一種二合一雙作用可旋轉套管擴眼設備的製作方法

2023-10-05 08:44:19

專利名稱：一種二合一雙作用可旋轉套管擴眼設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及深井鑽完井裝置，特別是石油深井、超深井完井下套管專用設備。
背景技術：
在深井、超深井完井下套管過程中，經常出現泥頁巖水化膨脹導致井眼縮徑甚至井壁坍塌，造成導致下套管遇阻。因受到固井方式的限制和套管柱本身強度的局限，套管柱不能旋轉，常規的處理方式只有起出套管柱後下鑽頭重新劃眼、通井，然後再重新下套管， 浪費了大量的人力和物力，並且對深井作業的最終完成增加了風險性。

發明內容
本發明的目的是提供一種操作簡便、能保證套管柱順利下入的一種二合一雙作用可旋轉套管擴眼設備。本發明的目的是這樣實現的一種二合一雙作用可旋轉套管擴眼設備，切削筒前部外表面上有切削合金塊，切削筒內腔安裝有渦輪總成，導向頭連接在切削筒前端，導向頭上有鑽井液排出孔；切削筒可轉動地套在外筒內壁面上，且二者之間設有密封圈；螺旋導杆置於外筒內腔，螺旋導杆後部與外筒連接，螺旋導杆為空心管狀體、其外表面均布四條左旋螺旋線；與螺旋導杆配合傳動，其內有四個螺旋槽的螺母套在螺旋導杆上，螺母固定在切削筒內壁面上。上述導向頭經絲扣連接在切削筒前端，螺旋導杆後部經絲扣與外筒連接；所述螺母端面上有棘齒；所述切削筒內壁上固定有棘輪，棘輪端面上有與螺母的端面棘齒相嚙合的棘齒。上述切削筒內位於螺母前方和後方分別經絲扣連接有前擋板和後擋板。上述螺旋導杆後部上旋接有緩衝螺釘。上述螺旋導杆上的四條螺旋線的螺旋角均為30度。施工中按以下兩種方式使用本發明二合一雙作用可旋轉套管擴眼設備。當下套管遇阻時，只需下壓本設備的外筒，與外筒連接的螺旋導杆下行，螺母產生旋轉，與螺母連接的切削筒隨之產生旋轉，利用切削筒上焊制的切削合金塊(碳化鎢)，快速處理套管遇阻問題，保證套管柱順利下入；當井眼縮徑嚴重，機械下壓方式不能完成擴眼處理井眼縮徑問題時，可開泵循環，通過套管柱循環鑽井液(鑽井液進入螺旋導杆內腔，再經過切削筒內腔進入導向頭內腔，最後從導向頭上鑽井液排出孔處排出，再經管道與泵形成循環管路)，鑽井液推動切削筒內的渦輪葉片(即渦輪總成)轉動，配合機械方式，提高扭矩，從而達到快速處理套管遇阻問題，保證套管柱順利下入。與現有技術相比，本發明的有益效果是
1、該設備能快速處理井眼縮徑導致下套管遇阻問題，保證套管柱順利下入，避免套管遇阻後起出來劃眼，節約了成本，降低了施工風險。2、該設備不影響原完井套管柱，操作簡單、方便。
3、螺旋導杆和螺母採用四條左螺旋配合，該螺旋的螺旋角選用30°，經理論計算， 當下壓50KN時，能產生2835N · M的扭矩。


