CN211038584U - 一种钻井用井下液动井眼修复清洁工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钻井用井下液动井眼修复清洁工具，包括液压控制装置，动力输送装置，和修壁清洗装置，钻井液的水动力通过顶部旁通阀，后由螺杆动力接头内液压马达将钻井液的水动力转换为工具内部的旋转运动，并由万向轴、传动轴、传递至修壁器接头内的轴向齿轮，轴向齿轮与修壁器内传动齿轮啮合并带动其转动，传动齿轮与修壁器接头外部的上修壁块、下修壁块传动锯齿啮合，带动上修壁块、下修壁块绕接头本体做圆周转动。

Description

一种钻井用井下液动井眼修复清洁工具

技术领域

本实用新型属于石油、天然气和地质钻探过程中的井下工具，具体涉及一种钻井用井下液动井眼修复清洁工具。

背景技术

在石油、天然气和地质钻探过程中，所钻井眼的畅通与否关系到钻井施工的顺利、井下的安全以及生产的时效。因地层缩径、钻井液性能不匹配、钻屑堆积、井壁失稳等，造成井眼不畅通，导致的起下钻遇阻、遇卡时有发生，严重时甚至导致卡钻具、埋钻具、井眼报废、井漏、井塌、井喷等重大事故，严重影响钻井施工的顺利进行，同时大大降低了生产时效，影响钻井质量，同时带来重大经济损失。

目前，钻井行业常用的修复井眼处理措施有：短程起下钻、提高钻井泵排量、调整钻井液性能、钻具中加装钻具稳定器等措施，但现有的井下工具和技术措施存在诸多弊端，都增加了钻井生产周期、投入成本等，井眼不畅通导致的井下故障仍时有发生。现有的钻具稳定器以及中国专利文献公开号为：CN200920079145.X，专利名称为：《井眼修复器》，采用了直条修复棱，或螺旋修复棱和螺旋导流槽的方式，采用水力清洗与机械破岩相结合，修复井眼，保持井眼清洁。但是此类井眼修复器本身不带动力，只能依靠钻具本身的旋转达到修复井眼目的，例如定向井施工中，滑动钻进时钻具不转动，便立即失去作用，而且会增加钻具旋转扭矩、钻具活动摩阻的增加，还会制约钻压在钻头上的有效传递造成拖压，因而安全性不能保证，影响井下施工安全，制约了钻进速度的提高，延长了钻井周期，增加了钻井成本，常规一体式随钻清洁工具由于不活动，其修壁刀翼成为钻具中的一个支撑点，增加了钻具活动的磨阻，产生钻具托压现象，现场虽然得到了推广应用，但是未根本上解决井眼修复的问题。

发明内容

本实用新型目的，本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种采用液动设计，在滑动钻进期间也可进行井壁修复的钻井用井下液动井眼修复清洁工具。

本实用新型是通过以下技术手段来实现的：一种钻井用井下液动井眼修复清洁工具，包括液压控制装置，动力输送装置，和修壁清洗装置，从上到下依次为旁通阀接头、螺杆动力接头、传动轴接头、修壁器接头，旁通阀接头内设置有旁通阀，螺杆动力接头内设置有液压马达和万向轴连接器，万向轴接头和传动轴接头内方分别设置有万向轴和传动轴，钻井液的水动力通过顶部旁通阀，后由螺杆动力接头内液压马达将钻井液的水动力转换为工具内部的旋转运动，并由万向轴、传动轴、传递至修壁器接头内的轴向齿轮，轴向齿轮与修壁器内传动齿轮啮合并带动其转动，传动齿轮与修壁器接头外部的上修壁块、下修壁块传动锯齿啮合，带动上修壁块、下修壁块绕接头本体做圆周转动；上修壁块、下修壁块外部设有多个螺旋刀翼，刀翼上镶嵌金刚石复合片和聚晶片。通过刀翼的旋转，带动金刚石复合片与聚晶片，破坏井壁岩屑床或对不规则井眼进行修复。

优选技术方案所述传动齿轮为三个传动齿轮呈120度，与工具轴向垂直的平面均匀布置，使三个传动齿轮能能够均匀受力，为修壁块提供均匀的转动扭矩。

优选技术方案传动齿轮内侧与轴向齿轮相啮合，外侧与上修壁块、下修壁块传动锯齿啮合，达到传动、传递扭矩与动力的目的，该方案结构简单，可靠性高。

优选技术方案上修壁块、下修壁块与本体间布置润滑轴承，并通过密封轴承密封，并在空腔内注满润滑油。上修壁块与下修壁块间布置密封轴承组，能够有效密封来自井眼环空的钻井液压力，保持修壁块运行传动部位清洁，提高运行可靠度。

优选技术方案上修壁块、下修壁块在运行时成反向圆周运动，兼具改变钻井液循环环空流态的作用，通过钻井液的反向冲洗，能有效避免岩屑堆积于修壁块刀翼内的凹槽内，具有自清洁的效果。

