石油工程技术 井下作业 钻、磨、铣类工具

钻、磨、铣类工具
1钻头类工具
1.1用途
各种形式的钻头在套管内使用,主要用于钻磨水泥塞、死蜡、死油、砂桥、盐桥等,特殊情况下可用来钻磨绳缆类等堆积卡阻。
1.2基本结构
钻头类工具有多种,包括尖钻头、鱼尾式刮刀钻头、领眼钻头、三刮刀钻头等,具体结构如图1所示。
图1四种钻头结构示意图
(a)尖钻头;(b)鱼尾式刮刀钻头;(c)领眼钻头;(d)三刮刀钻头
1.3工作原理
在钻压作用下,钻头吃入水泥等被钻物,再通过旋转,使吃入部分在圆周方向进行切
削,逐步将被钻物钻去。
1.4技术规范
钻头类工具技术规范见表1。
1.5操作方法及注意事项
1.5.1所选钻头外径尺寸应与套管公称尺寸及被钻磨物相匹配。
1.5.2钻头之上必须接安全接头。
1.5.3钻头水眼保持畅通。
1.5.4钻压一般不超过15KN,转数控制在80r/min以内,冲洗排量不低于0.8m3/min。
1.5.5磨铣过程中不得随意停泵,如需要停泵必须将管柱及钻头上提20m以上。
表1
钻头类工具技术规范2平底磨鞋
2.1用途
平底磨鞋是用底面所堆焊的YD 合金或耐磨材料去研磨井下落物的工具,如磨碎钻杆钻具等落物。2.2基本结构
平底磨鞋由磨鞋本体及所堆焊的YD 合金或其他耐磨材料组成。如图2所示。磨鞋体从上至
下有水眼。水眼可做成直通式或旁通式两种。
图2平底磨鞋图3凹面磨鞋图
1—磨鞋体;2—YD 合金1—磨鞋体;2—YD 合金
2.3工作原理
平底磨鞋依其底面上YD 合金和耐磨材料在钻压作用下,吃入并磨碎落物,磨屑随循环洗井液带出地面。2.4技术规范
平底磨鞋技术规范见表2。
表2
平底磨鞋技术规范
序号规格型号外型尺寸
mm 接头螺纹使用规范及性能参数
最大磨削直径分段D
mm
工作套管in
1PMB114D×250NC26(2A10)94,95,96,97,98,99,10141/22PMB127D×250NC31(210)106,107,108,109,110,111,11253PMB140D×230NC31(210)116,117,118,119,120,121,122,123,12451/24PMB168D×270NC38(310)145,146,147,148,149,150,151,15265/85
PMB178
D×280
NC38(310)
152,153,154,155,156,157,158,159
7
2.5操作方法及注意事项
套管公称尺寸
mm
114.3127.0139.7168.2177.8外径mm 92~95105~107114~118136~148146~158总长
mm
250300300300300接头螺纹
NC26-12E 60.32TBG
NC26-12E 73.02TBG
NC31-22C 73.02TBG
NC31-22C 73.02TBG
NC38-32E 88.9TBG
2.5.1操作方法
2.5.1.1下井前检查钻杆螺纹是否完好,水眼是否畅通,YD合金或耐磨材料不得超过本体直径。
2.5.1.2将平底磨鞋连接在工具最下端下井。
2.5.1.3下至鱼顶以上2~3m,开泵冲洗鱼顶。待井口返出洗井液流平稳之后,启动转盘慢慢下放钻具,使其接触落鱼进行磨削。
2.5.2注意事项
下钻速度不宜过快,作业中不得停泵。如果出现单点长期无进尺,应分析原因,采取措施,防止磨坏套管。对活动鱼顶不宜使用,以防止磨鞋带动落鱼向井底钻进,或损坏下面落鱼。
3凹面磨鞋
3.1用途
凹面磨鞋可以用于磨削井下小件落物以及其他不稳定落物。如钢球、螺栓、螺母、炮垫子、钻杆、牙轮等。由于磨鞋底面是凹面,在磨削过程中罩住落鱼,迫使落鱼聚集于切削范围之内而被磨碎,由洗井液带出地面。
3.2基本结构
