CN219795197U - 用于盐井修井磨铣套管用的导向铣锥 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及钻井修复技术领域，具体涉及一种用于盐井修井磨铣套管用的导向铣锥，该导向铣锥包括铣锥体和导向杆，其中的铣锥体包括依次连接的连接部、铣削部和过渡段。连接部上设置有用于连接钻杆的螺纹孔。铣削部的侧壁上设置有用于铣削错位套管的合金块。过渡段用于连接导向杆和铣削部。过渡段沿着铣锥体的轴向呈收缩状。导向杆嵌入在过渡段的收缩端。导向杆用于引导铣削部进入错位套管的内部。导向杆的轴线与铣锥体的轴线形成偏置。该导向铣锥利用导向杆引导铣锥体进入错位套管中，准确定位盐井中套管的错位处，避免了铣锥在错位处形成过度磨削，防止铣锥从错位处进入地层，快速疏通井堵，提高了盐井修复的成功率。
Description
技术领域
本实用新型涉及钻井修复技术领域，具体涉及一种用于盐井修井磨铣套管用的导向铣锥。
背景技术
水平钻井连通水溶采卤是开采井矿盐资源的常用手段，然而，盐井的运行年限一直受到制约。一方面是，随着地下盐岩矿层长期开采，盐井套管壁会附着盐结晶，造成井堵，需要下入钻具进行清除套管壁上的盐结晶；另一方面是，由于采卤震动以及地层应力挤压，部分盐井中的套管水泥环剥落，套管丝扣处断裂，造成套管错位，进而影响了盐井的通过性。
在盐井遇到套管错位的工况时，现有技术通常采用钻杆连接铣锥的方式解决井堵问题，利用钻杆驱动铣锥转动对套管的内部实施磨削，进而对盐井的套管实现扩径，从而打开盐井通道。然而，使用常规铣锥磨铣套管错位口处时，容易出现过度磨削，影响了套管的剩余使用寿命，甚至在套管的内壁上形成开窗。更有甚者，铣锥在钻杆的驱动下，直接通过套管的错位处进入地层，进一步加剧了井下的复杂情况。
经检索，中国专利文献CN207847570U中公开了一种修井导向铣锥。该修井导向铣锥的出刀口位于该装置的下部，出刀口的顶部设有锥筒，锥筒的内部设有钻头，钻头的顶部设有刀柱，刀柱的顶部设有隔离顶，锥筒的顶部设有导向筒，导向筒的顶部外侧设有连接环，连接环的内部设有隔离板，隔离板的内侧设有回转盘。
虽然，上述修井导向铣锥在修井作业中利用导向筒能够起到定位导向作用，但是，在实际使用过程中，该修井导向铣锥的外壳容易脱落，极易在盐井的套管中形成二次井堵，大大降低了盐井的修复效率。
又如，中国专利文献CN203394404U中公开了一种修井导向铣锥，用以在套管修复过程中，提高套管的修复成功率。该修井导向铣锥利用导向头进入套管内的磨铣通道，对铣锥体在磨削过程中起到导向作用，在套管的变形和错断部位，能准确确定套管的磨铣通道，减少套管侧开、卡钻及扭断钻具等工程事故。
然而，上述修井导向铣锥在针对盐井套管错位的工况时，尤其是错位处的上、下套管偏移量超出套管壁厚的情况下，导向头难以探寻到磨铣通道，容易引导铣锥体进入地层中，进而致使井下的情况变得更加复杂。上述修井导向铣锥在实际使用过程中，甚至出现导向头之间卡在套管错位处的情况，不仅无法修复原有的盐井，还在井下形成了二次井堵。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，为盐井修复的过程中，提供一种修井磨铣套管用的导向铣锥，用以准确定位盐井中套管的错位处，避免铣锥在错位处形成过度磨削，防止铣锥从错位处进入地层，快速疏通井堵，提高盐井修复的成功率。
根据本实用新型的目的，提出一种用于盐井修井磨铣套管用的导向铣锥，其包括铣锥体和导向杆；
所述铣锥体包括依次连接的连接部、铣削部和过渡段；
所述连接部上设置有用于连接钻杆的螺纹孔；
其中铣削部的侧壁上设置有用于铣削错位套管的合金块，合金块镶嵌在铣削部的侧壁上；
所述过渡段用于连接导向杆和铣削部，所述过渡段沿着铣锥体的轴向呈收缩状；
