新型的油井套管修复工具 |
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| 申请号 | CN201410738914.8 | 申请日 | 2014-12-08 | 公开(公告)号 | CN104533328A | 公开(公告)日 | 2015-04-22 |
| 申请人 | 沈阳航空航天大学; | 发明人 | 朱瑛; | ||||
| 摘要 | 一种新型的油井 套管 修复工具，包括至少两组 轴承 式机械修复单元、接头和磨削引导单元，其 中轴 承式机械修复单元之间通过接头连接，端部轴承式机械修复单元的一端安装磨削引导单元。本 发明 所达到的有益效果是：能够对油井套管实现长距离和短距离的修复。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种新型的油井套管修复工具，其特征在于: 包括至少两组轴承式机械修复单元、接头和磨削引导单元，其中轴承式机械修复单元之间通过接头连接，端部轴承式机械修复单元的一端安装磨削引导单元。 |
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| 说明书全文 | 新型的油井套管修复工具技术领域[0001] 本发明属于工具加工技术领域，特别涉及一种新型的油井套管修复工具。 背景技术[0002] 无论是在国内还是国外，随着油气田开发进入中后期；由于多种原因造成了大量的油、气、水井套管损坏，严重地影响着各油田的正常生产，给油田的生产和经营造成直接或间接的损失。在这些套管损坏井中，有些井尝试“带病生产”，每年需要花大量的大修“治理”费；还有相当部分的高产井因套损不能修复而被迫关井，使油田既定的各种开采措施和计划的实施受到制约。 [0003] 在现有的一些修复工具中，存在着各种各样的问题。对于目前市场上常用的套管修复工具中的磨鞋，存在着出刃少、有效的切削长度短，磨鞋的工况条件恶劣、加上堆焊层与基体金属结合不良，在扭力和冲击载荷的作用下，使得堆焊层整体脱落、反复换刀，因此造成磨削效率低、修井时间长，不能满足套管修复的需要。另外，这些磨鞋的硬质合金颗粒是随机堆焊在一起的，切削元件在整个磨鞋表面分布不均，造成磨削的性能分布不均，容易造成偏磨，甚至磨鞋报废。还有就是很多磨鞋的切削元件材料单一，但是井下工况复杂、套管壁、固井水泥以及各种地质层所需的磨削元件材料不同，因此这些磨鞋的磨削效率不高。而对于目前市场上常用的套管修复工具中的整形工具应用于修复套管的变形量小，在修复套管变形时，它们与套管直接接触，相对运动时容易产生滑动摩擦，工具磨损快，影响套管修复效率。对于长跨距弯曲变性修复时，一般的整形工具轴向尺寸短，对变形套管礅涨时，由于钢材本身的弹性恢复力将使胀管器的尺寸缩小，把胀管器卡死，将形成恶性卡钻事故。 发明内容[0004] 本发明针对现有技术的不足，提出了及一种新型的油井套管修复工具，适用于套管长距和短距弯曲变形的修复。 [0006] 所述的磨削引导单元为引鞋或者磨鞋。 [0008] 所述的磨鞋包括基体、磨削刃和水槽，其中基体的内部设置有磨削刃，水槽均匀的开在基体的表面。 [0009] 所述的磨削刃采取有序分布的方式排布在基体的内部。 [0010] 所述的水槽采用六水槽结构。 [0011] 所述的磨削刃选用硬质合金和人造聚晶金刚石的混合材料。 [0012] 本发明所达到的有益效果是：在这套修复工具里，芯轴的滚道能够为滚珠提供足够大的修复力，保证修复效果，合理结构解决了易损件的更换难度，提高了使用寿命；套筒则相当于一个支架，完成对滚珠的支撑和定位；设计的衬套是用来确保滚珠在滚道内正常的工作，安装完每个滚珠将衬套相应的压入，解决了滚珠安装困难的问题；引鞋和接头，在整个修复工过程中起到了连接的作用。磨削刃在基体内的分布采取有序分布的方式。磨削刃在端面及在纵向剖面内的有序排列，提高了使用寿命及切削时力的均衡性，有效的利用了不同材料的切削元件对材料不同的工件的切削性能。水槽采用六水槽结构设计，能够及时有效地把磨削的铁屑带走并对刀具的切削刃进行冷却。附图说明 [0013] 图1：为本发明结构示意图；图2：为图1的C-C剖视图； 图3：为磨鞋的结构示意图； 图4：为图3的右视图； 图中：1芯轴、2套筒、3滚珠、4衬套、5挡圈、6垫圈、7接头、8引鞋、9基体、10磨削刃、 11水槽。 具体实施方式[0014] 下面结合实施例对本发明作进一步的说明。 [0015] 实施例中磨鞋的磨削刃10的材料选用牌号为YT14的硬质合金和牌号为ACB-6的人造聚晶金刚石； 衬套4选用聚四氟乙烯材料； 如图1和2所示，该发明包括至少两组轴承式机械修复单元、接头7和磨削引导单元，其中轴承式机械修复单元之间通过接头7连接，端部轴承式机械修复单元的一端安装磨削引导单元，所述的磨削引导单元为引鞋8或者磨鞋。 [0016] 所述的轴承式机械修复单元包括芯轴1、套筒2、滚珠3、衬套4、挡圈5、垫圈6，芯轴1外套有套筒2，芯轴1上设置有滚道，套筒2上设置有孔，滚珠3通过套筒2上的孔嵌入芯轴1的滚道内，芯轴1的两端依次安装有挡圈5和垫圈6；如图3和4所示，所述的磨鞋包括基体9、磨削刃10和水槽11，其中基体9的内部设置有磨削刃10，水槽11均匀的开在基体9的表面，本实施例水槽为6个。 [0017] 所述的磨削刃10采取有序分布的方式排布在基体9的内部。 [0018] 所述的水槽11采用六水槽结构。 [0019] 本发明的使用方法：把套筒2套装在芯轴上，再将滚珠3通过每个套筒的孔装入芯轴的滚道内，最后压入衬套4。接着就是在芯轴端部装上挡圈5、垫圈6，再连接上接头7，然后连接下一级芯轴，按照这个步骤依次连接下去，完成多级安装后，在最后一级芯轴的端部安装上引鞋8。这样长距修复工具的安装就完成了。如果我们要修复短距弯曲变形的套管，我们只需去掉多级芯轴1，并把端部的引鞋8用磨鞋替换，首先将磨削刃10镶嵌在磨鞋的基体9里，然后用焊接材料将磨削刃10焊接固定。 [0020] 改发明在对长距套管弯曲变形部分进行修复时，它采用多级组装的方式，依靠的地面施加的冲击力（这种冲击力由钻具本身的重力或下击器来实现），利用滚珠3所在滚道直径的逐渐增加，对变形部位一点一点进行挤压，迫使套管变形减小，直至内径回复为止。对短距弯曲变形部分进行修复时，通过旋转的方式对变形的套管、固井水泥以及地质层进行磨铣，而磨屑则通过水槽11被及时的带走。 [0021] 本发明鉴于以往的刮刀钻头结构，改堆焊式为镶焊式。就是将磨削刃10镶嵌在磨鞋的基体9里，然后再靠焊接材料将磨削刃10焊接固定住。使以往磨削刃10的随机堆焊变为有序的分布。改变以往磨削刃10材料单一的情况，本次磨削刃10所采用的材料是硬质合金和对固井水泥以及地质岩切削性能较好的人造聚晶金刚石。采用芯轴1轨道对滚珠3支撑。有效的解决了在修复套管弯曲变形时所需的修复力不够的问题，给滚珠3提供了足够大的修复力。设计了聚四氟乙烯材料的衬套4，解决了滚珠3安装的难题，并且减少了套筒2的磨损，节约了大量的成本。 |
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