一種鉆井用復(fù)合型套管刮管器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鉆井用復(fù)合型套管刮管器，所述刮管器包括軸向裝配在一起的柔性刮刀機(jī)構(gòu)和硬性刮刀機(jī)構(gòu)；所述柔性刮刀機(jī)構(gòu)主要由第一缸套、承壓機(jī)構(gòu)、芯軸及刮刀片組成，所述第一缸套周向上設(shè)有至少一組刮刀窗口，所述承壓機(jī)構(gòu)裝配在刮刀窗口上方的第一缸套內(nèi)，所述芯軸通過導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和復(fù)位彈簧裝配在第一缸套內(nèi)，該芯軸的上端與承壓機(jī)構(gòu)連接，且芯軸上設(shè)有對應(yīng)刮刀窗口的錐體，所述刮刀片徑向裝配在刮刀窗口內(nèi)；所述硬性刮刀機(jī)構(gòu)主要第二缸套、彈性元件及刮刀片組成，所述第二缸套周向上設(shè)有至少一組刮刀槽，所述刮刀片通過彈性元件徑向裝配在刮刀槽內(nèi)。本發(fā)明既實現(xiàn)了柔性清除異物，又實現(xiàn)了剛性清除異物，操作簡單、工作效率高。
【專利說明】
一種鉆井用復(fù)合型套管刮管器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及水平井完井、修井時的套管附著物的清障工具，具體是一種鉆井用復(fù)合型套管刮管器。
【背景技術(shù)】
[0002]油氣井經(jīng)過抽汲介質(zhì)、注入水質(zhì)等井下作業(yè)，油氣井內(nèi)套管內(nèi)壁上附有水泥塊、水泥環(huán)、硬蠟、各種鹽類結(jié)晶等附著物，由于套管附著物的出現(xiàn)，致使套管通徑變小。
[0003]傳統(tǒng)清除油氣井內(nèi)套管的方法為機(jī)械法、化學(xué)法及二者有機(jī)結(jié)合的方法，化學(xué)方法消耗大量的鉆井成本，且不可重復(fù)利用，故大多數(shù)油氣井內(nèi)套管內(nèi)壁清除異物常采用機(jī)械法清除。
[0004]機(jī)械法清除異物管內(nèi)異物可分為剛性清除異物法及柔性清除異物法兩種，剛性清除異物法雖然刮管效率高，但對套管損壞較大，柔性清除異物法對套管的保護(hù)較好，但清除頑硬的附著物效果不佳，在鉆井作業(yè)中，如果刮削方式選擇不合理，將影響作業(yè)施工進(jìn)度，傷害套管，同時消耗大量作業(yè)費用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于:針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種既實現(xiàn)了柔性清除異物，又實現(xiàn)了剛性清除異物，操作簡單、工作效率高的一種鉆井用復(fù)合型套管刮管器。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種鉆井用復(fù)合型套管刮管器，所述刮管器包括軸向裝配在一起的柔性刮刀機(jī)構(gòu)和硬性刮刀機(jī)構(gòu);所述柔性刮刀機(jī)構(gòu)主要由第一缸套、承壓機(jī)構(gòu)、芯軸及刮刀片組成，所述第一缸套周向上設(shè)有至少一組刮刀窗口，所述承壓機(jī)構(gòu)裝配在刮刀窗口上方的第一缸套內(nèi)，所述芯軸通過導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和復(fù)位彈簧裝配在第一缸套內(nèi)，該芯軸的上端與承壓機(jī)構(gòu)連接，且芯軸上設(shè)有對應(yīng)刮刀窗口的錐體，所述刮刀片徑向裝配在刮刀窗口內(nèi)；所述硬性刮刀機(jī)構(gòu)主要第二缸套、彈性元件及刮刀片組成，所述第二缸套周向上設(shè)有至少一組刮刀槽，所述刮刀片通過彈性元件徑向裝配在刮刀槽內(nèi)。
[0007]所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要由凸輪和裝配在第一缸套內(nèi)的限位銷組成，所述凸輪兩端通過推力軸承裝配在芯軸上，該凸輪外壁上設(shè)有“W”軌跡導(dǎo)向滑槽，所述限位銷徑向延伸至凸輪的導(dǎo)向滑槽內(nèi)。
[0008]進(jìn)一步，所述限位銷主要由盲孔狀結(jié)構(gòu)的蓋帽、滑塊及復(fù)位彈簧組成，所述蓋帽裝配在第一缸套上，所述滑塊通過復(fù)位彈簧裝配在蓋帽內(nèi)，該滑塊與凸輪的導(dǎo)向滑槽匹配。
