专利名称：一体式凹底磨鞋的制作方法
专利说明
一、技术领域本实用新型涉及一种磨铣井下落物的磨铣工具，尤其是一趟钻就能将掉落井下的三只牙轮磨铣掉的一体式凹底磨鞋。
二背景技术：
在钻进或起下钻过程中，由于所使用的钻具、工具的质量不过关、检查不严、操作不当或措施不力等原因都可能引起落物事故。常见的落物事故主要有牙轮钻头掉牙轮、断巴掌、掉弹子；测斜仪落井；卡瓦牙、吊钳牙、吊卡销等掉落井下。不对井下落物进行处理，无法继续钻进，处理井下落物事故的方法是用打捞工具进行打捞，但捞取井下落物并非易事。在井下落物难以打捞的情况下，就得用磨鞋下井磨铣，通过泥浆循环，将磨碎的金属屑携带至地面。传统的磨铣工具是焊接式平底磨鞋，但是，经过长期使用后，这种焊接式平底磨鞋暴露出了三大问题一是接头体和磨鞋体分开加工，然后焊接，如果焊接质量不好，整个磨鞋在井下使用过程中就可能断裂，引发更严重的事故，从而使事故进一步恶化；二是平底磨鞋在井下磨铣落物的过程中，落物很容易被拨到井壁上，因而不易磨到落物；三是这种磨鞋体最底面加工径向槽，泥浆通道由接头体内径经过磨鞋体中心到径向槽，然后通向井内环形空间，由于泥浆循环必须经过磨鞋体最底面的径向槽，因此，随着磨鞋的磨铣，磨鞋体不断变薄，在磨鞋体最底面的径向槽也逐渐变浅，这样，泥浆循环通道越来越不畅通，泥浆泵泵压升高，甚至憋泵，虽然磨鞋体底面镶焊的T107加长型钨钢块还很长，还可以继续磨铣落物，但也只好起钻另换磨鞋，这样，不但浪费磨鞋，而且增加了起下钻的次数，延长了建井周期，增加了钻井成本。
三
发明内容
为了克服焊接式平底磨鞋的不足，本实用新型提供一种一体式凹底磨鞋，该种磨鞋采用整体加工方法，提高了磨鞋的强度；磨鞋采用凹形底面，磨铣落物时落物不易跑掉，落物不会被拨到井壁上；在磨鞋体的侧面设计水槽，磨鞋在磨铣落物过程中，泥浆循环通道始终保持畅通，不会憋泵，如果牙轮钻头的三只牙轮同时掉落井内，仅用一只磨鞋就能将它磨铣掉，整个磨铣过程不用起钻更换磨鞋。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一体式凹底磨鞋，由磨鞋体、斜台肩、接头体、NC46内螺纹、倾斜孔、深水槽、铅垂孔、钨钢块和凹底组成，其特征在于磨鞋体设为圆柱形，上体直径小，下体直径大，变径处设有斜台肩，上体的上部设有内螺纹，上体下部设有中心孔；在中心孔底面向下体内打放射式三个斜孔，至下体的中上部，其夹角120°，在此斜孔对应向下打三个铅垂孔至下体底部，从斜台肩垂直向下与斜孔对应的120°夹角处铣三个浅水槽至下体的中下部，在此槽末端垂直向下铣三个深水槽，并铣掉部分铅垂孔；下体底部设为锥形凹底，在深水槽之间的凹底面上均匀设有若干个圆形凹孔，孔内镶焊有钨钢块。一体式凹底磨鞋采用203mm，40CrNiMo毛坯整体加工，与焊接式平底磨鞋比较，不存在焊接质量差而断裂的问题，提高了强度。用管螺纹车床将接头体和磨鞋体外径分别车至159mm和180mm，接头体和磨鞋体的过渡部分为斜台肩，斜台肩与铅垂方向的夹角加工成30°。接头体长度为280mm，接头体的上部用管螺纹车床按API标准加工NC46内螺纹，以便与钻柱的NC46外螺纹连接，接头体内径车至71mm。磨鞋体和斜台肩总长度为240mm，用管螺纹车床加工磨鞋体的底面成凹底，凹底顶点离磨鞋体最下端距离为15mm，这种凹底结构使得磨铣落物时，落物不易跑掉，落物不会被拨到井壁上而磨不到。在磨鞋体凹底，用镗床钻3个互成120°直径18mm深度80mm的铅垂孔，此3铅垂孔中心线与一体式凹底磨鞋中心线的距离分别为R50mm、R45mm、R40mm。