专利名称：旋转冲砂井下工具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油天然气工业卡钻事故处理工具，特别涉及一种旋转冲砂井下工具。
背景技术：
在处理钻具卡钻事故的方法中，反扣钻杆倒扣是一种比较传统的工艺。但是，该方法较为复杂，而且在井下尤其是斜井中的应用过程中，有时会使事故处理复杂化，例如无目的的进行倒扣后，可能会把鱼头留在大肚子井段或全角变化率高的井段，从而造成找不到鱼头，进而导致事故处理失败，报废进尺甚至使井眼报废。当前使用较多的替代方法是测卡和爆炸松扣技术，这一技术可以及时而有效地取出卡点以上钻具，避免卡点上移。其技术要点包括通井、测卡点、松扣等。其中，通井是最为基础也是最为重要的部分，只有钻具水眼畅通，仪器能够顺利下入井中，才能够准确地测出卡点，进而实施后续工作。·目前，在通井过程中所采取的工艺多仅为在堵塞物上部某点实施爆炸松扣，然后下入能进入被卡钻具水眼的更小带笔尖的钻具进行钝击；在一些情况下，该方法能够钝击开水眼堵塞物，此时方可采用测卡点爆炸松扣，而后进行套铣铣通被卡的钻具，继而通过套铣倒扣，打捞出被卡管柱；但是，在大多数情况下，该方法不能钝击开水眼堵塞物，从而无法实施测卡点爆炸松扣。这样，下一步就需要实施震击解卡，如果能够震击开被卡钻具，则随同震击器一起捞出被卡全部钻具，实施解卡；若震击不开，则只能爆炸松扣后实施套铣倒扣作业，这样处理的卡钻事故周期就会更长，处理费用也会大幅度增加。因此，如何能够快速有效地打通钻具水眼堵塞物是一个亟待解决的问题。
发明内容为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种利用水力带动的可以快速、有效地清除钻具水眼堵塞物的旋转冲砂井下成套工具。为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下一种旋转冲砂井下工具，包括旋转冲砂总成、接头、堵塞器座以及钻杆；堵塞器座的上下两端分别与钻杆和接头通过螺纹紧固连接；接头的下端与被卡钻具连接；旋转冲砂总成设置在由接头、堵塞器座以及钻杆的内孔所连接形成的贯穿式空腔中。堵塞器座为空心柱状结构，且侧壁上设置有多个贯穿的旁通孔，堵塞器座内部空腔中的液体可以通过旁通孔上返并经井筒环空返至地面；在堵塞器座的内圆周面上位于旁通孔上方的位置处设置有下部内径小于上部内径的堵塞器座斜台。旋转冲砂总成包括笔尖钻头、冲管、堵塞器总成、冲管接头以及旋转总成；笔尖钻头设置在旋转冲砂总成的最下端，旋转总成设置在旋转冲砂总成靠近上方的位置处，堵塞器总成设置在二者之间。笔尖钻头与堵塞器总成之间、堵塞器总成与旋转总成之间均通过冲管连接；相邻两段冲管之间通过冲管接头相连接。堵塞器总成包括剪切短节、剪切钉、无油润滑轴承、梯形密封环、堵塞器以及自封胶环；堵塞器为空心柱状结构，且外圆周面上设置有下部外径小于上部外径的堵塞器斜台；堵塞器斜台的锥角与堵塞器座斜台的锥角相同，且堵塞器斜台的大端外径大于堵塞器座斜台的小端内径，以保证堵塞器能够固定嵌合在堵塞器座斜台上而不往下掉落。在堵塞器斜台的外圆周斜面上设置有梯形密封环，以实现堵塞器外部上下两侧之间的密封。剪切短节配合在堵塞器的内孔中，且剪切短节的两端均与冲管相连接；剪切短节通过剪切钉固定连接在堵塞器上；无油润滑轴承以及自封胶环均设置于堵塞器的内圆周面与冲管的外圆周面之间。当堵塞器总成碰到堵塞器座时，靠除堵塞器总成固定部分外的整个旋转冲砂总成的重量，就会剪断剪切钉，此时除堵塞器总成固定部分外的整个旋转冲砂总成就会自由下行，直到笔尖钻头碰到钻具内的堵塞物为止。无油润滑轴承可以起到扶正除堵塞器总成固定部分外的整个旋转冲砂总成的作用，同时还可以大大减少冲管下行及旋转时的磨阻。自封胶环在冲砂液体作用下，会将冲管抱住，使其产生堵塞器总成固定部分与冲管之间的密 封。旋转总成包括偏水眼接头、滚珠挡丝、滚珠以及轴承座；偏水眼接头为空心柱状结构，且侧壁上设置有两对轴线分别平行的、贯穿侧壁的偏心孔。当液流进入偏心孔后，就会产生两组扭矩，推动冲管及笔尖钻头旋转。轴承座、滚珠、滚珠挡丝以及偏水眼接头的上端一起构成一个轴承结构。优选的，接头为可退式卡瓦打捞筒。优选的，接头为由钻杆短节和安全接头构成的整体结构。采用本实用新型的旋转冲砂井下工具，可以快速、直接而有效地清除钻具内的堵塞物，减少了钻井成本，缩短了见井周期。