所述导向杆嵌入在过渡段的收缩端，所述导向杆用于引导铣削部进入错位套管的内部，所述导向杆的轴线与铣锥体的轴线形成偏置。
作为优选，过渡段的收缩端上设置有用于嵌入导向杆的缓冲腔，缓冲腔内设置有用于对导向杆的轴向受力形成缓冲的压缩弹簧。如此设置，压缩弹簧用于对导向杆形成保护，在导向杆对错位处探伤的过程中，避免了由于导向铣锥下降过快，导向杆接触错位套管，造成对导向杆的冲击，有利于提高对错位套管的定位效率。
作为优选，过渡段的收缩端上通过螺纹旋合有压盖，压盖上设置有供导向杆穿过的通孔，导向杆的侧壁上设置有限位台阶，通孔与限位台阶对导向杆形成轴向限位。如此设置，压盖通过螺纹旋合在过渡段的收缩端形成对导向杆的锁定结构，避免了导向杆的脱落，便于导向杆与铣锥体的装配和拆卸，大大降低了导向铣锥的维护保养的成本。
作为优选，铣锥体的内部设置有水流通道，过渡段的侧壁上设置有引流口，水流通道的一端与引流口相连，水流通道的另一端与螺纹孔的底部相连。如此设置，水流通道用于钻井液循环，便于将钻井液通过引流口送至盐井套管的错位处，有利于提升钻杆的转速，提高了修复效果和修复效率。
作为优选，缓冲腔的底部设置有第一限位孔，导向杆位于缓冲腔内的一端设置有第二限位孔，压缩弹簧的一端嵌入在第一限位孔内，压缩弹簧的另一端嵌入在第二限位孔内。如此设置，第一限位孔和第二限位孔分别对压缩弹簧的两端形成径向限位，提升了压缩弹簧在缓冲腔内的稳定性，有利于避免导向杆在缓冲腔内发生径向偏移，进而提高了导向杆的探伤精度。
作为优选，缓冲腔内设置有橡胶环，橡胶环套设在压缩弹簧的侧壁上。如此设置，橡胶环用于在缓冲腔内对导向杆形成二级缓冲，避免了导向杆与缓冲腔的底部发生刚性冲击，进一步提升了对导向杆的防护性能。
本实用新型提供的修井磨铣套管用导向铣锥，与现有技术相比，具有如下突出的实质性特点和显著进步：
（1）该修井磨铣套管用导向铣锥通过导向杆在修复盐井套管的过程中，对铣锥体起到导向作用，有利于引导铣锥体进入错位套管中，避免了铣锥体在错位处相对于盐井的径向产生偏移，实现了对盐井中套管的错位处的准确定位，避免了铣锥体在错位处对错位套管形成过度磨削，提高了铣锥体的磨削效率；
（2）该修井磨铣套管用导向铣锥将导向杆的轴线与铣锥体的轴线设置成偏置，在盐井套管发生较大错位的工况下，便于通过提拉旋转的方式探明错位处的错位套管的偏移形态，保证了导向杆能够顺利进入错位套管内，防止了铣锥体从错位处进入地层，有利于实现快速疏通井堵，提高了盐井修复的成功率。
附图说明
图1是本实用新型实施例中一种修井磨铣套管用导向铣锥的立体结构示意图。
图2是图1中修井磨铣套管用导向铣锥的主视图。
图3是图2的左视图。
图4是图2中A-A处的剖视图。
图5是图3中B-B处的剖视图。
图6是图4中C处的局部放大示意图。
图7是本实用新型实施例中一种修井磨铣套管用导向铣锥对套管处于第一错位工况的修复状态参考图。
图8 是本实用新型实施例中一种修井磨铣套管用导向铣锥对套管处于第二错位工况的修复状态参考图。
图9是图8中套管在俯视视角的结构示意图。
附图标记的含义定义如下：
1、铣锥体；2、导向杆；3、压缩弹簧；4、压盖；5、橡胶环；6、上套管；7、错位套管；8、地层；11、连接部；12、铣削部；13、过渡段；14、螺纹孔；15、合金块；16、缓冲腔；17、水流通道；18、引流口；19、第一限位孔；21、限位台阶；22、第二限位孔。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细描述。
如图1-6所示，本实用新型实施例中提出了一种用于盐井修井磨铣套管用的导向铣锥，旨在准确定位盐井中套管的错位处，避免铣锥在错位处形成过度磨削，防止铣锥从错位处进入地层，快速疏通井堵，提高盐井修复的成功率。