圖1是螺旋導杆 上提至極限位置時本發明的結構圖。圖2是螺旋導杆下壓至極限位置時本發明的結構圖。圖3、圖4、圖5分別是圖1所示沿A-A線、B-B線和C-C線的剖面圖。圖6是圖1所示螺旋導杆的剖面圖。圖7是圖6所示螺旋導杆上有螺旋部分的斷面圖。圖8、圖9、圖10分別是圖1所示螺母的主視圖、右視圖和斷面圖。
具體實施例方式圖1、圖2示出，本二合一雙作用可旋轉套管擴眼設備，切削筒2前部外表面上有切削合金塊，切削筒2內腔安裝有渦輪總成11，導向頭1連接在切削筒2前端，導向頭1上有鑽井液排出孔；切削筒2可轉動地套在外筒9內壁面上，且二者之間設有密封圈(圖1中外筒前端小圓代表密封圈)；螺旋導杆8置於外筒9內腔，螺旋導杆8後部與外筒9連接，螺旋導杆為空心管狀體、其外表面均布四條左旋螺旋線(即四條左旋螺旋)；與螺旋導杆配合傳動，其內有四個螺旋槽的螺母6套在螺旋導杆8上，螺母6固定在切削筒2內壁面上(參見圖3、圖4、圖5)。外筒與切削筒之間有轉動間隙。導向頭1經絲扣連接在切削筒2前端，螺旋導杆8後部經絲扣與外筒9連接；螺母6端面上有棘齒；切削筒2內壁上固定有棘輪5， 棘輪5端面上有與螺母6的端面棘齒相嚙合的棘齒。棘輪經銷釘4固定在切削筒上。切削筒2內位於螺母6前方和後方分別經絲扣連接有前擋板3和後擋板7。參見圖8、圖9、圖10，螺母6內孔上均布有四條螺旋槽，與螺旋導杆的螺紋配做。 螺母端面(見圖8)有棘齒，該棘齒與棘輪的端面棘齒相嚙合。圖2中，螺母的端面棘齒與棘輪呈嚙合狀態，螺母被後擋板頂住。圖1中，螺母的端面棘齒與棘輪呈脫離狀態，螺母被前擋板頂住。棘輪的設計用作防止切削筒反向(不按設計方向)旋轉而引起其它各處絲扣(都是右旋絲扣)脫扣。參見圖6、圖7，螺旋導杆8後部上旋接有緩衝螺釘10。螺旋導杆8上的四條螺旋線的螺旋角均為30度。
權利要求
1.一種二合一雙作用可旋轉套管擴眼設備，其特徵是，切削筒(2)前部外表面上有切削合金塊，切削筒(2)內腔安裝有渦輪總成(11)，導向頭(1)連接在切削筒(2)前端，導向頭 (1)上有鑽井液排出孔；切削筒(2)可轉動地套在外筒(9)內壁面上，且二者之間設有密封圈；螺旋導杆(8)置於外筒(9)內腔，螺旋導杆(8)後部與外筒(9)連接，螺旋導杆為空心管狀體、其外表面均布四條左旋螺旋線；與螺旋導杆配合傳動，其內有四個螺旋槽的螺母(6) 套在螺旋導杆(8)上，螺母(6)固定在切削筒(2)內壁面上。
2.根據權利要求1所述的一種二合一雙作用可旋轉套管擴眼設備，其特徵是，所述導向頭(1)經絲扣連接在切削筒(2)前端，螺旋導杆(8)後部經絲扣與外筒(9)連接；所述螺母(6)端面上有棘齒；所述切削筒(2)內壁上固定有棘輪(5)，棘輪(5)端面上有與螺母(6) 的端面棘齒相嚙合的棘齒。
3.根據權利要求2所述的一種二合一雙作用可旋轉套管擴眼設備，其特徵是，所述切削筒(2)內位於螺母(6)前方和後方分別經絲扣連接有前擋板(3)和後擋板(7)。
4.根據權利要求3所述的一種二合一雙作用可旋轉套管擴眼設備，其特徵是，所述螺旋導杆(8)後部上旋接有緩衝螺釘(10)。
5.根據權利要求1 4任一權利要求所述的一種二合一雙作用可旋轉套管擴眼設備， 其特徵是，所述螺旋導杆(8)上的四條螺旋線的螺旋角均為30度。
全文摘要
一種二合一雙作用可旋轉套管擴眼設備，屬深井、超深井完井下套管專用設備。一種二合一雙作用可旋轉套管擴眼設備，切削筒前部外表面上有切削合金塊，切削筒內腔安裝有渦輪總成，導向頭連接在切削筒前端，導向頭上有鑽井液排出孔；切削筒可轉動地套在外筒內壁面上，且二者之間設有密封圈；螺旋導杆置於外筒內腔，螺旋導杆後部與外筒連接，螺旋導杆為空心管狀體、其外表面均布四條左旋螺旋線；與螺旋導杆配合傳動，其內有四個螺旋槽的螺母套在螺旋導杆上，螺母固定在切削筒內壁面上。本設備具有使用方便，以兩種方式保證套管柱順利下入的特點。
文檔編號E21B7/20GK102434103SQ201110293110
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月30日 優先權日2011年9月30日
發明者李科, 林明, 謝明輝, 謝萍 申請人:成都市興岷江電熱電器有限責任公司