优选技术方案万向轴与马达、传动轴相连接的万向轴连接器上布置有循环液流孔，为钻井液在该部位的循环通道。

优选技术方案传动齿轮下部与辅助齿轮相啮合，辅助齿轮通过轴承座在辅助齿轮座上，辅助齿轮座上布置有出液孔，为钻井液流出钻井用井下液动井眼修复清洁工具的通道。

本实用新型有益效果：第一、常规的一体式随钻清洁工具本身不具有动力，仅随钻具转动而转动，为被动转动，而在定向井滑动钻进施工中，钻具不转动，常规一体式随钻清洁工具无法其到清洁井眼作用，本实用新型通过螺杆动力接头，将钻井液压力能转换工具旋转动能，从而带动修壁块旋转，工具为主动转动，撇弃了常规一体式随钻清洁工具在滑动钻进期间无法转动的弊端；二是可以在定向井滑动钻进期间，常规一体式随钻清洁工具由于不活动，其修壁刀翼成为钻具中的一个支撑点，增加了钻具活动的磨阻，产生钻具托压现象，不利于滑动钻进的进行，本实用新型工具的修壁块部分为转动状态，减少了钻具在修壁块位置的磨阻，不产生托压现象，可提高滑动钻进效率。

附图说明

图1本新型结构示意图；图2为图1中A部分结构示意图。

其中旁通阀接头1，螺杆动力接头2，万向轴接头3，传动轴接头 4，修壁器接头5，上修壁块6，下修壁块7，修壁器刀翼8，金刚石复合片、聚晶片9，旁通阀10，马达11，万向轴连接器12，万向轴13，液流孔14，传动轴15，液流孔16，轴向齿轮17，传动齿轮18，辅助齿轮19，辅助齿轮座20，出液孔21，修壁块传动齿22，润滑轴承23，密封轴承24，密封轴承组25。

具体实施方式

结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定，如图1图2所示一种钻井用井下液动井眼修复清洁工具，包括液压控制装置，动力输送装置，和修壁清洗装置，从上到下依次为旁通阀接头(1)、螺杆动力接头(2)、万向轴接头(3)、传动轴接头(4)，修壁器接头(5)，旁通阀接头(1)内设置有旁通阀(10)，螺杆动力接头(2)内设置有液压马达(11)和万向轴连接器(12)，万向轴接头(3)和传动轴接头(4)内方分别设置有万向轴(13)和传动轴(15)，钻井液的水动力通过顶部旁通阀(10)后由螺杆动力接头(2)液压马达(11)将钻井液的水动力转换为工具内部的旋转运动，并由万向轴 (13)、传动轴(15)传递至修壁器接头内的轴向齿轮(17)，轴向齿轮(17)与三个呈120度传动齿轮(18)啮合并带动其转动，传动齿轮(18)与修壁器接头(5)外部的上修壁块(6)、下修壁块(7)传动锯齿(22)啮合，带动上修壁块(6)、下修壁块(7)绕与修壁器接头(5)本体做圆周转动；上修壁块(6)、下修壁块(7)外部设有多个螺旋刀翼(8)，刀翼上镶嵌金刚石复合片和聚晶片(9)。通过刀翼 (8)的旋转，带动金刚石复合片与聚晶片(9)破坏井壁岩屑床与不规则井眼；传动齿轮(18)内侧与轴向齿轮(17)相啮合，外侧与上修壁块(6)、下修壁块(7)传动锯齿(22)啮合，达到传动、传递扭矩与动力的目的。上修壁块(6)、下修壁块(7)与本体间布置润滑轴承(23)，并通过密封轴承(24)密封，并在空腔内注满润滑油。上修壁块(6)与下修壁块(7)间布置密封轴承组(25)。万向轴(13)与液压马达(11)、传动轴(15)相连接的万向轴连接器(12)上布置有循环液流孔(16)和液流孔(14)，为钻井液在该部位的循环通道；传动齿轮(18)下部与辅助齿轮(19)相啮合，辅助齿轮通过轴承座在辅助齿轮座(20)上，辅助齿轮座(20)上布置有出液孔(21)，为钻井液流出一种钻井用井下液动井眼修复清洁工具的通道。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种钻井用井下液动井眼修复清洁工具，其特征是：包括液压控制装置，动力输送装置，和修壁清洗装置，从上到下依次为旁通阀接头(1)、螺杆动力接头(2)、万向轴接头(3)、传动轴接头(4)，修壁器接头(5)，旁通阀接头(1)内设置有旁通阀(10)，螺杆动力接头(2)内设置有液压马达(11)和万向轴连接器(12)，万向轴接头(3)和传动轴接头(4)内方分别设置有万向轴(13)和传动轴(15)，传动轴(15)与修壁器接头(5)内的轴向齿轮(17)连接，传动齿轮(18)内侧与轴向齿轮(17)相啮合，外侧与上修壁块(6)、下修壁块(7)传动锯齿(22)啮合，上修壁块(6)、下修壁块(7)外部设有多个螺旋刀翼(8)，刀翼上镶嵌金刚石复合片和聚晶片(9)。

2.根据权利要求1所述的一种钻井用井下液动井眼修复清洁工具，其特征是：所述传动齿轮(18)为3个呈120度，与工具轴向垂直的平面均匀布置。

3.根据权利要求1所述的一种钻井用井下液动井眼修复清洁工具，其特征是：上修壁块(6)、下修壁块(7)与本体间布置润滑轴承(23)，并通过密封轴承(24)密封，并在空腔内注满润滑油，上修壁块(6)与下修壁块(7)间布置密封轴承组(25)。

4.根据权利要求1所述的一种钻井用井下液动井眼修复清洁工具，其特征是：万向轴(13)与马达(11)、传动轴(15)相连接的万向轴连接器(12)上布置有循环液流孔(16)和液流孔(14)。

5.根据权利要求1所述的一种钻井用井下液动井眼修复清洁工具，其特征是：传动齿轮(18)下部与辅助齿轮(19)相啮合，辅助齿轮通过轴承座在辅助齿轮座(20)上，辅助齿轮座(20)上布置有出液孔(21)。

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