根据本实用新型实施例提出的用于盐井修井磨铣套管用的导向铣锥，在使用过程中，通过导向杆在修复盐井套管的过程中，对铣锥体起到导向作用，有利于引导铣锥体进入错位套管中，避免了铣锥体在错位处相对于盐井的径向产生偏移，实现了对盐井中套管的错位处的准确定位，避免了铣锥体在错位处对错位套管形成过度磨削，提高了铣锥体的磨削效率。
其中，导向杆的轴线与铣锥体的轴线设置成偏置，在盐井套管发生较大错位的工况下，便于通过提拉旋转的方式探明错位处的错位套管的偏移形态，保证了导向杆能够顺利进入错位套管内，防止了铣锥体从错位处进入地层，有利于实现快速疏通井堵，提高了盐井修复的成功率。
导向铣锥]
如图1所示示例的用于盐井修井磨铣套管用的导向铣锥，包括铣锥体1和导向杆2。
如图2所示，铣锥体1包括依次连接的连接部11、铣削部12和过渡段13。
如图2结合图5所示，连接部11上设置有用于连接钻杆的螺纹孔14。
如图2所示，铣削部12的侧壁上设置有用于铣削错位套管7的合金块15。合金块15镶嵌在铣削部12的侧壁上。
如图2所示，过渡段13用于连接导向杆2和铣削部12。过渡段13沿着铣锥体1的轴向呈收缩状。
导向杆2嵌入在过渡段13的收缩端。导向杆2用于引导铣削部12进入错位套管7的内部。导向杆2的轴线与铣锥体1的轴线形成偏置。
导向杆2用于在修复盐井套管的过程中，对铣锥体1起到导向作用，有利于引导铣锥体1进入错位套管7中，避免了铣锥体1在错位处相对于盐井的径向产生偏移。相比于导向杆2的轴线与铣锥体1的轴线相重合的导向铣锥结构，轴线偏置的导向杆2通过钻杆的提拉旋转调整，能够保证导向杆2顺利地进入错位套管7中，进而提高了盐井修复的成功率。
其中，合金块15沿着铣削部12的轴向呈线性排布形成铣削单元，铣削单元沿着铣削部12的轴线呈圆形等间距排布。如此一来，增大了铣削部12上合金块15的排布密度，进一步提升了铣削稳定性。
为了进一步提升导向铣锥对错位处的修复效果，如图3结合图5所示，铣锥体1的内部设置有水流通道17。过渡段13的侧壁上设置有引流口18。水流通道17的一端与引流口18相连。水流通道17的另一端与螺纹孔14的底部相连。如此设置，水流通道17用于钻井液循环，便于将钻井液通过引流口18送至盐井套管的错位处，有利于提升钻杆的转速，提高了修复效果和修复效率。
缓冲结构]
如图4所示，过渡段13的收缩端上设置有用于嵌入导向杆2的缓冲腔16。缓冲腔16内设置有用于对导向杆2的轴向受力形成缓冲的压缩弹簧3。如此设置，压缩弹簧3用于对导向杆2形成保护。在导向杆2对错位处探伤的过程中，避免了由于导向铣锥下降过快，导向杆2接触错位套管7，造成对导向杆2的冲击，有利于提高对错位套管7的定位效率。
如图6所示，缓冲腔16的底部设置有第一限位孔19。导向杆2位于缓冲腔16内的一端设置有第二限位孔22。压缩弹簧3的一端嵌入在第一限位孔19内。压缩弹簧3的另一端嵌入在第二限位孔22内。
其中，第一限位孔19和第二限位孔22分别对压缩弹簧3的两端形成径向限位，提升了压缩弹簧3在缓冲腔16内的稳定性，有利于避免导向杆2在缓冲腔16内发生径向偏移，进而提高了导向杆2的探伤精度。
如图6所示，缓冲腔16内设置有橡胶环5。橡胶环5套设在压缩弹簧3的侧壁上。如此设置，橡胶环5用于在缓冲腔16内对导向杆2形成二级缓冲，避免了导向杆2与缓冲腔16的底部发生刚性冲击，进一步提升了对导向杆2的防护性能。
为了进一步优化导向杆2与铣锥体1的装配结构，如图5所示，过渡段13的收缩端上通过螺纹旋合有压盖4。压盖4上设置有供导向杆2穿过的通孔。导向杆2的侧壁上设置有限位台阶21。通孔与限位台阶21对导向杆2形成轴向限位。如此设置，压盖4通过螺纹旋合在过渡段13的收缩端形成对导向杆2的锁定结构，避免了导向杆2的脱落，便于导向杆2与铣锥体1的装配和拆卸，大大降低了导向铣锥的维护保养的成本。