在3铅垂孔互成120°方向上，用铣床，从磨鞋体外侧铣出宽18mm高80mm的深水槽，使之分别与3铅垂孔形成的圆柱面相切。在3铅垂孔互成120°方向上，用铣床，从磨鞋体和斜台肩的外侧，铣出宽18mm深10mm浅水槽，使浅水槽的槽底面与接头体外圆柱面相切。之后，在3铅垂孔互成120°方向上，以铅垂孔中心线与深水槽顶面的交点为圆心，用镗床钻3个18mm倾斜孔，3个倾斜孔中心线最上端应交于离磨鞋体最上端240mm处的磨鞋体的中心线上，并在3个铅垂孔互成的120°方向上。由于在磨鞋体的侧面设计水槽，循环泥浆不经过磨鞋体的凹底，避免了焊接式平底磨鞋在磨铣落物过程中泥浆循环通道不畅而憋泵的现象，整个磨铣过程不用起钻更换磨鞋。在磨鞋体的凹底，用钻床，按彼此间距4mm，钻150个直径8mm深度36mm的孔，所钻孔离深水槽和磨鞋体凹底边缘的距离不小于5mm，用铜焊条将T107加长型钨钢块(八棱、对棱尺寸7mm，总长40mm)镶焊于150个孔中，焊好后，钨钢块应露出磨鞋体的凹底4mm。使用一体式凹底磨鞋，钨钢块裸露部分磨平后，其埋焊部分可继续参与磨铣，提高了磨鞋的利用率，下一只磨鞋，就能将3只落井牙轮磨铣掉。
根据井眼大小选择相应尺寸的磨鞋，磨鞋应比井眼直径小15-30mm，本实用新型的规格型号是180mm，故可用于195mm-210mm的井眼。使用一体式凹底磨鞋，磨铣时的泥浆排量应为正常钻进排量的一半，防止把较大块碎铁冲离井底磨不到，而又返不出地面，磨铣时的转盘转速以40-60r/min为宜。在磨铣过程中，每20-30min应提起磨鞋划眼一次，在上提时注意有无阻力，在无阻力的情况下，上提2m左右向下划眼；每磨铣2-3h，应上提3-5m，停泵，上下活动钻具，待被泥浆冲起的碎铁下沉到井底后，再开泵循环，施加钻压进行磨铣。落物全部磨碎后，在起钻前，应将泥浆泵开大排量循环，洗井1-2周，将磨碎的金属屑全部排到井筒之外。携带金属屑从井底返出地面的泥浆循环路线是
泥浆泵至地面高压管线至立管至水龙带至水龙头至钻柱至一体式凹底磨鞋的接头体内径至磨鞋体的倾斜孔至冲洗井底金属屑形成紊流状态上返到磨鞋体的深水槽至磨鞋体浅水槽至钻柱和井壁之间形成的环形空间至泥浆出口管金属屑随泥浆返出井筒到地面至振动筛、除砂器等固控设备至泥浆净化池返回泥浆泵。
本实用新型的有益效果是，一体式凹底磨鞋强度高，在井下使用安全可靠；凹底磨鞋磨铣落物时，落物不易跑掉，落物不会被拨到井壁上而磨不到；由于水槽设计在磨鞋体的侧面，在磨铣全过程不用担心泥浆循环受阻、憋泵，磨鞋凹底裸露的钨钢块磨平后，其埋焊部分可继续参与磨铣，提高了单只磨鞋的利用率，减少了起下钻次数，缩短了建井周期，降低了钻井成本。本实用新型在胜利油田的孤北古1、恳622-7、利913、罗东20-2和孤东26等井的落物磨铣中，没有起下钻更换磨鞋，均用一只一体式凹底磨鞋就将落物磨铣掉，较快地处理了井下落物事故，确保在最短的时间内恢复钻井生产。
四
图1是本实用新型的半剖面图。
图2是本实用新型的半剖面图和钨钢块孔局部剖面图。
图3是图2的A向图。
图中1.磨鞋体，2.斜台肩，3.接头体，4.NC46内螺纹，5.浅水槽，6.倾斜孔，7.深水槽，8.铅垂孔，9.T107加长形钨钢块，10.凹底。
五具体实施方式
