液壓多功能刮壁工具的製作方法

2023-05-16 10:20:56

本實用新型涉及套管內壁清理工具技術領域，是一種液壓多功能刮壁工具。

背景技術：

在目前油田生產作業中，刮壁作業為後續工藝開展提供了有效的保障，是油田生產施工中的必要環節。然而，傳統機械刮壁器只有單一的刮壁功能，在下井前刮刀片就已經處於張開狀態，其無法與鑽、銑、磨、通井等工具同時下井作業，因而，必須在鑽、銑、磨、通井等修井作業完成起出鑽具組合，再更換上套管刮壁器後再下井進行刮壁作業，不能實現一趟鑽具組合下井同時完成多項聯作工序的目的，作業效率低、成本高。

先期裸眼完井是鑽頭鑽至油層頂界附近後，下技術套管注水泥固井，待水泥漿上返至預定的設計高度後，再從技術套管中下入直徑較小的鑽頭，鑽穿水泥塞，鑽開油層至設計井深完井。如果將傳統機械掛壁器連入鑽具組合中，在鑽裸眼段水泥塞時，卡鑽的風險特別高，勢必會增加深井及超深井施工作業的成本，降低生產效率。基於上述問題，為了提高生產效率，節約成本，有必要對傳統機械刮壁器進行優化改進，力求一趟鑽具組合下井能完成多項作業工序。

因此，現有油田生產使用的刮壁器在實際使用過程中存在以下不足：刮刀片始終處於張開狀態，無法和其他工具聯合作業，在裸眼段鑽井作業卡鑽風險高，安全性差。

技術實現要素：

本實用新型提供了一種液壓多功能刮壁工具，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決現有油田生產使用的刮壁器在實際使用過程中存在以下不足：刮刀片始終處於張開狀態，無法和其他工具聯合作業，在裸眼段鑽井作業卡鑽風險高，安全性差的問題。

本實用新型的技術方案是通過以下措施來實現的：一種液壓多功能刮壁工具，包括本體、刮塊組、限位機構、活塞和活塞套，本體內側設有上下貫通的憋壓通道，本體中部外側上下間隔分布有兩組刮塊組，每組刮塊組包括至少三個在本體上沿圓周分布的刮削塊，每上下相鄰的刮削塊均呈錯位分布，對應每個刮削塊位置的本體上均設有第一安裝槽，每個刮削塊的內側端面均位於與其對應的第一安裝槽內側，每個刮削塊中部均設有活塞槽，每個活塞槽內套裝有活塞，活塞頂部與對應位置的刮削塊通過緊固螺栓固定安裝在一起；對應活塞位置的本體上設有活塞孔，活塞孔內固定安裝有套裝在活塞外側的活塞套，並且活塞套與活塞通過第一剪切銷釘固定安裝在一起；活塞上下兩側的刮削塊內側與本體外側之間設有張緊彈簧，每個刮削塊的內側上端面上均固定有第一外限位凸臺，每個刮削塊的內側下端面上均固定有第二外限位凸臺，對應第一外限位凸臺和第二外限位凸臺外側的本體上設有能防止刮削塊從第一安裝槽內脫落的限位機構。

下面是對上述實用新型技術方案的進一步優化或/和改進：

上述限位機構可包括第三外限位凸臺、限位擋塊和固定擋塊，對應第二外限位凸臺外側的第一安裝槽開口位置的本體上設有第三外限位凸臺，對應第三外限位凸臺正上方的本體上設有呈外窄內寬的錐臺狀的豎直導向槽，並且豎直導向槽下端與第一安裝槽相通，豎直導向槽內設有限位擋塊，限位擋塊的下端位於第一外限位凸臺外側，限位擋塊上方的本體上設有第二安裝槽，第二安裝槽內設有固定擋塊，固定擋塊的下端抵緊在限位擋塊上，限位擋塊和固定擋塊分別通過緊固螺栓固定安裝在對應位置的本體外側，第三外限位凸臺和第二外限位凸臺之間的第一水平距離與第一外限位凸臺和限位擋塊之間的第二水平距離相等。

上述對應第一剪切銷釘上下兩側的活塞和活塞套之間可設有密封圈。

上述本體下端可設有能對憋壓通道進行憋壓的憋壓座，憋壓座包括接頭和剪切座，剪切座通過剪切力大於第一剪切銷釘的第二剪切銷釘固定安裝在接頭內側，第二剪切銷釘下方的剪切座內側設有洩壓環槽，對應洩壓環槽中部的剪切座上固定有水平投影在洩壓環槽下端面上的第四外限位環臺，對應洩壓環槽位置的剪切座上設有洩壓孔。

