CN208749334U - 一种井眼清洁工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种井眼清洁工具，包括从上至下依次连接的上端扶正器，清洁器及下端扶正器，所述清洁器包括清洁器主体、旋转组件及清洁套筒，所述旋转组件可转动地安装于所述清洁器主体内；所述清洁套筒安装于所述清洁器主体外，并通过磁力作用随旋转组件同步转动，所述清洁套筒的外表面设有清洁齿。本实用新型具有清岩效率高、结构紧凑、成本低等优点。

Description

一种井眼清洁工具

技术领域

本实用新型涉及井眼清洁领域，尤其涉及一种井眼清洁工具。

背景技术

目前，随着石油勘探开发的不断进行，大斜度井、水平井、侧钻水平井、大位移井越来越多。然而，随着井斜的不断增加，岩屑颗粒很容易由于重力原因沉降，并在下井壁形成沉积，形成岩屑床。在钻井过程中，遇阻划眼、卡钻现象时有发生，其使得钻井速度慢、成本高。为减小岩屑床的形成及清除已形成的岩屑床，现有技术中采用“高粘钻井液塞“、频繁“短程起下钻”及加入润滑剂等一系列措施。但现有的措施需在钻井施工尾声才可实施，其净化效果不明显，且砂卡和遇阻等现象还常有发生。因此，现有的井眼清洁工具无法彻底解决清岩效率低、钻井速度慢等问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种清岩效率高、结构紧凑、成本低的井眼清洁工具。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种井眼清洁工具，包括从上至下依次连接的上端扶正器，清洁器及下端扶正器，所述清洁器包括清洁器主体、旋转组件及清洁套筒，所述旋转组件可转动地安装于所述清洁器主体内；所述清洁套筒安装于所述清洁器主体外，并通过磁力作用随旋转组件同步转动，所述清洁套筒的外表面设有清洁齿。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述旋转组件包括旋转轴、螺旋形叶片及多个磁性相同的第一磁铁，所述螺旋形叶片位于所述旋转轴的外侧，并在钻井液流过时带动旋转轴转动；多个所述第一磁铁沿所述旋转轴的周向布置，并位于所述旋转轴与螺旋形叶片之间，且所述第一磁铁随旋转轴同步转动；所述清洁套筒与清洁器主体之间设有多个与第一磁铁磁性相反的第二磁铁，所述第二磁铁的数量与第一磁铁的数量相同，且一一对应设置。

所述清洁套筒的内侧壁上设有与第二磁铁数量相同的多个安装槽，多个所述安装槽沿清洁套筒的周向布置，且与所述第一磁铁一一对应；所述第二磁铁设于所述安装槽内。

所述第一磁铁及第二磁铁的数量为1～10个。

所述清洁齿包括沿清洁套筒周向布置的多个螺旋切削齿，相邻所述螺旋切削齿之间留有螺旋引流槽。

所述上端扶正器及下端扶正器的外表面沿周向设置多个螺旋棱，相邻所述螺旋棱之间留有螺旋流道。

所述螺旋棱为V形螺旋棱或直线形螺旋棱。

所述螺旋棱的数量为1～100条。

所述清洁器主体的内侧壁上设有限制旋转组件轴向移动的第一限位部，所述清洁器主体的外侧壁上设有限制清洁齿轴向移动的第二限位部。

所述第一限位部包括设于旋转组件两端的两个内侧凸台，第二限位部包括设于清洁齿两端的两个外侧凸台，所述内侧凸台及外侧凸台均与所述清洁器主体为一体成型或装配连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的清洁器设置在上端扶正器与下端扶正器之间，且清洁器包括清洁器主体、旋转组件及清洁套筒，旋转组件可转动地安装于清洁器主体内，清洁套筒安装于清洁器主体外，其结构简单紧凑、占用空间小。同时，清洁套筒通过磁力作用随旋转组件同步转动，清洁套筒的外表面设有清洁齿，即采用磁力作用在旋转组件旋转时带动清洁套筒同步高速旋转，此时位于清洁套筒上的清洁齿刮擦岩屑床，其清岩效率高，且保证了钻井液的携岩和清岩能力。

本实用新型的旋转组件进一步包括旋转轴、螺旋形叶片及多个磁性相同的第一磁铁，其中，采用螺旋形的叶片使得钻井液高速流过时可带动螺旋形叶片高速转动，从而为清洁齿的高速旋转清岩提供保障，且其无需额外的能量补充，通过钻井液本身的能量即可驱动清洁齿旋转，其能量利用率高，节能环保。同时，多个第一磁铁沿旋转轴的周向布置，并随旋转轴同步转动；清洁套筒与清洁器主体之间设有与第一磁铁数量相同的第二磁铁，第二磁铁与第一磁铁磁性相反，本实用新型采用异性磁铁相吸原理带动清洁齿刮擦岩屑床，清岩可靠性及效率高，且第一磁铁及第二磁铁的设置无需占用额外的空间，使得清洁器结构紧凑、占用空间小。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1是本实用新型井眼清洁工具的结构示意图。

图2是本实用新型清洁器的结构示意图。

图3是本实用新型清洁器的半剖视图。

图4是本实用新型清洁器主体的结构示意图。

图5是本实用新型旋转组件的俯视图。

图6是本实用新型清洁齿的结构示意图。

图中各标号表示：

1、上端扶正器；2、清洁器；21、清洁器主体；211、第一收缩段；22、旋转组件；221、旋转轴；222、螺旋形叶片；223、第一磁铁；224、旋转轴流道；23、清洁套筒；231、安装槽；24、清洁齿；241、螺旋切削齿；25、第二磁铁；26、螺旋引流槽；3、下端扶正器；4、螺旋棱；5、螺旋流道；6、第一限位部；61、内侧凸台；7、第二限位部；71、外侧凸台；8、上端母扣；9、下端公扣。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

如图1至图6示出了本实用新型井眼清洁工具的实施例，其用于石油、天然气和地质钻井中，尤其适用于钻水平井、大斜度井、大位移井、复杂结构井。井眼清洁工具包括从上至下依次连接的上端扶正器1，清洁器2及下端扶正器3，且在钻井作业过程中，上端扶正器1通过上端母扣8连接上游钻柱，下端扶正器3通过下端公扣9连接下端钻柱。

本实施例中，清洁器2包括清洁器主体21、旋转组件22及清洁套筒23。其中，旋转组件22可转动地安装于清洁器主体21内，具体为，设置在两级收缩的清洁器主体21的第一收缩段211内；清洁套筒23套装于清洁器主体21的外侧，清洁套筒23通过磁力作用随旋转组件22同步转动；清洁套筒23的外表面设有清洁齿24。其结构简单紧凑、占用空间小，同时，采用磁力作用在旋转组件22旋转时带动清洁套筒23同步高速旋转，此时位于清洁套筒23上的清洁齿24刮擦岩屑床，其清岩效率高，且保证了钻井液的携岩和清岩能力。

进一步的，旋转组件22包括旋转轴221、螺旋形叶片222及多个第一磁铁223。其中，螺旋形叶片222位于旋转轴221的外侧，以形成旋转轴流道224，高速钻井液流过旋转轴流道224时带动旋转轴221转动。采用螺旋形的叶片使得钻井液高速流过时可带动螺旋形叶片222高速转动，从而为清洁齿24的旋转高效清岩提供保障，同时，其无需额外的能量补充，通过钻井液本身的能量即可驱动清洁齿24旋转，其能量利用率高，节能环保。

同时，多个第一磁铁223的磁性相同，多个第一磁铁223沿旋转轴221的周向布置，并位于所述旋转轴221与螺旋形叶片222之间，在旋转轴221转动时，第一磁铁223随旋转轴221同步转动；清洁套筒23与清洁器主体21之间设有多个第二磁铁25，第二磁铁25的数量与第一磁铁223的数量相同，第二磁铁25与第一磁铁223一一对应设置，且两者磁性相反。本实用新型采用异性磁铁相吸原理带动清洁齿24刮擦岩屑床，其清岩可靠性高，且第一磁铁223及第二磁铁25的设置无需占用额外的空间，使得清洁器2整体结构紧凑、占用空间小。

如图2及图3所示，本实施例的清洁齿24包括多个螺旋切削齿241，多个螺旋切削齿241沿清洁套筒23的周向布置；相邻螺旋切削齿241之间留有螺旋引流槽26。高速旋转的清洁套筒23带动螺旋切削齿241松动岩屑床，岩屑经螺旋切削齿241带动进入螺旋引流槽26，并重新进入钻井液，其进一步保证了钻井液携岩和清岩的能力。本实施例中，螺旋切削齿241为条棱状螺旋切削齿241。

如图1所示，上端扶正器1及下端扶正器3的外表面沿周向设置多个螺旋棱4，相邻螺旋棱4之间留有螺旋流道5。由于上端扶正器1、清洁器2及下端扶正器3的环空有效面积迅速减小，加上螺旋流道5、螺旋引流槽26对钻井液的导向作用，钻井液流速迅速增大，钻井液由层流变作湍流或者紊流程度大大增加，其大大提高了钻井液携岩和清岩的能力。本实施例中，螺旋棱4的数量为1～100条，最佳为3-10条。

