一种大斜度井用井眼清洁工具的制作方法
【专利说明】
[0001 ] 技术领域:
[0002]本实用新型涉及的是一种石油、天然气和地质钻井作业井眼清洁工具，具体涉及的是一种大斜度井用井眼清洁工具。
[0003]【背景技术】:
[0004]随着井眼井斜的增大，钻井产生的岩肩携带出地面也随之困难。由于井下岩肩的不能及时清除，在钻井作业中，遇阻划眼、卡钻现象时有发生，制约着该类井的钻井周期和施工质量。为此，解决大斜度井的岩肩携带问题是一个重要的技术。
[0005]传统的解决方法如“高粘钻井液塞”、提高转速、增大排量、频繁“短程起下钻”、加入润滑剂等在钻井施工已接近尾声时尚可一试，但若还有大段的井眼待钻，这些方法就难以解决随时可能出现的岩肩床危害问题。大斜度钻井不仅应考虑清除钻肩的问题，而且要做到清除井眼低端的钻肩沉积床。专利201220523686提供了一种钻柱式井眼清洁工具，采用了安装喷嘴、扰流块和刮削刃的方式，采用水力清洗与机械破岩相结合，清除岩肩沉积床，保持井眼清洁，但由于结构复杂，易损件多，因而安全性不能保证，存在寿命短问题，不能在现场推广应用。
[0006]
【发明内容】
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[0007]本实用新型的目的是提供一种大斜度井用井眼清洁工具，这种大斜度井用井眼清洁工具用于解决目前现场实际施工中，大斜度井的净化清洁施存在净化效果不好的问题。
[0008]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:这种大斜度井用井眼清洁工具包括清洁齿、本体、动力涡轮、内轮、下托盘，本体为筒状体，清洁齿环绕在本体外，清洁齿内壁镶嵌多个磁铁；内轮、动力涡轮、下托盘置于本体内，动力涡轮下部通过球轴承与下托盘连接，下托盘具有环形流孔，下托盘与本体固定连接，动力涡轮上部与内轮螺纹连接；内轮上筒壁内镶嵌多个磁铁，内轮上还具有泄流孔;清洁齿上的磁铁与内轮上的磁铁数目相同，--对应设置，相对应的磁铁磁性相反。
[0009]上述方案中动力涡轮上部中心设置螺纹孔，与内轮下部螺纹连接，动力涡轮下部为轴承腔，轴承腔上表面为圆弧形，球轴承设置在轴承腔内。球轴承配合具有摩擦小的特点，可大大减小上部动力机构和内轮转动的阻力。
[0010]上述方案中内轮的上部为上筒，下部为转动轴，中间为过渡斜面;转动轴下端有外螺纹，与动力涡轮连接，过渡斜面上留有泄流孔。
[0011 ]上述方案中内轮嵌有磁铁1-10块，最佳为3-6块，清洁齿上嵌有磁铁1-10块，最佳为3-6块，通过二者相同数目相反磁性的磁铁配合，带动外部清洁齿转动。
[0012]上述方案中下托盘由圆盘及圆柱组成，圆柱内部有空腔，空腔下表面为圆弧形，与球轴承相配合；圆盘上留有环形流孔，是钻井液下行通道;下托盘座在本体内部台肩上，并通过球轴承支撑上部动力涡轮和内轮。
[0013]上述方案中本体上下两端分别通过螺纹与上、下部钻柱相连，本体外侧上部留有台肩，清洁齿通过顶紧被顶固在台肩处。
[0014]上述方案中清洁齿外部为螺旋条棱切削齿，相邻的两个螺旋条棱切削齿间为螺旋状的导流槽，随着清洁齿高速旋转，刮擦岩肩床，进行机械清岩肩，同时螺旋状的导流槽迫使环空钻井液转向的同时流速加快，产生紊流，有利于岩肩的携带。
[0015]本实用新型具有以下有益效果:
