CN104763367B - 通井刮管一体化工具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种通井刮管一体化工具，其包括自上而下依次固定连接的刮削机构和通井机构，所述刮削机构包括刀架主体，刀架主体的外壁上设置有刀槽，所述刮削机构还包括插接于所述刀槽内的刮削刀，所述刀槽内设置有用于使所述刮削刀复位的簧片；所述刮削机构还包括能约束所述刮削刀的套筒，套筒套设于刀架主体外，套筒能向上或向下移动直至所述刮削刀在所述簧片的弹力作用下伸出。本发明能够在通井作业的同时进行刮削作业，减少起下管柱次数，提高通井刮削的作业效率，并降低下井管柱磨损。
Description
技术领域
本发明涉及采油领域的井下工具，尤其是一种兼具通井及刮削套管内壁功能的通井刮管一体化工具。
背景技术
通井和刮削是井下作业中的基本工序。通井是检测套管、油管、钻杆以及其他管子内通径尺寸的常规手段，检查其变形后能通过的最大几何尺寸，是修井、作业检测必不可少的工艺。刮削套管内壁，消除套管壁水泥、硬蜡、盐垢及炮眼毛刺，是修井作业和正常井下作业的一道重要工序，对于井下工具的下入和正常工作有着重要作用。套管刮削器可用于清除残留在套管内壁上的水泥块、水泥环、硬蜡、各种盐类结晶和沉积物、射孔毛刺、以及套管锈蚀后所产生的氧化铁等物，以便畅通无阻地下入各种下井工具。尤其在下井工具与套管内壁环形空间较小时，更应充分刮削，使用刮削器进行刮管已经成为一种一道必不可少的工序，其目的在于提高工具下入和作业的成功率(例如封隔器的坐封成功率等)。
目前，现场常用的工艺顺序是先通井，然后才能下入刮削器进行刮削作业，反复起下管柱耗工费时，多次起下管柱还会造成管柱磨损。
发明内容
为了克服现有技术进行井下作业时反复起下管柱耗工费时且会造成管柱磨损的问题，本发明提供一种通井刮管一体化工具，能够在通井作业的同时进行刮削作业，减少起下管柱次数，提高通井刮削的作业效率，并降低下井管柱磨损。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种通井刮管一体化工具，包括自上而下依次固定连接的刮削机构和通井机构，所述刮削机构包括刀架主体，刀架主体的外壁上设置有刀槽，所述刮削机构还包括插接于所述刀槽内的刮削刀，所述刀槽内设置有用于使所述刮削刀复位的簧片；所述刮削机构还包括能约束所述刮削刀的套筒，套筒套设于刀架主体外，套筒能向上或向下移动直至所述刮削刀在所述簧片的弹力作用下伸出。
所述刀槽包括正刀槽和反刀槽，所述正刀槽内插接有正刮削刀，所述正刀槽内设置有用于使正刮削刀复位的正簧片，所述反刀槽内插接有反刮削刀，所述反刀槽内设置有用于使反刮削刀复位的反簧片，反刮削刀的螺旋方向与正刮削刀的螺旋方向相反。
所述正刀槽及正刮削刀以正螺旋方式设置于刀架主体的外壁上，所述反刀槽及反刮削刀以反螺旋方式设置于刀架主体的外壁上，正刮削刀设置在反刮削刀的上方。
所述正刀槽与所述反刀槽之间设置有固定套，固定套固定设置于刀架主体的外壁，固定套的外径小于套筒的内径，固定套的上端与正刮削刀的下端抵接，固定套的下端与反刮削刀的上端抵接，固定套包括对称设置的左半部分和右半部分，沿竖直方向，固定套的长度大于正刮削刀和反刮削刀的长度。
刀架主体为圆筒形，刀架主体的轴线沿竖直方向设置，多个正刮削刀沿刀架主体的周向均匀间隔排布，多个反刮削刀沿刀架主体的周向均匀间隔排布。
所述刮削机构和所述通井机构之间通过连接管连接，刀架主体的下端与套筒的内壁密封连接，且套筒的下端与连接管的外壁密封连接；刀架主体为圆筒形，刀架主体的轴线沿竖直方向设置，连接管的上端与刀架主体的下端密封连接，刀架主体、套筒和连接管之间形成液压腔，连接管上设有与所述液压腔相对应的进液孔，当通过进液孔向所述液压腔内打压时，套筒能够向下移动。