盐井套管修复方法]
本实用新型实施例中提出的一种修井磨铣套管用导向铣锥使用时，包括：
入井：将导向铣锥安装在钻杆上，钻井设备驱动钻杆，带动导向铣锥进入盐井的套管内，当导向铣锥遇阻，导向杆2在错位处与错位套管7相接触，记录导向铣锥的入井深度；
错位处探伤：钻杆提拉上升并旋转，带动导向杆2相对于套管的轴线转动第一角度后，再次带动导向铣锥下降至入井深度，如此反复，获得错位套管7在套管的径向上的偏移形态；
导向进入错位套管7：根据错位套管7的偏移形态，驱动钻杆转动，使得导向杆2位于错位套管7的投影面内，进一步驱动钻杆下降，导向杆2进入错位套管7；
铣削扩径：钻井设备驱动钻杆转动，导向铣锥的铣削部12对错位套管7的侧壁实施磨削，直至疏通井堵。
其中，钻杆在错位处探伤过程中，至少带动导向杆2相对于套管的轴线转动一圈。针对套管错位较大的工况下，可以根据实际需要，利用钻杆带动导向杆2转动多圈，根据入井深度的反馈，用以获得错位套管7更加准确的偏移形态。导向杆2探伤时，钻杆每一圈均转动不同的第一角度。例如，第一角度选用5o-90o，优选为5o、10o、15o、30o。
针对第一错位工况的修复方法]
如图7所示的盐井套管第一错位工况，盐井中的错位套管7与上套管6发生错位，在上套管6的一侧形成井堵，其中错位套管7相对于上套管6的径向上的偏移量不大。从图7中可以看出，在导向杆2的引导下，铣锥体1不容易通过错位处的缝隙进入地层8中，铣锥体1可以顺利地进入错位套管7中，并对错位套管7的内壁实施铣削。
例如，导向铣锥针对第一错位工况实施盐井套管修复时，钻井设备驱动钻杆，带动导向铣锥进入盐井的套管内，当导向铣锥遇阻，导向杆2在错位处与错位套管7相接触，记录导向铣锥的入井深度。
随后，通过提拉旋转钻杆，利用导向杆2对错位处实施探伤。钻杆提拉上升并旋转，带动导向杆2相对于套管的轴线转动90o后，再次带动导向铣锥下降至入井深度。如此反复，钻杆带动导向铣锥转动一圈，通过比较几次获得的入井深度值，以此推测出错位套管7在套管的径向上的偏移形态。如图7所示，当导向杆2的端部接触到错位套管7的端部时，入井深度体现为最小值。
根据错位套管7的偏移形态，驱动钻杆转动，使得导向杆2位于错位套管7的投影面内，进一步驱动钻杆下降，导向杆2进入错位套管7。钻井设备驱动钻杆转动，导向铣锥的铣削部12对错位套管7的侧壁实施磨削，直至疏通井堵。其中，钻井设备在铣削扩径过程中，启动钻井液循环。
针对第二错位工况的修复方法]
如图8结合图9所示的盐井套管第二错位工况，盐井中的错位套管7与上套管6发生错位，错位套管7的侧壁偏移值上套管6的轴线附近，在上套管6的底部形成井堵。相比于第一错位工况，错位套管7相对于上套管6的径向上的偏移量较大。从图8中可以看出，在井下井堵不确定的情况下，导向杆2容易将铣锥体1通过错位处的缝隙引导入地层8中。
例如，导向铣锥针对第二错位工况实施盐井套管修复时，钻井设备驱动钻杆，带动导向铣锥进入盐井的套管内，当导向铣锥遇阻，导向杆2在错位处与错位套管7相接触，记录导向铣锥的入井深度。
随后，通过提拉旋转钻杆，利用导向杆2对错位处实施探伤。钻杆提拉上升并旋转，带动导向杆2相对于套管的轴线转动30o后，再次带动导向铣锥下降至入井深度。如此反复，钻杆带动导向铣锥转动一圈，通过比较几次获得的入井深度值，以此推测出错位套管7在套管的径向上的偏移形态。为了获得更加精确的偏移形态，可以利用钻杆带动导向杆2转动多圈，钻杆每一圈均转动不同的第一角度。
根据错位套管7的偏移形态，驱动钻杆转动，使得导向杆2位于错位套管7的投影面内，进一步驱动钻杆下降，导向杆2进入错位套管7。钻井设备驱动钻杆转动，导向铣锥的铣削部12对错位套管7的侧壁实施磨削，直至疏通井堵。其中，钻井设备在铣削扩径过程中，启动钻井液循环。