凹面磨鞋的底面为5°~30°凹面角,其上有YD合金或其他耐磨材料,其余结构与平底磨鞋相同。如图3所示。
图4领眼磨鞋图5梨形磨鞋
1—磨鞋体;2—领眼锥体1—磨鞋本体;2—YD合金
3.3工作原理同平底磨鞋。
3.4技术规范同平底磨鞋。
3.5操作方法及注意事项
3.5.1操作方法同平底磨鞋。
3.5.2注意事项
除与平底磨鞋基本相同外,尚需注意:在磨削较长落物时(如钻杆、钻挺等),容易出现固定部位磨削,当YD合金和耐磨材料全部磨损后,落物进入工具本体,形成落物与本体摩擦,使泵压
上升无进尺,扭矩下降。此时应上提钻具再轻压,改变磨削位置。
4领眼磨鞋
4.1用途
领眼磨鞋可用于磨削有内孔,且在井下处于不定而晃动的落物,如钻杆、钻挺、油管等。4.2基本结构
领眼磨鞋由磨鞋体,领眼锥体或圆柱体两部分组成,底面中央锥体或圆柱体起着固定鱼顶的作用。如图4所示。
4.3工作原理
领眼磨鞋主要是靠进入落物内的锥体或圆柱体将落物定位,然后随着钻具旋转,焊有YD合金的磨鞋磨削落物,磨削掉的铁屑被修井液带到地面。
4.4技术规范
领眼磨鞋外径尺寸规范与平底磨鞋相同。领眼锥体根据不同磨铣对象而不同。
4.5操作方法及注意事项同平底磨鞋。
5梨形磨鞋
5.1用途
梨形磨鞋可以用来磨削套管较小的局部变形,修整在下钻过程中各种工具将接箍处套管造成的卷边及射孔时引起的毛刺、飞边,清整滞留在井壁上的矿物结晶及其他坚硬的杂物等,以恢复通径尺寸。
5.2基本结构
梨形磨鞋由磨鞋本体和焊接在其上的YD合金组成,本体上除过水槽及水眼处外,均堆焊很厚一层YD合金,焊后略成梨形而得名。如图5所示。
5.3工作原理
梨形磨鞋依靠前锥体上的YD合金铣切突出的变形套管内壁和滞留在套管内壁上的结晶矿物和其他杂质。其圆柱部分起定位扶正作用,铣下碎屑由洗井液上返带出地面。
5.4技术规范
技术规范见表3。
表3梨形磨鞋技术规范
190~1022338025NC26(2A10)41/2 2104~1122508025NC31(210)5
3112~12425510025NC31(210)51/2 4140~150********NC38(310)53/4 5152~158********NC38(310)65/8
5.5操作方法及注意事项
5.5.1操作方法同平底磨鞋。
5.5.2注意事项
5.5.2.1下井前检查梨形磨鞋最大尺寸必须小于套管内径。
5.5.2.2下钻过程中要慢下,防止严重刮碰套管。
5.5.2.3如出现单点磨铣、无进尺或进尺缓慢时,应及时分析采取措施。
6铣锥
6.1用途
用以修整略有弯曲或轻度变形的套管、修整下衬管时遇阻的井段和用以修整断口错位不大的套管断脱井段。当上下套管断口错位不大于40mm时,可用以将断口修直,便于下步工作顺利进行。
6.2基本结构
铣锥结构如图6所示。
图6铣锥结构示意图
6.3工作原理
铣锥是梨形磨鞋的后续工具,当用梨形磨鞋磨削通过套管变形段之后,而其他工具管柱仍不能顺利通过时,可采用铣锥磨铣,因其磨削作用是从套管径向方向磨削,可以增加套管的直度,故各级外径尺寸均相同,长度则逐级变化,以达到逐步修直的目的。
6.4技术规范
铣锥技术规范同梨形磨鞋,但长度须按表4选用。
表4铣锥长度系列表
级数一级二级三级四级
长度m0.3~0.50.5~11~1.8  1.8~2.5
6.5操作方法及注意事项
6.5.1下钻速度应在1~2m/min之内。有水刹车设备的应挂水刹车下钻,切忌快速下钻。其害处一是磨削合金会碰坏及损伤套管,二是在发生突然遇阻时会形成卡钻事故,而且难于处理。
6.5.2水槽必须畅通。
6.5.3洗井液必须清洁,防止堵死水眼。

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