所述通井机构包括筒形的通井接头，刀架主体的内腔、连接管的内腔和通井接头的内腔形成上下贯通的洗井通道，通井接头内设置有能封隔所述洗井通道的封隔组件。
所述封隔组件包括与通井接头密封连接的滑套，且滑套与通井接头的内壁之间设有剪切销钉，滑套能沿着通井接头的轴向向下移动直至滑套脱离通井接头。
通井接头的外壁沿着圆周间隔设置有用于通井的凸棱。
连接管外还滑动套设有挡圈，挡圈的上端内壁与套筒的下端固定连接；套筒、挡圈和连接管之间形成有环形空间，所述环形空间内设置有锁环；连接管的侧壁上凹设有能与锁环匹配连接的锁紧槽，当套筒轴向下移时，挡圈随着套筒轴向下移，直至锁环锁合于锁紧槽内。
本发明的有益效果是，能够同时进行通井和刮削作业，在作业过程中能够减少起下管柱的次数，提高了通井刮削的作业效率，并节约了在此作业过程中耗费的能源，同时，降低了下井管柱磨损，提高了修井作业效率，且减少了管柱维护成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
图1是本发明的通井刮管一体化工具原始状态示意图；
图2是本发明的通井刮管一体化工具打开状态示意图；
图3是图2中区域A的局部放大图。
附图标记说明：
1.刀架主体，2.正簧片，3.正刮削刀，4.套筒，5.固定套，6.紧固螺钉，7.反簧片，8.反刮削刀，9.O型橡胶密封圈，10.O型橡胶密封圈，11.锁环，12.挡圈，13.连接管，131.进液孔，132.锁紧槽，14.通井接头，15.O型橡胶密封圈，16.滑套，17.剪切销钉，18.钢球。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
如图1至图3所示，本发明提出了一种通井刮管一体化工具，包括自上而下依次固定连接的刮削机构和通井机构，所述刮削机构包括刀架主体1，刀架主体1的外壁上设置有刀槽，所述刮削机构还包括插接于所述刀槽内的刮削刀，所述刀槽内设置有用于使所述刮削刀复位的簧片；所述刮削机构还包括能约束所述刮削刀的套筒4，套筒4套设于刀架主体1外，套筒4能向上或向下移动直至所述刮削刀在所述簧片的弹力作用下伸出。
本发明的通井刮管一体化工具在下入管柱的过程中，所述通井机构便起到通井规的作用，在下放到刮削位置后，套筒4向上或向下移动，所述刮削刀伸出，开始进行刮削作业。因此，使用本发明的通井刮管一体化工具，可以减少起下管柱的次数，提高修井效率，提高油田的开采效益。另外，在使用过程中，本发明也可以单独作为通井常规使用。
为了降低所述刮削刀刮削时产生的径向刮削力，使螺旋刮刀不会因为刮削中产生旋转而脱落，所述刀槽包括正刀槽和反刀槽，所述正刀槽内插接有正刮削刀3，所述正刀槽内设置有用于使正刮削刀3复位的正簧片2，所述反刀槽内插接有反刮削刀8，所述反刀槽内设置有用于使反刮削刀8复位的反簧片7，反刮削刀8与正刮削刀3在刀架主体1外上下对称设置，反刮削刀8的螺旋方向与正刮削刀3的螺旋方向相反。在刮削时，正刮削刀3和反刮削刀8将产生相反的径向刮削力，从而相互抵消。
在如图1及图2所示的实施方式中，所述正刀槽及正刮削刀3以正螺旋方式设置于刀架主体1的外壁上，所述反刀槽及反刮削刀8以反螺旋方式设置于刀架主体1的外壁上，正刮削刀3设置在反刮削刀8的上方，即所述正刀槽及正刮削刀3在刀架主体1外呈多头右旋螺纹状，所述反刀槽及反刮削刀8在刀架主体1外呈多头左旋螺纹状。
为了便于正刮削刀3和反刮削刀8的安装，在所述正刀槽与所述反刀槽之间设置有固定套5，固定套5固定设置于刀架主体1的外壁，固定套5的外径小于套筒4的内径，固定套5的上端与正刮削刀3的下端抵接，固定套5的下端与反刮削刀8的上端抵接，固定套5包括对称设置的左半部分和右半部分，沿竖直方向，固定套5的长度大于正刮削刀3和反刮削刀8的长度。在使用过程中，将正刮削刀3和反刮削刀8分别安装于刀架主体1的所述正刀槽和所述反刀槽内，安装完成后在所述正刀槽和所述反刀槽内分别装入正簧片2和反簧片7，再经由固定套5顶住，之后将固定套5固定于刀架主体1，如图1及图2所示，可以用紧固螺钉6将固定套5固定于刀架主体1。在刮削过程中，由正刮削刀3、反刮削刀8、正簧片2、反簧片7、固定套5和紧固螺钉6组成防脱机构，正刮削刀3和反刮削刀8产生相反的径向刮削力能够通过固定套5相互抵消，从而解决了由于螺旋刮削刀产生的旋转卸扣现象，达到防止脱落的目的。