由于第二错位工况下错位套管7偏移较大，导向铣锥完成铣削扩径后，错位套管7因过量磨削出现开窗现象，需要对错位套管7实施进一步的修复。例如，钻井设备通过钻杆在错位处的下方设置堵块，随后浇筑水泥漫过错位处，待水泥凝固后，钻井设备驱动钻头钻通堵块，形成新的盐井套管。
本实用新型不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。对于本领域的技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等形成的技术方案，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于盐井修井磨铣套管用的导向铣锥，其特征在于，包括铣锥体（1）和导向杆（2）；
所述铣锥体（1）包括依次连接的连接部（11）、铣削部（12）和过渡段（13）；
所述连接部（11）上设置有用于连接钻杆的螺纹孔（14）；
所述铣削部（12）的侧壁上设置有用于铣削错位套管（7）的合金块（15），所述合金块（15）镶嵌在铣削部（12）的侧壁上；
所述过渡段（13）用于连接导向杆（2）和铣削部（12），所述过渡段（13）沿着铣锥体（1）的轴向呈收缩状；
所述导向杆（2）嵌入在过渡段（13）的收缩端，所述导向杆（2）用于引导铣削部（12）进入错位套管（7）的内部，所述导向杆（2）的轴线与铣锥体（1）的轴线形成偏置。
2.根据权利要求1所述的用于盐井修井磨铣套管用的导向铣锥，其特征在于，所述过渡段（13）的收缩端上设置有用于嵌入导向杆（2）的缓冲腔（16），所述缓冲腔（16）内设置有用于对导向杆（2）的轴向受力形成缓冲的压缩弹簧（3）。
3.根据权利要求2所述的用于盐井修井磨铣套管用的导向铣锥，其特征在于，所述过渡段（13）的收缩端上通过螺纹旋合有压盖（4），所述压盖（4）上设置有供导向杆（2）穿过的通孔，所述导向杆（2）的侧壁上设置有限位台阶（21），所述通孔与限位台阶（21）对导向杆（2）形成轴向限位。
4.根据权利要求1所述的用于盐井修井磨铣套管用的导向铣锥，其特征在于，所述铣锥体（1）的内部设置有水流通道（17），所述过渡段（13）的侧壁上设置有引流口（18），所述水流通道（17）的一端与引流口（18）相连，所述水流通道（17）的另一端与螺纹孔（14）的底部相连。
5.根据权利要求2所述的用于盐井修井磨铣套管用的导向铣锥，其特征在于，所述缓冲腔（16）的底部设置有第一限位孔（19），所述导向杆（2）位于缓冲腔（16）内的一端设置有第二限位孔（22），所述压缩弹簧（3）的一端嵌入在第一限位孔（19）内，所述压缩弹簧（3）的另一端嵌入在第二限位孔（22）内。
6.根据权利要求5所述的用于盐井修井磨铣套管用的导向铣锥，其特征在于，所述缓冲腔（16）内设置有橡胶环（5），所述橡胶环（5）套设在压缩弹簧（3）的侧壁上。
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| CN202321364279.2U Active CN219795197U (zh) | 2023-05-31 | 2023-05-31 | 用于盐井修井磨铣套管用的导向铣锥 |
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-
2023
- 2023-05-31 CN CN202321364279.2U patent/CN219795197U/zh active Active
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |