一種鉆具外壁泥漿清理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油氣鉆井、地?zé)徙@井、水文水井鉆探和其它泥漿鉆探領(lǐng)域，特別涉及一種鉆具外壁泥漿清理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鉆機(jī)裝備、鉆具和鉆井液是常規(guī)鉆井的三大必備條件，鉆機(jī)為鉆具和鉆井液提供動(dòng)力，鉆井液保護(hù)鉆具、孔壁，鉆具為鉆井液提供循環(huán)通道，三者和諧統(tǒng)一，缺一不可，形成了目前使用最廣泛的常規(guī)泥漿鉆井技術(shù)。然而，當(dāng)起鉆時(shí)，鉆具被提出井孔，鉆具外壁粘滿了鉆井液，與空氣接觸后容易對(duì)鉆具造成氧腐蝕，同時(shí)會(huì)使鉆臺(tái)泥濘不堪，很大程度影響了鉆具上、卸扣的作業(yè)效率。
[0003]目前，大多數(shù)井隊(duì)采用人工清除鉆具外壁鉆井液的方式，此法不能有效清潔鉆臺(tái)，還加大了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，浪費(fèi)鉆井液。有的鉆井隊(duì)使用專用的中空?qǐng)A盤式橡膠刮泥器只對(duì)鉆桿有作用，且當(dāng)鉆桿接頭通過(guò)其中心通道時(shí)要將橡膠內(nèi)直徑撐大約40mm，致使刮泥器提前破壞。此結(jié)構(gòu)的刮泥器壽命較低，且只對(duì)一種鉆桿直徑適用，不適應(yīng)多級(jí)鉆具組合深井鉆探。因此，其實(shí)用性受到極大的限制。
[0004]美國(guó)Haggard Archie發(fā)明的External pipe wiping apparatus and method ofpulling and wiping a pipe stringUS19970999058采用汽缸推動(dòng)曲柄連軸機(jī)構(gòu)帶動(dòng)彈性薄板材料沿徑向和縱向移動(dòng)，從而對(duì)鉆桿表面進(jìn)行刮泥，該裝置可根據(jù)鉆柱直徑的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)彈性薄板材料伸縮的距離和角度，可應(yīng)用于不同鉆具組合，但該裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，且當(dāng)縱向通過(guò)直徑過(guò)大或過(guò)小鉆柱時(shí)，彈性薄板材料都不能保證鉆井液的完全刮除。馬志公開了一種鉆桿外壁用刮泥環(huán)及刮泥裝置CN200510083130，利用其夾持裝置里面的中空彈性刮泥環(huán)刮除鉆桿外壁鉆井液，該裝置所選材料扯斷伸長(zhǎng)率較大，當(dāng)刮泥環(huán)通過(guò)大直徑鉆柱時(shí)由于良好的彈性能迅速回貼在鉆桿外壁上，對(duì)所選材料的性能要求較高，且隨著工作時(shí)限的加長(zhǎng)該彈性材料會(huì)產(chǎn)生擴(kuò)徑，和目前使用的橡膠刮泥板無(wú)實(shí)質(zhì)上的區(qū)別，都存在磨損大、消耗快的問(wèn)題。發(fā)明人曾經(jīng)公開一種鉆具外壁刮泥器，可以適應(yīng)不同尺寸和規(guī)格的鉆具通過(guò)，刮泥效果較好，但其不能適應(yīng)鉆具短暫下放的作業(yè)工況，且安裝過(guò)程較為復(fù)雜和費(fèi)時(shí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是要解決上述現(xiàn)有方法不足，結(jié)合鉆探實(shí)際工況要求，以高效耐磨、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝和操作簡(jiǎn)便、應(yīng)用鉆具尺寸范圍寬、性價(jià)比高為發(fā)明原則，而提供一種鉆具外壁泥漿清理裝置。
[0006]本發(fā)明由支撐外筒和數(shù)個(gè)刮泥單元組成，數(shù)個(gè)刮泥單元分上下多層固定設(shè)置在支撐外筒內(nèi)。
[0007]支撐外筒為環(huán)形圓臺(tái)結(jié)構(gòu)，其上端設(shè)置有外飛檐，下端設(shè)置有固定環(huán)形板，支撐外筒本體最小直徑大于鉆具最大直徑8-20mm，橫向分布大于等于四排偶數(shù)孔，每排有若干個(gè)孔，孔可為矩形或圓形或異形。支撐外筒分為左右兩部分，二者可快速緊密閉合或分開，便于安裝與拆卸。