进一步的，上端扶正器1的螺旋棱4为V形螺旋棱，相应的螺旋流道5为V形螺旋流道；下端扶正器3的螺旋棱4为直线形螺旋棱，相应的螺旋流道5为直线形螺旋流道。其使得钻井液经过时，有效流通面积缩小、流速加大，且采用V形螺旋棱使得V形螺旋流道拐角处的方向急变，紊流作用加强，可在一定程度上提高清洁岩屑的效果。在其他实施例中，也可将上端扶正器1的螺旋棱4设置为直线形螺旋棱，下端扶正器3的螺旋棱4设置为V形螺旋棱，或上端扶正器1及下端扶正器3均设置为V形螺旋棱及直线形螺旋棱。

如图6所示，本实施例中，清洁套筒23的内侧壁上设有多个安装槽231。安装槽231的数量与第二磁铁25的数量相同，第二磁铁25设于安装槽231内；多个安装槽231沿清洁套筒23的周向布置，且多个安装槽231的周向设置位置需与第一磁铁223的位置一一对应。第二磁铁25在第一磁铁223的带动下驱动清洁套筒23转动，实现清洁齿24有效清岩；同时，安装槽231设置在清洁套筒23的内侧壁使得第二磁铁25无需占用额外的空间，且提高了第一磁铁223与第二磁铁25的磁性相吸的可靠性。本实施例中，第一磁铁223及第二磁铁25的数量为1～10个，最佳为3～5个。

如图2及图4所示，清洁器主体21的内侧壁上设有第一限位部6，清洁器主体21的外侧壁上设有第二限位部7。本实施例中，第一限位部6包括两个内侧凸台61，两个内侧凸台61分设于旋转组件22的两端，以限制旋转组件22的轴向移动；第二限位部7包括两个外侧凸台71，两个外侧凸台71分设于清洁齿24的两端，以限制清洁齿24的轴向移动。进一步的，内侧凸台61及外侧凸台71与清洁器主体21为一体成型或装配连接。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种井眼清洁工具，其特征在于，包括从上至下依次连接的上端扶正器，清洁器及下端扶正器，所述清洁器包括清洁器主体、旋转组件及清洁套筒，所述旋转组件可转动地安装于所述清洁器主体内；所述清洁套筒安装于所述清洁器主体外，并通过磁力作用随旋转组件同步转动，所述清洁套筒的外表面设有清洁齿。

2.根据权利要求1所述的井眼清洁工具，其特征在于，所述旋转组件包括旋转轴、螺旋形叶片及多个磁性相同的第一磁铁，所述螺旋形叶片位于所述旋转轴的外侧，并在钻井液流过时带动旋转轴转动；多个所述第一磁铁沿所述旋转轴的周向布置，并位于所述旋转轴与螺旋形叶片之间，且所述第一磁铁随旋转轴同步转动；所述清洁套筒与清洁器主体之间设有多个与第一磁铁磁性相反的第二磁铁，所述第二磁铁的数量与第一磁铁的数量相同，且一一对应设置。

3.根据权利要求2所述的井眼清洁工具，其特征在于，所述清洁套筒的内侧壁上设有与第二磁铁数量相同的多个安装槽，多个所述安装槽沿清洁套筒的周向布置，且与所述第一磁铁一一对应；所述第二磁铁设于所述安装槽内。

4.根据权利要求2所述的井眼清洁工具，其特征在于，所述第一磁铁及第二磁铁的数量为1～10个。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的井眼清洁工具，其特征在于，所述清洁齿包括沿清洁套筒周向布置的多个螺旋切削齿，相邻所述螺旋切削齿之间留有螺旋引流槽。

6.根据权利要求1至4中任意一项所述的井眼清洁工具，其特征在于，所述上端扶正器及下端扶正器的外表面沿周向设置多个螺旋棱，相邻所述螺旋棱之间留有螺旋流道。

7.根据权利要求6所述的井眼清洁工具，其特征在于，所述螺旋棱为V形螺旋棱或直线形螺旋棱。

8.根据权利要求7所述的井眼清洁工具，其特征在于，所述螺旋棱的数量为1～100条。

9.根据权利要求1至4中任意一项所述的井眼清洁工具，其特征在于，所述清洁器主体的内侧壁上设有限制旋转组件轴向移动的第一限位部，所述清洁器主体的外侧壁上设有限制清洁齿轴向移动的第二限位部。

10.根据权利要求9所述的井眼清洁工具，其特征在于，所述第一限位部包括设于旋转组件两端的两个内侧凸台，第二限位部包括设于清洁齿两端的两个外侧凸台，所述内侧凸台及外侧凸台均与所述清洁器主体为一体成型或装配连接。