上述接頭上端與本體下端可通過螺紋連接固定安裝在一起。

上述本體下端可固定安裝有鑽杆，鑽杆下端固定安裝有鑽鋌，鑽鋌下端與接頭上端固定安裝在一起。

上述第二剪切銷釘上方的接頭和剪切座之間可設有密封圈。

本實用新型結構合理而緊湊，使用方便，其通過在本體和刮削塊之間設置活塞、活塞套等液壓裝置，可鑽塞等作業完成後，通過加壓的方式實現刮削塊後續張開的作用，一趟鑽具組合下井能完成多項作業工序，提高作業效率，降低作業成本，具有安全、省力、簡便、高效的特點。

附圖說明

附圖1為本實用新型最佳實施例的主視半剖視結構示意圖。

附圖2為本實用新型最佳實施例使用狀態的主視半剖視結構示意圖。

附圖3為附圖1中A處的局部放大結構示意圖。

附圖4為本實用新型最佳實施例中憋壓座的主視半剖視結構示意圖。

附圖中的編碼分別為：1為本體，2為活塞，3為活塞套，4為憋壓通道，5為刮削塊，6為緊固螺栓，7為張緊彈簧，8為第一外限位凸臺，9為第二外限位凸臺，10為憋壓球，11為第三外限位凸臺，12為限位擋塊，13為固定擋塊，14為第一剪切銷釘，15為密封圈，16為接頭，17為剪切座，18為第二剪切銷釘，19為洩壓環槽，20為第四外限位環臺，21為洩壓孔。

具體實施方式

本實用新型不受下述實施例的限制，可根據本實用新型的技術方案與實際情況來確定具體的實施方式。

在本實用新型中，為了便於描述，各部件的相對位置關係的描述均是根據說明書附圖1的布圖方式來進行描述的，如：前、後、上、下、左、右等的位置關係是依據說明書附圖1的布圖方向來確定的。

下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步描述：

如附圖1、2、3、4所示，該液壓多功能刮壁工具包括本體1、刮塊組、限位機構、活塞2和活塞套3，本體1內側設有上下貫通的憋壓通道4，本體1中部外側上下間隔分布有兩組刮塊組，每組刮塊組包括至少三個在本體1上沿圓周分布的刮削塊5，每上下相鄰的刮削塊5均呈錯位分布，對應每個刮削塊5位置的本體1上均設有第一安裝槽，每個刮削塊5的內側端面均位於與其對應的第一安裝槽內側，每個刮削塊5中部均設有活塞槽，每個活塞槽內套裝有活塞2，活塞2頂部與對應位置的刮削塊5通過緊固螺栓6固定安裝在一起；對應活塞2位置的本體1上設有活塞孔，活塞孔內固定安裝有套裝在活塞2外側的活塞套3，並且活塞套3與活塞2通過第一剪切銷釘14固定安裝在一起；活塞2上下兩側的刮削塊5內側與本體1外側之間設有張緊彈簧7，每個刮削塊5的內側上端面上均固定有第一外限位凸臺8，每個刮削塊5的內側下端面上均固定有第二外限位凸臺9，對應第一外限位凸臺8和第二外限位凸臺9外側的本體1上設有能防止刮削塊5從第一安裝槽內脫落的限位機構。

活塞套3和本體1之間可採用公知的螺紋連接。在使用時，先在本實用新型下方安裝內孔與憋壓通道4相通的打壓滑套，然後將二者接在前端為鑽頭的鑽具組合中，開鑽進行鑽塞作業，鑽塞作業結束後，投入憋壓球10，當憋壓球10經由憋壓通道4座入打壓滑套內後，從上方向鑽具組合內注入高壓流體，此時位於憋壓球10上方的憋壓通道4開始憋壓，隨著壓力的逐漸增大，第一剪切銷釘14被剪斷，活塞2在高壓流體的作用下向外移動；由於張緊彈簧7在安裝時處於壓縮狀態，隨著第一剪切銷釘14的剪斷，張緊彈簧7向外伸展，和活塞2一推動刮削塊5沿第一安裝槽向外側移動，當刮削塊5外側與限位機構抵緊後，停止外移，但是由於張緊彈簧7對其保持推動狀態，刮削塊5始終處於張開狀態，然後上下移動鑽具組合，帶動本實用新型對套管進行刮壁作業。其通過在本體1和刮削塊5之間設置活塞2、活塞套3等液壓裝置，可在鑽塞等作業完成後，通過加壓的方式實現刮削塊5後續張開的作用，一趟鑽具組合下井能完成多項作業工序，提高作業效率，降低生產成本。