[0009]所述承壓機(jī)構(gòu)主要由閥座、閥桿、活塞組成，所述閥座裝配在第一缸套上，所述閥桿軸向裝配在第一缸套上的閥座上，該閥桿外的閥座上設(shè)置有多個通孔，且該閥桿的末端與裝配在活塞上的孔板座間隙配合，所述活塞與第一缸套內(nèi)的芯軸上端固定連接。
[0010]進(jìn)一步，所述閥桿與孔板座以錐面間隙配合。
[0011]所述第一缸套上的刮刀窗口為兩組，這兩組刮刀窗口在第一缸套的軸向呈周向交錯排布。
[0012]進(jìn)一步，所述刮刀窗口為內(nèi)口大、外口小的階梯孔口。
[0013]所述第二缸套上的刮刀片通過刮刀槽兩端的壓板安裝。
[0014]進(jìn)一步，所述第二缸套上的刮刀槽為兩組，這兩組刮刀槽在第二缸套的軸向呈周向交錯排布。
[0015]所述芯軸的末端設(shè)置有浮子和堵頭，在浮子和堵頭之間的第一缸套壁上開有通孔。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明在復(fù)合型刮管器上裝配柔性刮刀和硬性刮刀，既實現(xiàn)了柔性清除異物，又實現(xiàn)了剛性清除異物，操作簡單、工作效率高。
【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0018]圖1是本發(fā)明柔性刮刀機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明硬性刮刀機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖中代號含義:I一柔性刮刀機(jī)構(gòu)；2—第一缸套;3—閥帽；4一閥座；5—閥桿;6—孔板座；7—活塞；8—銷子;9一凸輪；1—導(dǎo)向滑槽；11 一限位銷；12—推力軸承；18、19、
20--復(fù)位彈簧；13—芯軸;21、22—刮刀片；14一硬性刮刀機(jī)構(gòu)；15—第二缸套；16—壓板；
17一緊固螺釘；23—浮子;24—通孔；25—堵頭；26—維體;Wl—第一位置;W2—第二位置；W3—第三位置;W4—第四位置;W5—第五位置。
【具體實施方式】
[0022]參見圖1、圖2、圖3所示:本發(fā)明是一種鉆井用復(fù)合型套管刮管器，所述刮管器包括軸向裝配在一起的柔性刮刀機(jī)構(gòu)I和硬性刮刀機(jī)構(gòu)14。前述的柔性刮刀機(jī)構(gòu)I和硬性刮刀機(jī)構(gòu)14以由上至下軸向裝配(根據(jù)實際鉆井作業(yè)情況，也可以為硬性刮刀機(jī)構(gòu)14和柔性刮刀機(jī)構(gòu)I以由上至下軸向裝配)。通過在復(fù)合型套管刮管器上裝配柔性刮刀機(jī)構(gòu)I和硬性刮刀機(jī)構(gòu)14，既實現(xiàn)了柔性清除異物，又實現(xiàn)了剛性清除異物，操作簡單、工作效率高。
[0023]上述柔性刮刀機(jī)構(gòu)I主要由第一缸套2、承壓機(jī)構(gòu)、芯軸13及刮刀片21組成，所述第一缸套2周向上設(shè)有至少一組刮刀窗口，該刮刀窗口為內(nèi)口大、外口小的階梯孔口，保證刮刀片21的可靠安裝、動作。所述承壓機(jī)構(gòu)裝配在刮刀窗口上方的第一缸套2內(nèi)，所述芯軸13通過導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和復(fù)位彈簧19裝配在第一缸套2內(nèi)，該導(dǎo)向機(jī)構(gòu)位于復(fù)位彈簧19的上端，且之間設(shè)有背帽。該芯軸13的上端與承壓機(jī)構(gòu)連接，且芯軸13上設(shè)有對應(yīng)刮刀窗口的錐體26，所述刮刀片21徑向裝配在刮刀窗口內(nèi)，本發(fā)明中，第一缸套2上的刮刀窗口為兩組，這兩組刮刀窗口在第一缸套2軸向呈周向交錯排布。以保證第一缸套2周向上高密集覆蓋、提高套管刮管器的刮管效率。其中，所述承壓機(jī)構(gòu)主要由閥座4、閥桿5、活塞7組成，所述閥座4通過多個周向分布的銷子8裝配在第一缸套2上，所述閥桿5通過閥帽3軸向裝配在第一缸套2上的閥座4上，該閥桿5外的閥座4上設(shè)置有多個通孔24，且該閥桿5的末端與裝配在活塞7上的孔板座6間隙配合，所述活塞7通過軸承與第一缸套2內(nèi)的芯軸13上端固定連接。進(jìn)一步，所述閥桿5與孔板座6以錐面間隙配合;所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要由凸輪9和裝配在第一缸套2內(nèi)的限位銷11組成，所述凸輪9兩端通過推力軸承12裝配在芯軸13上，該凸輪9外壁上設(shè)有“W”軌跡導(dǎo)向滑槽10，所述限位銷11徑向延伸至凸輪9的導(dǎo)向滑槽10內(nèi)。進(jìn)一步，所述限位銷11主要由盲孔狀結(jié)構(gòu)的蓋帽、滑塊及復(fù)位彈簧18組成，所述蓋帽裝配在第一缸套2上，所述滑塊通過復(fù)位彈簧18裝配在蓋帽內(nèi)，該滑塊與凸輪9的導(dǎo)向滑槽10匹配。