[0008]刮泥單元整體為條型結(jié)構(gòu)，具有很好的彈性，刮泥單元的中部設(shè)置有“鋸齒狀”，刮泥單元兩端分別固定在支撐外筒的母線相鄰兩個(gè)孔內(nèi)形成內(nèi)凸的弓形結(jié)構(gòu)，多個(gè)刮泥單元相互配合設(shè)置，每排刮泥單元凸起處形成圓形，所形成的圓最小內(nèi)徑小于鉆具的最小外徑
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[0009]本發(fā)明的工作原理和過(guò)程:
在清理鉆具外壁泥漿時(shí)，刮泥單元受到鉆具外壁對(duì)其產(chǎn)生的向外擠壓力，擠壓力傳遞到具有足夠剛度和強(qiáng)度的支撐外筒上。在豎直方向上的中部和靠近頂部與底部設(shè)置有大量插口，便于刮泥單元的安裝。在這些插口上可以安裝適量的刮泥單元，同時(shí)上刮泥單元與下刮泥單元的位置相對(duì)錯(cuò)開，這樣保證了刮泥效果，大大提升了刮泥效率。內(nèi)部所采取的雙重刮泥單元，分為上刮泥單元和下刮泥單元，均為是在水平方向可以伸縮的半圓環(huán)形耐磨橡膠，可固定在外筒之上。刮泥單元的中部設(shè)計(jì)為“鋸齒狀”，在豎向上有較多的刮泥單元，在鉆具提鉆或下鉆時(shí)可在刮泥單元內(nèi)部進(jìn)行多次刮泥，大大提升了刮泥效率。同時(shí)，可根據(jù)每個(gè)刮泥單元的磨損情況進(jìn)行獨(dú)立更換。刮泥單元在未工作時(shí)會(huì)緊密排成一周，而在使用時(shí)，刮泥單元受力發(fā)生彈性形變而使刮泥單元之間出現(xiàn)縫隙，依據(jù)在支撐外筒上的上、下刮泥單元安裝位置的相對(duì)錯(cuò)開，使得縫隙的位置互相補(bǔ)充，達(dá)到了鉆具外壁整周均可與刮泥單元相接觸的效果。
[0010]所述支撐外筒使用時(shí)，下端固定至鉆探現(xiàn)場(chǎng)的卡瓦當(dāng)中，提鉆時(shí)無(wú)需人工把持。
[0011]所述的上、下刮泥單元由橡膠按特定形狀制成，可方便插入，并可保證位置相對(duì)固定。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的立體示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明靜置放置時(shí)的豎直截面圖。
[0014]圖3是本發(fā)明在使用，鉆具提鉆使刮泥單元發(fā)生變形時(shí)，隱藏鉆具情況下的內(nèi)部豎直截面圖。
[0015]圖4是鉆具通過(guò)鉆具刮泥器時(shí)的整體外觀圖。
[0016]圖5是支撐外筒。
[0017]圖6是上刮泥單元示意圖。
[0018]圖7是下刮泥單元示意圖。
[0019]圖8是本發(fā)明靜置放置時(shí)的俯視圖。
[0020]圖9是本發(fā)明在使用，鉆具提鉆使刮泥單元發(fā)生變形時(shí)，隱藏鉆具情況下的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1至圖9所示，本發(fā)明是由支撐外筒1、數(shù)個(gè)上刮泥單元2和數(shù)個(gè)下刮泥單元3組成，支撐外筒1上部為倒置圓臺(tái)型，支撐外筒1下部10為圓環(huán)型，支撐外筒1的上部和下部之間為圓臺(tái)型；上刮泥單元2和下刮泥單元3為弓型；數(shù)個(gè)上刮泥單元2和數(shù)個(gè)下刮泥單元3設(shè)置在支撐外筒1中，上刮泥單元2和下刮泥單元3分別位于支撐外筒1的上部和下部;上刮泥單元2的上刮泥段6和下刮泥單元3的下刮泥段7為齒輪狀，且齒輪的傾角向下;上刮泥單元2的上刮泥段6和下刮泥單元3的下刮泥段7形成緊密一周。
[0022]所述上刮泥單元2的上刮泥段6和下刮泥單元3的下刮泥段7所在圓弧的圓心角，靜置時(shí)為50°?140°，受到鉆具由內(nèi)向外的應(yīng)力時(shí)為100°?160°。
[0023]所示的支撐外筒1上設(shè)置有上插口 8和下插口 9，上插口 8和下刮泥單元的下插口 9相互錯(cuò)開;上刮泥單元2的L型固結(jié)4插設(shè)在上插口 8中；下刮泥單元3的L型固結(jié)5插設(shè)在下插口 9中。
[0024]本發(fā)明的工作過(guò)程和原理:
本發(fā)明的支撐外筒1在使用時(shí)由兩部分組合而成，如圖1所示。支撐外筒1上部和底部10分別設(shè)有上插口 8和下插口 9，可分別用于將上刮泥單元2的L型固結(jié)4和下刮泥單元的L型固結(jié)5安放其中，如圖2。上刮泥單元2和下刮泥單元3的固結(jié)處均為L(zhǎng)型且可穿過(guò)支撐外筒上的插口，而主體部分則不會(huì)通過(guò)插口。上刮泥單元2和下刮泥單元3的形態(tài)如圖6、圖7所示。在靜置不使用時(shí)，其上刮泥單元2的上刮泥段6和下刮泥單元3的下刮泥段7均各自形成密閉整周，如圖2、圖8所示。而在裝置進(jìn)行工作，鉆具11通過(guò)時(shí)，如圖4所示，上刮泥單元2的上刮泥段6和下刮泥單元3的下刮泥段7均出現(xiàn)間隙，如圖3所示，間隙會(huì)使鉆具11外壁泥漿無(wú)法刮除干凈。本發(fā)明采取支撐外筒1的上刮泥單元2和下刮泥單元3錯(cuò)開式的安裝方式，如圖5所示，可使上刮泥單元2無(wú)法刮除的位置由下刮泥單元3刮除，下刮泥單元3無(wú)法刮除的位置由上刮泥單元2刮除，俯視看，上刮泥單元2的上刮泥段6和下刮泥單元3的下刮泥段7依然形成緊密的一周，如圖9所示，保證鉆具11外壁泥漿刮除的更好。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鉆具外壁泥漿清理裝置，其特征在于:是由支撐外筒(1)、數(shù)個(gè)上刮泥單元(2)和數(shù)個(gè)下刮泥單元(3)組成，支撐外筒(1)上部為倒置圓臺(tái)型，支撐外筒(1)下部(10)為圓環(huán)型，支撐外筒(1)的上部和下部之間為圓臺(tái)型；上刮泥單元(2)和下刮泥單元(3)為弓型；數(shù)個(gè)上刮泥單元(2)和數(shù)個(gè)下刮泥單元(3)設(shè)置在支撐外筒(1)中，上刮泥單元(2)和下刮泥單元(3)分別位于支撐外筒(1)的上部和下部；上刮泥單元(2)的上刮泥段(6)和下刮泥單元(3)的下刮泥段(7)為齒輪狀，且齒輪的傾角向下；上刮泥單元(2)的上刮泥段(6)和下刮泥單元(3)的下刮泥段(7)形成緊密一周。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆具外壁泥漿清理裝置，其特征在于:所述上刮泥單元(2)的上刮泥段(6)和下刮泥單元(3)的下刮泥段(7)所在圓弧的圓心角，靜置時(shí)為50°?140°，受到鉆具由內(nèi)向外的應(yīng)力時(shí)為100°?160°。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆具外壁泥漿清理裝置，其特征在于:所示的支撐外筒(1)上設(shè)置有上插口(8)和下插口(9)，上插口(8)和下刮泥單元的下插口(9)相互錯(cuò)開;上刮泥單元(2)的L型固結(jié)(4)插設(shè)在上插口(8)中；下刮泥單元(3)的L型固結(jié)(5)插設(shè)在下插口(9)中。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鉆具外壁泥漿清理裝置，由支撐外筒和數(shù)個(gè)上、下刮泥單元共同組成，數(shù)個(gè)刮泥單元固定設(shè)置在支撐外筒內(nèi)，根據(jù)鉆進(jìn)過(guò)程中鉆具組合的使用情況，將刮泥單元設(shè)置為兩層以上，達(dá)到整個(gè)鉆柱的全尺寸刮泥效果。在鉆具提鉆時(shí)，鉆具通過(guò)刮泥單元將變形應(yīng)力傳遞到外筒。在使用時(shí)，鉆具所施加的力使刮泥單元發(fā)生彈性形變，刮泥單元之間出現(xiàn)空隙，通過(guò)上、下刮泥單元安裝的插口在水平位置上相互錯(cuò)開，使鉆具外壁整周泥漿均可得以有效刮除。本發(fā)明的刮泥單元方便拆卸與安裝，使得鉆具外壁鉆井液及時(shí)處理，保護(hù)鉆臺(tái)周圍環(huán)境，可減少人力成本與勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全。
【IPC分類】E21B37/02
【公開號(hào)】CN105484702
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610030061
【發(fā)明人】高科, 謝曉波, 邢立東, 楊秦川, 李香梅, 陳鈺瑩, 劉肖
【申請(qǐng)人】吉林大學(xué)
【公開日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2016年1月18日