在一个具体的实施方式中，刀架主体1为圆筒形，刀架主体1的轴线沿竖直方向设置，多个正刮削刀3沿刀架主体1的周向均匀间隔排布，多个反刮削刀8沿刀架主体1的周向均匀间隔排布。
如图1及图2所示，所述刮削机构和所述通井机构之间通过连接管13连接，刀架主体1的下端与套筒4的内壁密封连接，且套筒4的下端与连接管13的外壁密封连接；刀架主体1为圆筒形，刀架主体1的轴线沿竖直方向设置，连接管13的上端与刀架主体1的下端密封连接，刀架主体1、套筒4和连接管13之间形成液压腔，连接管13上设有与所述液压腔相对应的进液孔131，当通过进液孔131向所述液压腔内打压时，套筒4能够向下移动。
在一个可选的实施方式中，所述通井机构包括筒形的通井接头14，刀架主体1的内腔、连接管13的内腔和通井接头14的内腔形成上下贯通的洗井通道，通井接头14内设置有能封隔所述洗井通道的封隔组件。
具体的是，所述封隔组件包括与通井接头14密封连接的滑套16，且滑套16与通井接头14的内壁之间设有剪切销钉17，滑套16能沿着通井接头14的轴向向下移动直至滑套16脱离通井接头14。在通井接头14的外壁沿着圆周间隔设置有用于通井的凸棱。
另外，连接管13外还滑动套设有挡圈12，挡圈12的上端内壁与套筒4的下端固定连接；套筒4、挡圈12和连接管13之间形成有环形空间，所述环形空间内设置有锁环11；连接管13的侧壁上凹设有能与锁环11匹配连接的锁紧槽13，当套筒4轴向下移时，挡圈12随着套筒4轴向下移，直至锁环11锁合于锁紧槽13内。此时停止打压，由于锁环11与锁紧槽13之间的机械力，套筒4能够不再相对于连接管13轴向上行，正刮削刀3和反刮削刀8能够保持释放状态。其中，锁环11为开口环，锁环11的内径能够变大和变小。
下面结合附图举例说明本发明的使用方法。
如图1所示，在本发明的通井刮管一体化工具下入时，将其连接于管柱的下端，通井接头14在下入过程中起到通井规的作用，下放到刮削位置后，投入钢球18，钢球19落在滑套16上，在O型橡胶密封圈9、O型橡胶密封圈10和O型橡胶密封圈15的密封作用下，刀架主体1与套筒4之间形成液缸，之后对其内部进行加压，到达规定压力后，液缸推动套筒4带动锁环11与挡圈12向下行进，到达连接管13的锁紧位置后，锁环11锁紧连接管13的锁紧槽132，如图2及图3所示。此时套筒4下移至所述刮削刀完全释放，正刮削刀3、反刮削刀8分别在正簧片2、反簧片7的作用下弹出，形成刮削机构，开始刮削作业。完成刮削作业后，继续增加压力至剪切销钉17剪断，这时滑套16落入本发明的工具的下部，所述洗井通道打开，完成整个工艺流程。
由背景技术可知，通井和刮削是井下作业中的基本工序，反复起下管柱不仅耗工费时，也会造成入井管柱磨损。通过本发明的通井刮削一体化工具及配套施工工艺，能够实现一次管柱完成通井、替泥浆、套管刮削、洗井等作业工序，将会降低油井修井作业成本和工人的劳动强度，提高修井作业效率和作业质量，进而保障生产，本发明的潜在价值巨大，值得广泛应用。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。而且需要说明的是，本发明的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本发明的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本发明理所应当地涵盖了与本案创新点有关的其他组合及具体应用。
