牙块220能克服弹簧240的弹力，缩回至牙块220的侧孔A1内。

如图9所示，支撑座230与芯轴100抵接的端面为与芯轴100轴面相适配的弧形凹面。

如图1或图2所示，扶正套300包括两组，多组刮管套件200卡接于两组扶正套300之间。

该实施例中，将两组扶正套300间隔设置，可以满足该工具起通井作用时的长度要求。

其中，扶正套300的具体结构参照图10和图11。

请继续参照图1或图2，三组刮管套件200卡接于两组扶正套300之间。

请继续参照图1或图2，在多组刮管套件200中，至少两组刮管套件200之间设有间隔环400，间隔环400的内端面与芯轴100抵接；间隔环400采用耐磨材质。

其中，间隔环400的具体结构参照图12和图13。

如图3所示，芯轴100和扶正套300之间的环腔内设有耐磨套500。

其中，上述的间隔环400、耐磨套500均采用锡青铜材料。

由于锡青铜材料具有耐磨性好、不生锈、硬度不高等特点，在旋转过程中，不易损伤芯轴100的外圆配合面，从而使旋转套总成转动更加灵活、寿命更长。

该实施例中，芯轴100与旋转套总成配合的外圆表面喷涂硬质合金材料，基体采用钻井高强度合金钢，这样的处理工艺，能够使芯轴100在保证足够的抗拉、抗扭强度的同时，配合表面更耐磨、耐腐蚀，进一步提高了其转动性能，增加了使用寿命。

其中，支撑座230也可采用锡青铜材料。

在上述实施例的基础上，刮管套件200和扶正套300固定连接，且两者能够相对芯轴100转动。该旋转套总成与芯轴100可以相对转动，不会对裸眼井壁和转动扭矩造成影响。

其中，耐磨套500的内侧面直接与芯轴100的轴面接触，耐磨套500与扶正套300周向固定，与芯轴100能相对转动；同时，牙块套210、扶正套300、间隔环400均彼此周向固定，使整个旋转套总成与芯轴100相对转动。

具体地，如图4、图10和图13所示，扶正套300和和间隔环400两端面均设置有凸块B2，耐磨套500与牙块套210端面均设置有凹槽B1，装配时凸块B2和凹槽B1两两啮合，使整个旋转套总成的周向固定，并与芯轴100能够实现相对转动。

其中，耐磨套500与间隔环400与芯轴100的外圆直接接触。

该钻井用钻通刮一体化工具还包括：钻杆主体、下接头600、钻头和如上述实施例一中的；芯轴100的上端部与钻杆主体连接，芯轴100的下端部与下接头600连接，下接头600与钻头连接。

由于芯轴100连接下接头600，下接头600连接钻头，在钻杆主体的带动下，该连接总成还能实现钻井操作。综合以上可知，在下井过程中，可进行通井和刮管作业，刮管作业完成后无需起钻，从而进行三种作业时减少了起下钻时间，节约了钻井成本。

其中，下接头600与芯轴100为螺纹连接。

如图2所示，芯轴100外圆中部设置有一台阶，台阶处用于套设旋转套总成，芯轴100的下端部通过螺纹连接下接头600，旋转套总成位于台阶处与下接头600之间的芯轴100上。其中，芯轴100设有台阶的部分小于其上端部的轴径。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种钻井用钻通刮一体化工具，其特征在于，包括：芯轴(100)和套设在所述芯轴(100)上的旋转套总成；

所述旋转套总成包括用于刮管的刮管套件(200)和用于通井的扶正套(300)，所述刮管套件(200)和所述扶正套(300)沿所述芯轴(100)的轴向依次设置；

所述刮管套件(200)包括牙块套(210)和能够伸出或缩回所述牙块套(210)的牙块(220)，所述扶正套(300)的最大外径大于所述牙块套(210)的最大外径，且小于所述牙块(220)伸出状态时其最外侧面所在圆周的直径。

2.根据权利要求1所述的钻井用钻通刮一体化工具，其特征在于，所述牙块套(210)上设有用于卡接所述牙块(220)的侧孔，所述牙块(220)位于所述侧孔的一侧设有弹性组件。

3.根据权利要求2所述的钻井用钻通刮一体化工具，其特征在于，所述弹性组件包括支撑座(230)和弹簧(240)；

所述弹簧(240)位于所述支撑座(230)和所述牙块(220)之间的所述侧孔内，所述支撑座(230)远离所述牙块(220)的端部与所述芯轴(100)抵接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的钻井用钻通刮一体化工具，其特征在于，所述刮管套件(200)包括多组，多组所述刮管套件(200)沿所述芯轴(100)的轴向依次设置；

在多组所述刮管套件(200)中，至少有一个所述刮管套件(200)中的所述牙块(220)与其他一个或多个所述刮管套件(200)中的所述牙块(220)错位设置。

5.根据权利要求4所述的钻井用钻通刮一体化工具，其特征在于，在同一所述刮管套件(200)中，所述牙块(220)包括多个，且多个所述牙块(220)沿所述芯轴(100)的周向间隔设置。

6.根据权利要求4所述的钻井用钻通刮一体化工具，其特征在于，所述扶正套(300)包括两组，多组所述刮管套件(200)卡接于两组所述扶正套(300)之间。

7.根据权利要求1所述的钻井用钻通刮一体化工具，其特征在于，所述芯轴(100)和所述扶正套(300)之间的环腔内设有耐磨套(500)。

8.根据权利要求4所述的钻井用钻通刮一体化工具，其特征在于，在多组所述刮管套件(200)中，至少两组所述刮管套件(200)之间设有间隔环(400)，所述间隔环(400)的内端面与所述芯轴(100)抵接；

所述间隔环(400)采用耐磨材质。

9.根据权利要求1所述的钻井用钻通刮一体化工具，其特征在于，所述刮管套件(200)和所述扶正套(300)固定连接，且两者能够相对所述芯轴(100)转动。

10.根据权利要求1所述的钻井用钻通刮一体化工具，其特征在于，还包括：钻杆主体、下接头(600)和钻头；

所述芯轴(100)的上端部与所述钻杆主体连接，所述芯轴(100)的下端部与所述下接头(600)连接，所述下接头(600)与所述钻头连接。