[0024]上述硬性刮刀機(jī)構(gòu)14主要第二缸套15、彈性元件及刮刀片22組成，所述第二缸套15周向上設(shè)有至少一組刮刀槽，所述刮刀片22通過彈性元件徑向裝配在刮刀槽內(nèi)。其中，所述第二缸套15上的刮刀片22通過壓板16裝配刮刀槽上，該壓板16由緊固螺釘17固定在第二缸套15上(S卩，所述第二缸套15上的刮刀片22通過刮刀槽兩端的壓板16安裝)。進(jìn)一步，所述第二缸套15上的刮刀槽為兩組，這兩組刮刀槽在軸向呈周向交錯排布;所述本發(fā)明中的彈性元件為復(fù)位彈簧20。
[0025]上述芯軸13的末端設(shè)置有浮子23和堵頭25，在浮子23和堵頭25之間的第一缸套2壁上開有通孔24;上述活塞7與芯軸13連接處的芯軸13外表面上設(shè)置有密封結(jié)構(gòu);上述浮子23底端設(shè)置有密封結(jié)構(gòu)；上述第一缸套2分為上、下兩部分組成，上部分裝配承壓機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等、下部分裝配刮刀片等，上述芯軸13通過導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和復(fù)位彈簧裝配在第一缸套2內(nèi)，該復(fù)位彈簧一端抵至導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，另一端抵至第一缸套2分的上、下兩部分處。
[0026]工作過程:
當(dāng)芯軸13處于起始位置時，限位銷11位于凸輪9的導(dǎo)向滑槽10中第一位置Wl處，刮刀片21處于收縮轉(zhuǎn)態(tài)。
[0027]第一次開栗后，在泥漿壓力作用在承壓機(jī)構(gòu)上，迫使芯軸13向下移動，芯軸13上的凸輪9也隨之向下移動，同時限位銷11固定在第一缸套2上，不會移動，使得凸輪9相對于限位銷11發(fā)生轉(zhuǎn)動，限位銷11在導(dǎo)向滑槽10中滑動，限位銷11滑動由導(dǎo)向滑槽10的第一位置Wl處至導(dǎo)向滑槽10的第二位置W2處，此時限位銷11與導(dǎo)向滑相抵靠，當(dāng)凸輪9不再向下移動時，芯軸13也無法繼續(xù)下移，此階段芯軸13下行的距離為LI。與此同時，活塞7、孔板座6也向下下行LI的距離。此時，閥桿5仍位于孔板座6內(nèi)孔里，所有泥漿必須從閥桿5與孔板座6、間形成的狹小環(huán)空通過，此時過流面積最小，所以泥漿壓力相對最高；同時，刮刀片21仍處于收縮轉(zhuǎn)態(tài)。
[0028]隨后，泥漿栗第一次停止，泥漿環(huán)空壓力卸去，在復(fù)位彈簧19的作用下，芯軸13向上移動，此時，限位銷11從凸輪9的導(dǎo)向滑槽1的第二位置W2處滑至第三位置W3處，孔板座6回到初始位置。
[0029]當(dāng)泥漿栗第二次啟動，芯軸13向下移動，凸輪9也隨之下移，限位銷11從凸輪9的導(dǎo)向滑槽10的第三位置W3處滑至第四位置W4處，再滑至第五位置W5，此時限位銷11與導(dǎo)向滑槽10相抵靠，凸輪9不再向下移動，芯軸13也無法繼續(xù)下移，此階段芯軸13下行的距離為L2。與此同時，活塞7、孔板座6也向下L2的距離。此時，閥桿5離開孔板座6內(nèi)孔，它們之間的環(huán)空通道突然變大，與第一次開栗比較時，在排量相同的情況下，由于流通通道變大，使系統(tǒng)的泥漿壓力降低；同時，刮刀片21為伸出狀態(tài)。
[0030]隨后，泥漿栗第二次停止，泥漿環(huán)空壓力卸去，在復(fù)位彈簧19的作用下，芯軸13向上移動，此時，凸輪9、孔板座6等均回到初始位置。
[0031]如上循環(huán)，從而通過泥漿栗的啟動和停止，使其硬性刮刀機(jī)構(gòu)處于不同的工作狀態(tài)。當(dāng)泥漿壓力較高時，本發(fā)明專利硬性刮刀機(jī)構(gòu)I處于收縮狀態(tài)，此時，柔性刮刀機(jī)構(gòu)I在工作；當(dāng)泥漿壓力較低時，本發(fā)明專利硬性刮刀機(jī)構(gòu)I處于伸出狀態(tài)，可清除頑固污垢。