Claims (7)
1.一种通井刮管一体化工具，其特征在于，所述通井刮管一体化工具包括自上而下依次固定连接的刮削机构和通井机构，所述刮削机构包括刀架主体(1)，刀架主体(1)的外壁上设置有刀槽，所述刮削机构还包括插接于所述刀槽内的刮削刀，所述刀槽内设置有用于使所述刮削刀复位的簧片；所述刮削机构还包括能约束所述刮削刀的套筒(4)，套筒(4)套设于刀架主体(1)外，套筒(4)能向下移动直至所述刮削刀在所述簧片的弹力作用下伸出；
所述刮削机构和所述通井机构之间通过连接管(13)连接，刀架主体(1)的下端与套筒(4)的内壁密封连接，且套筒(4)的下端与连接管(13)的外壁密封连接；刀架主体(1)为圆筒形，刀架主体(1)的轴线沿竖直方向设置，连接管(13)的上端与刀架主体(1)的下端密封连接，刀架主体(1)、套筒(4)和连接管(13)之间形成液压腔，连接管(13)上设有与所述液压腔相对应的进液孔(131)，当通过进液孔(131)向所述液压腔内打压时，套筒(4)能够向下移动；
连接管(13)外还滑动套设有挡圈(12)，挡圈(12)的上端内壁与套筒(4)的下端固定连接；套筒(4)、挡圈(12)和连接管(13)之间形成有环形空间，所述环形空间内设置有锁环(11)；连接管(13)的侧壁上凹设有能与锁环(11)匹配连接的锁紧槽(132)，当套筒(4)轴向下移时，挡圈(12)随着套筒(4)轴向下移，直至锁环(11)锁合于锁紧槽(132)内，锁环(11)为开口环，锁环(11)的内径能够变大和变小；
所述通井机构包括筒形的通井接头(14)，通井接头(14)的外壁沿着圆周间隔设置有用于通井的凸棱，该凸棱沿通井接头(14)的轴线方向设置。
2.根据权利要求1所述的通井刮管一体化工具，其特征在于，所述刀槽包括正刀槽和反刀槽，所述正刀槽内插接有正刮削刀(3)，所述正刀槽内设置有用于使正刮削刀(3)复位的正簧片(2)，所述反刀槽内插接有反刮削刀(8)，所述反刀槽内设置有用于使反刮削刀(8)复位的反簧片(7)，反刮削刀(8)的螺旋方向与正刮削刀(3)的螺旋方向相反。
3.根据权利要求2所述的通井刮管一体化工具，其特征在于，所述正刀槽及正刮削刀(3)以正螺旋方式设置于刀架主体(1)的外壁上，所述反刀槽及反刮削刀(8)以反螺旋方式设置于刀架主体(1)的外壁上，正刮削刀(3)设置在反刮削刀(8)的上方。
4.根据权利要求3所述的通井刮管一体化工具，其特征在于，所述正刀槽与所述反刀槽之间设置有固定套(5)，固定套(5)固定设置于刀架主体(1)的外壁，固定套(5)的外径小于套筒(4)的内径，固定套(5)的上端与正刮削刀(3)的下端抵接，固定套(5)的下端与反刮削刀(8)的上端抵接，固定套(5)包括对称设置的左半部分和右半部分，沿竖直方向，固定套(5)的长度大于正刮削刀(3)和反刮削刀(8)的长度。
5.根据权利要求2所述的通井刮管一体化工具，其特征在于，刀架主体(1)为圆筒形，刀架主体(1)的轴线沿竖直方向设置，多个正刮削刀(3)沿刀架主体(1)的周向均匀间隔排布，多个反刮削刀(8)沿刀架主体(1)的周向均匀间隔排布。
6.根据权利要求1所述的通井刮管一体化工具，其特征在于，刀架主体(1)的内腔、连接管(13)的内腔和通井接头(14)的内腔形成上下贯通的洗井通道，通井接头(14)内设置有能封隔所述洗井通道的封隔组件。
7.根据权利要求6所述的通井刮管一体化工具，其特征在于，所述封隔组件包括与通井接头(14)密封连接的滑套(16)，且滑套(16)与通井接头(14)的内壁之间设有剪切销钉(17)，滑套(16)能沿着通井接头(14)的轴向向下移动直至滑套(16)脱离通井接头(14)。
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