如图1所示，一种一体式凹底磨鞋，由磨鞋体1、斜台肩2、接头体3、NC46内螺纹4、倾斜孔6、深水槽7、铅垂孔8、钨钢块9和凹底10组成，其特征在于磨鞋体设为圆柱形，上体直径小，下体直径大，变径处设有斜台肩，上体的上部设有内螺纹，上体下部设有中心孔；在中心孔底面向下体内打放射式三个斜孔，至下体的中上部，其夹角120°，在此斜孔对应向下打三个铅垂孔至下体底部，从斜台肩垂直向下与斜孔对应的120°夹角处铣三个浅水槽5至下体的中下部，在此槽末端垂直向下铣三个深水槽，并铣掉部分铅垂孔；下体底部设为锥形凹底，在深水槽之间的凹底面上均匀设有若干个圆形凹孔，孔内镶焊有钨钢块。一体式凹底磨鞋采用203mm，40CrNiMo毛坯整体加工。用管螺纹车床将接头体3和磨鞋体1外径分别车至159mm和180mm，接头体3和磨鞋体1的过渡部分为斜台肩2，斜台肩2与铅垂方向的夹角加工成30°。接头体3长度为280mm，接头体3的上部用管螺纹车床按API标准加工NC46内螺纹4，接头体3内径车至71mm。磨鞋体1与斜台肩2总长度为240mm，用管螺纹车床加工磨鞋体1的底面成凹底10，凹底10的顶点离磨鞋体1最下端距离为15mm。在磨鞋体1的凹底10，用镗床钻3个互成120°直径18mm深度80mm的铅垂孔8，此3铅垂孔8中心线与一体式凹底磨鞋中心线的距离分别为R50mm、R45mm、R40mm。在3铅垂孔8互成120°方向上，用铣床，从磨鞋体1外侧铣出宽18mm高80mm的深水槽7，使之分别与3铅垂孔8形成的圆柱面相切。在3个铅垂孔8互成120°方向上，用铣床，从磨鞋体1和斜台肩2外侧，铣出宽18mm深10mm浅水槽5，使浅水槽5的槽底面与接头体3外圆柱面相切。之后，在3个铅垂孔8互成120°方向上，以铅垂孔8中心线与深水槽7顶面的交点为圆心，用镗床钻3个18mm倾斜孔6(如图3所示)，3个倾斜孔6中心线最上端应交于离磨鞋体1最上端240mm处的中心线上，并在3个铅垂孔8互成的120°方向上。在磨鞋体1的锥形凹底10，用钻床，按彼此间距4mm，钻150个直径8mm深度36mm的孔(如图2所示)，所钻孔离深水槽7和磨鞋体的锥形凹底10边缘的距离不小于5mm，用铜焊条将T107加长型钨钢块9镶焊于150个孔中，焊好后，T107加长型钨钢块9应露出磨鞋体1的凹底10，4mm。
权利要求1.一种磨铣井下落物的一体式凹底磨鞋，由磨鞋体、斜台肩、接头体、NC46内螺纹、倾斜孔、深水槽、铅垂孔、钨钢块和凹底组成，其特征在于磨鞋体设为圆柱形，上体直径小，下体直径大，变径处设有斜台肩，上体的上部设有内螺纹，上体下部设有中心孔；在中心孔底面向下体内打放射式三个斜孔，至下体的中上部，其夹角120°，在此斜孔对应向下打三个铅垂孔至下体底部，从斜台肩垂直向下与斜孔对应的120°夹角处铣三个浅水槽至下体的中下部，在此槽末端垂直向下铣三个深水槽，并铣掉部分铅垂孔；下体底部设为锥形凹底，在深水槽之间的凹底面上均匀设有若干个圆形凹孔，孔内镶焊有钨钢块。
专利摘要一种磨铣井下落物的一体式凹底磨鞋，由磨鞋体、斜台肩、接头体、NC46内螺纹、倾斜孔、深水槽、铅垂孔、钨钢块和凹底组成，其特征在于磨鞋体设为圆柱形，上体直径小，下体直径大，变径处设有斜台肩，上体的上部设有内螺纹，上体下部设有中心孔；在中心孔底面向下体内打放射式三个斜孔，至下体的中上部，其夹角120°，在此斜孔对应向下打三个铅垂孔至下体底部，从斜台肩垂直向下与斜孔对应的120°夹角处铣三个浅水槽至下体的中下部，在此槽末端垂直向下铣三个深水槽，并铣掉部分铅垂孔；下体底部设为锥形凹底，在深水槽之间的凹底面上均匀设有若干个圆形凹孔，孔内镶焊有钨钢块。本实用新型提高了对井下落物的磨铣速度，缩短了修井周期。
文档编号E21B31/00GK2864082SQ20052010548
公开日2007年1月31日 申请日期2005年8月16日 优先权日2005年8月16日
发明者张玉英, 王永宏, 李志勇 申请人:张玉英, 王永宏, 李志勇