[0032]以上具體技術(shù)方案僅用以說明本發(fā)明，而非對其限制。盡管參照上述具體技術(shù)方案對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對上述具體技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明的精神和范圍。
【主權(quán)項】
1.一種鉆井用復(fù)合型套管刮管器，其特征在于:所述刮管器包括軸向裝配在一起的柔性刮刀機(jī)構(gòu)和硬性刮刀機(jī)構(gòu)； 所述柔性刮刀機(jī)構(gòu)主要由第一缸套、承壓機(jī)構(gòu)、芯軸及刮刀片組成，所述第一缸套周向上設(shè)有至少一組刮刀窗口，所述承壓機(jī)構(gòu)裝配在刮刀窗口上方的第一缸套內(nèi)，所述芯軸通過導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和復(fù)位彈簧裝配在第一缸套內(nèi)，該芯軸的上端與承壓機(jī)構(gòu)連接，且芯軸上設(shè)有對應(yīng)刮刀窗口的錐體，所述刮刀片徑向裝配在刮刀窗口內(nèi)； 所述硬性刮刀機(jī)構(gòu)主要第二缸套、彈性元件及刮刀片組成，所述第二缸套周向上設(shè)有至少一組刮刀槽，所述刮刀片通過彈性元件徑向裝配在刮刀槽內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉆井用復(fù)合型套管刮管器，其特征在于:所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要由凸輪和裝配在第一缸套內(nèi)的限位銷組成，所述凸輪兩端通過推力軸承裝配在芯軸上，該凸輪外壁上設(shè)有“W”軌跡導(dǎo)向滑槽，所述限位銷徑向延伸至凸輪的導(dǎo)向滑槽內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述鉆井用復(fù)合型套管刮管器，其特征在于:所述限位銷主要由盲孔狀結(jié)構(gòu)的蓋帽、滑塊及復(fù)位彈簧組成，所述蓋帽裝配在第一缸套上，所述滑塊通過復(fù)位彈簧裝配在蓋帽內(nèi)，該滑塊與凸輪的導(dǎo)向滑槽匹配。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉆井用復(fù)合型套管刮管器，其特征在于:所述承壓機(jī)構(gòu)主要由閥座、閥桿、活塞組成，所述閥座裝配在第一缸套上，所述閥桿軸向裝配在第一缸套上的閥座上，該閥桿外的閥座上設(shè)置有多個通孔，且該閥桿的末端與裝配在活塞上的孔板座間隙配合，所述活塞與第一缸套內(nèi)的芯軸上端固定連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述鉆井用復(fù)合型套管刮管器，其特征在于:所述閥桿與孔板座以錐面間隙配合。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉆井用復(fù)合型套管刮管器，其特征在于:所述第一缸套上的刮刀窗口為兩組，這兩組刮刀窗口在第一缸套的軸向呈周向交錯排布。7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述鉆井用復(fù)合型套管刮管器，其特征在于:所述刮刀窗口為內(nèi)口大、外口小的階梯孔口。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉆井用復(fù)合型套管刮管器，其特征在于:所述第二缸套上的刮刀片通過刮刀槽兩端的壓板安裝。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述鉆井用復(fù)合型套管刮管器，其特征在于:所述第二缸套上的刮刀槽為兩組，這兩組刮刀槽在第二缸套的軸向呈周向交錯排布。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉆井用復(fù)合型套管刮管器，其特征在于:所述芯軸的末端設(shè)置有浮子和堵頭，在浮子和堵頭之間的第一缸套壁上開有通孔。
【文檔編號】E21B37/02GK105971561SQ201610462012
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月23日
【發(fā)明人】沈建文, 王旭東, 王權(quán)陽, 黃屋宇, 王興忠, 李堯, 李林, 楊昌學(xué), 王存新
【申請人】中石化石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司, 中石化西南石油工程有限公司鉆井工程研究院