可根據實際需要，對上述液壓多功能刮壁工具作進一步優化或/和改進：

如附圖1、2、3、4所示，限位機構包括第三外限位凸臺11、限位擋塊12和固定擋塊13，對應第二外限位凸臺9外側的第一安裝槽開口位置的本體1上設有第三外限位凸臺11，對應第三外限位凸臺11正上方的本體1上設有呈外窄內寬的錐臺狀的豎直導向槽，並且豎直導向槽下端與第一安裝槽相通，豎直導向槽內設有限位擋塊12，限位擋塊12的下端位於第一外限位凸臺8外側，限位擋塊12上方的本體1上設有第二安裝槽，第二安裝槽內設有固定擋塊13，固定擋塊13的下端抵緊在限位擋塊12上，限位擋塊12和固定擋塊13分別通過緊固螺栓6固定安裝在對應位置的本體1外側，第三外限位凸臺11和第二外限位凸臺9之間的第一水平距離與第一外限位凸臺8和限位擋塊12之間的第二水平距離相等。

如附圖1、2、3、4所示，本實用新型的安裝過程為先將刮削塊5置入第一安裝槽內，然後將限位擋塊12從第二安裝槽位置向下滑動，進入豎直導向槽內並且使限位擋塊12的下端位於第二外限位凸臺9外側，然後在第二安裝槽內裝入固定擋塊13，使其對限位擋塊12上端形成限位，最後通過緊固螺栓6分別將固定擋塊13和限位擋塊12與本體1固定安裝在一起；當刮削塊5在活塞2和張緊彈簧7的作用下處於張開狀態時，第一外限位凸臺8外側與限位擋塊12內側相抵緊、第二外限位凸臺9外側與三外限位凸臺11內側相抵緊，限位機構起到防止刮削塊5從第一安裝槽內脫離的限位作用，保證了本實用新型的穩定性；第一水平距離與第二水平距離相等可保證切削塊處於張開狀態時能夠保持豎直，防止卡鑽事故的發生。

如附圖1、2、3、4所示，對應第一剪切銷釘14上下兩側的活塞2和活塞套3之間設有密封圈15。在活塞2和活塞套3之間設置密封圈15，可形成密封，便於憋壓過程的順利進行。

如附圖1、2、3、4所示，本體1下端設有能對憋壓通道4進行憋壓的憋壓座，憋壓座包括接頭16和剪切座17，剪切座17通過剪切力大於第一剪切銷釘14的第二剪切銷釘18固定安裝在接頭16內側，第二剪切銷釘18下方的剪切座17內側設有洩壓環槽19，對應洩壓環槽19中部的剪切座17上固定有水平投影在洩壓環槽19下端面上的第四外限位環臺20，對應洩壓環槽19位置的剪切座17上設有洩壓孔21。使用時，憋壓座固定安裝在本體1下方，投球憋壓後刮削塊5張開，繼續對本體1內注入高壓流體，第二剪切銷釘18剪斷，剪切座17下行，當第四外限位環臺20座於洩壓槽下端面上後，上部鑽具組合內的流體依次通過洩壓槽和洩壓孔21進行洩壓，使得憋壓座上下的液體連通，便於進行其它作業。

如附圖1、2、3、4所示，接頭16上端與本體1下端通過螺紋連接固定安裝在一起。本實用新型在使用時，鑽具組合由鑽杆、鑽鋌、刮壁器、剪切座17和鑽頭由上至下依次連接而成，此種組合可以使刮削塊5儘可能地接近鑽頭，充分對鑽頭以上管柱實行刮壁作業，遺留水泥段較少。

如附圖1、2、3、4所示，本體1下端固定安裝有鑽杆，鑽杆下端固定安裝有鑽鋌，鑽鋌下端與接頭16上端固定安裝在一起。當對裸眼段鑽井進行刮壁作業時，易發生卡鑽事故，當卡鑽事故發生後，需從鑽具組合內下放爆破彈至裸眼段的鑽具阻卡位置，進行爆炸鬆口作業，本實用新型將憋壓座安裝在鑽鋌和鑽杆下端，其不會阻礙爆破彈的下行，保證爆破彈能夠到達卡鑽位置，利於爆破鬆口作業的進行。

如附圖1、2、3、4所示，第二剪切銷釘18上方的接頭16和剪切座17之間設有密封圈15。在第二剪切銷釘18上方的接頭16和剪切座17之間設置密封圈15可形成密封，便於憋壓過程的順利進行。

以上技術特徵構成了本實用新型的最佳實施例，其具有較強的適應性和最佳實施效果，可根據實際需要增減非必要的技術特徵，來滿足不同情況的需求。