[0016](I)本实用新型在钻井液作用下，清洁齿高速转动，机械清岩效果显著。
[0017](2)本实用新型动组件与静组件只有球轴承一处配合，摩擦小，转动扭矩大，寿命长。
[0018](3)本实用新型借助钻井液本来的能量，不需要额外进行能量补充;结构简单，易于实现，成本较低，易于在现场进行大面积推广。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型结构不意图；
[0020]图2是本实用新型本体结构示意图；
[0021 ]图3是本实用新型清洁齿结构示意图；?0022]图4是本实用新型动力涡轮结构示意图；
[0023]图5是本实用新型内轮结构不意图；
[0024]图6是图5中A-A剖视图。
[0025]1.清洁齿;2.本体;3.动力涡轮;4.内轮;5.下托盘;6.顶紧;7.球轴承;8.磁铁;9.上筒;10.环形流孔;11.泄流孔;12.台肩；13.条棱切削齿;14.导流槽。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本实用新型做进一步的说明:
[0027]如图1所示，这种大斜度井用井眼清洁工具包括清洁齿1、本体2、动力涡轮3、内轮4，下托盘5，参阅图2，本体2为筒状体，清洁齿I环绕在本体2外，清洁齿I内壁镶嵌多个磁铁8;内轮4、动力涡轮3、下托盘5置于本体2内，动力涡轮3下部通过球轴承7与下托盘5连接，下托盘5具有环形流孔10，下托盘5与本体2固定连接，动力涡轮3上部与内轮4螺纹连接，钻井液冲击动力涡轮叶片使动力涡轮3转动，并传递给内轮4;内轮4上筒壁内镶嵌多个磁铁8，内轮4上还具有泄流孔11，清洁齿I上的磁铁8与内轮4上的磁铁8数目相同，一一对应设置，相对应的磁铁8磁性相反。
[0028]如图4所示，动力涡轮3上部中心设置螺纹孔，与内轮4下部螺纹连接，动力涡轮3下部为轴承腔，轴承腔上表面为圆弧形的，球轴承7设置在轴承腔内。球轴承7配合具有摩擦小的特点，可大大减小上部动力机构和内轮4转动的阻力。
[0029]结合图5、图6所示，内轮4的上部为上筒9，下部为转动轴，中间为过渡斜面;转动轴下端有外螺纹，与动力涡轮3连接，过渡斜面上留有泄流孔11 ο内轮4嵌有磁铁1-1O块，最佳为3-6块，清洁齿I上嵌有磁铁1-10块，最佳为3-6块，由异性相吸原理，通过二者相同数目相反磁性的磁铁配合，当内部转动轴转动时，带动外部清洁齿I转动。
[0030]下托盘5由圆盘及圆柱组成，圆柱内部有空腔，空腔下表面为圆弧形的，与球轴承7相配合；圆盘上留有环形流孔10，是钻井液下行通道；下托盘5座在本体2内部台肩12上，并通过球轴承7支撑上部动力涡轮3和内轮4。
[0031]本体2上下两端分别通过螺纹与上部钻柱相连，本体2外侧上部留有台肩12，清洁齿I通过顶紧6被顶固在台肩12处。
[0032]如图3所示，清洁齿I外部为螺旋条棱切削齿13，相邻的两个螺旋条棱切削齿13间为螺旋状的导流槽14，随着清洁齿I高速旋转，刮擦岩肩床，进行机械清岩肩，同时螺旋状的导流槽14迫使环空钻井液转向的同时流速加快，产生紊流，有利于岩肩的携带。
[0033]本实用新型工作时，钻井液冲击动力涡轮3叶片带动动力涡轮3转动，动力涡轮3通过与内轮4下部柱体的螺纹固定配合带动内轮4转动。内轮4上部内嵌的磁铁8与清洁齿I内侧嵌入的磁铁8磁性对应相反。由异性相吸原理，内轮4转动时，会带动清洁齿I转动。随着清洁齿I高速旋转，外部为螺旋条棱切削齿13刮擦岩肩床，进行机械清岩肩。同时螺旋状的导流槽14迫使环空钻井液转向的同时流速加快，产生紊流，也有利于岩肩清除及携带。
【主权项】
1.一种大斜度井用井眼清洁工具，其特征在于:这种大斜度井用井眼清洁工具包括清洁齿(I)、本体(2)、动力涡轮(3)、内轮(4)、下托盘(5)，本体(2)为筒状体，清洁齿(I)环绕在本体(2)外，清洁齿(I)内壁镶嵌多个磁铁(8);内轮(4)、动力涡轮(3)、下托盘(5)置于本体(2)内，动力涡轮(3)下部通过球轴承(7)与下托盘(5)连接，下托盘(5)具有环形流孔(10)，下托盘(5)与本体(2)固定连接，动力涡轮(3)上部与内轮(4)螺纹连接；内轮(4)上筒壁内镶嵌多个磁铁(8)，内轮(4)上还具有泄流孔(11);清洁齿(I)上的磁铁(8)与内轮(4)上的磁铁(8)数目相同，一一对应设置，相对应的磁铁(8)磁性相反。2.根据权利要求1所述的大斜度井用井眼清洁工具，其特征在于:所述的动力涡轮(3)上部中心设置螺纹孔，与内轮(4)下部螺纹连接，动力涡轮(3)下部为轴承腔，轴承腔上表面为圆弧形，球轴承(7)设置在轴承腔内。3.根据权利要求1所述的大斜度井用井眼清洁工具，其特征在于:所述的内轮(4)的上部为上筒(9)，下部为转动轴，中间为过渡斜面;转动轴下端有外螺纹，与动力涡轮(3)连接，过渡斜面上留有泄流孔(11)。4.根据权利要求1所述的大斜度井用井眼清洁工具，其特征在于:所述的下托盘(5)由圆盘及圆柱组成，圆柱内部有空腔，空腔下表面为圆弧形，与球轴承(7)相配合；圆盘上留有环形流孔(10)，是钻井液下行通道;下托盘(5)座在本体(2)内部台肩(12)上，并通过球轴承(7)支撑上部动力涡轮(3)和内轮(4)。5.根据权利要求1所述的大斜度井用井眼清洁工具，其特征在于:所述的本体(2)上下两端分别通过螺纹与上、下部钻柱相连，本体(2)外侧上部留有台肩(12)，清洁齿(I)通过顶紧(6)被顶固在台肩(12)处。6.根据权利要求1所述的大斜度井用井眼清洁工具，其特征在于:所述的内轮(4)嵌有磁铁1-10块，最佳为3-6块，清洁齿(I)上嵌有磁铁1-10块，最佳为3-6块。7.根据权利要求1所述的大斜度井用井眼清洁工具，其特征在于:所述的清洁齿(I)夕卜部为螺旋条棱切削齿(13)，相邻的两个螺旋条棱切削齿(13)间为螺旋状的导流槽(14)。
【专利摘要】本实用新型涉及的是一种大斜度井用井眼清洁工具，这种大斜度井用井眼清洁工具包括清洁齿、本体、动力涡轮、内轮、下托盘，本体为筒状体，清洁齿环绕在本体外，清洁齿内壁镶嵌多个磁铁；内轮、动力涡轮、下托盘置于本体内，动力涡轮下部通过球轴承与下托盘连接，下托盘具有环形流孔，下托盘与本体固定连接，动力涡轮上部与内轮螺纹连接；内轮上筒壁内镶嵌多个磁铁，内轮上还具有泄流孔；清洁齿上的磁铁与内轮上的磁铁数目相同，一一对应设置，相对应的磁铁磁性相反。本实用新型在钻井液作用下，清洁齿高速转动，机械清岩效果显著。
【IPC分类】E21B37/02, E21B21/00
【公开号】CN205277374
【申请号】CN201620038752
【发明人】任喜东, 田景武, 刘欢
【申请人】东北石油大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年1月17日