图I是本实用新型旋转冲砂井下工具的整体结构示意图。图2是本实用新型旋转冲砂井下工具的堵塞器座的结构示意图。图3是本实用新型旋转冲砂井下工具的旋转冲砂总成的结构示意图。图4是本实用新型旋转冲砂井下工具的堵塞器总成的结构示意图。图5是本实用新型旋转冲砂井下工具的旋转总成的结构示意图。图6a是本实用新型旋转冲砂井下工具的偏水眼接头的结构示意图；图6b是图6a的A-A剖面图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行进一步的详细说明。如图I所示，I是旋转冲砂总成，2是可退式卡瓦打捞筒，3是堵塞器座，4是钻杆。堵塞器座3的上下两端分别与钻杆4以及可退式卡瓦打捞筒2通过螺纹紧固连接；可退式卡瓦打捞筒2的下端与被卡钻具连接；旋转冲砂总成I设置在由可退式卡瓦打捞筒2、堵塞器座3以及钻杆4的内孔所连接形成的贯穿式空腔中。堵塞器座3为空心柱状结构，且侧壁上设置有多个贯穿的旁通孔31 ;在堵塞器座3的内圆周面上位于旁通孔31上方的位置处设置有下部内径小于上部内径的堵塞器座斜台32。旋转冲砂总成I包括笔尖钻头5、冲管6、堵塞器总成7、冲管接头8以及旋转总成9 ;笔尖钻头5设置在旋转冲砂总成I的最下端，旋转总成9设置在旋转冲砂总成I靠近上方的位置处，堵塞器总成7设置在笔尖钻头5与旋转总成9之间；笔尖钻头5与堵塞器总成7之间、堵塞器总成7与旋转总成9之间均通过冲管6连接；相邻两段冲管6之间通过冲管接头8相连接。堵塞器总成7包括剪切短节13、剪切钉14、无油润滑轴承16、梯形密封环17、堵塞器18以及自封胶环19 ;堵塞器18为空心柱状结构，且外圆周面上设置有下部外径小于上部外径的堵塞器斜台33 ;堵塞器斜台33的锥角与堵塞器座斜台32的锥角相同，且堵塞器斜台33的大端外径大于堵塞器座斜台32的小端内径；在堵塞器斜台33的外圆周斜面上设置有梯形密封环17 ;剪切短节13配合在堵塞器18的内孔中，且剪切短节13的两端均与冲管6相连接；剪切短节13通过剪切钉14固定连接在堵塞器18上；无油润滑轴承16以及自封胶环19均设置于堵塞器18的内圆周面与冲管6的外圆周面之间。 旋转总成9包括偏水眼接头20、滚珠挡丝21、滚珠22以及轴承座23 ;偏水眼接头20为空心柱状结构，且侧壁上设置有两对轴线分别平行的、贯穿侧壁的偏心孔34 ;轴承座23的下端设置有安装孔24 ;安装孔24的侧壁上设置有多个轴承孔25 ;偏水眼接头20的下端与冲管6连接，上端插入安装孔24中；偏水眼接头20插入安装孔24的一端的外圆周面上设置有多个与轴承孔25相对应的滚珠槽26 ;滚珠22同时嵌合在滚珠槽26以及轴承孔25中；滚珠挡丝21设置在轴承孔25中，且滚珠挡丝21的内侧压紧在滚珠22的外表面上。使用时，首先将可退式卡瓦打捞筒2、堵塞器座3以及钻杆4依次连接，并放入井下。然后将旋转冲砂总成I由钻杆4内孔投入，旋转冲砂总成I在重力的作用下加速运动，当堵塞器总成7碰到堵塞器座3时，剪切钉14在除堵塞器总成7固定部分外的整个旋转冲砂总成I的重量作用下被剪断，此时除堵塞器总成7固定部分外的整个旋转冲砂总成I就会自由下行，直到笔尖钻头5碰到钻具内的堵塞物为止。在无油润滑轴承16以及自封胶环19等的作用下，堵塞器18的上下两侧之间是隔绝的。向旋转冲砂总成I和钻杆4之间的环形区域内注入冲砂液体后，由于冲砂液体无法向堵塞器18下侧流动，只能进入偏水眼接头20上的偏心孔34中，从而带动偏水眼接头20连同冲管6、笔尖钻头5 —起旋转，将钻具内的堵塞物一点一点击碎。进入偏水眼接头20的冲砂液体从笔尖钻头5的内孔下端流出后，经由旋转冲砂总成I的外侧向堵塞器座3上的旁通孔31流动，并从旁通孔31流出，经井筒环空返至地面，完成冲砂液体的循环。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种旋转冲砂井下工具，包括接头(2)以及钻杆(4)，其特征在于还包括旋转冲砂总成(I)以及堵塞器座(3);所述堵塞器座(3)的上下两端分别与所述钻杆(4)以及所述接头(2)通过螺纹紧固连接；所述接头(2)的下端与被卡钻具连接；所述旋转冲砂总成(I)设置在由所述接头(2)、所述堵塞器座(3)以及所述钻杆(4)的内孔所连接形成的贯穿式空腔中； 所述堵塞器座(3)为空心柱状结构，且侧壁上设置有多个贯穿的旁通孔(31);在所述堵塞器座(3)的内圆周面上位于所述旁通孔(31)上方的位置处设置有下部内径小于上部内径的堵塞器座斜台(32)； 所述旋转冲砂总成⑴包括笔尖钻头(5)、冲管(6)、堵塞器总成(7)、冲管接头⑶以及旋转总成(9);所述笔尖钻头(5)设置在所述旋转冲砂总成(I)的最下端，所述旋转总成(9)设置在所述旋转冲砂总成(I)靠近上方的位置处，所述堵塞器总成(7)设置在所述笔尖钻头(5)与所述旋转总成(9)之间；所述笔尖钻头(5)与所述堵塞器总成(7)之间、所述堵塞器总成(7)与所述旋转总成(9)之间均通过所述冲管(6)连接；相邻两段所述冲管(6)之间通过所述冲管接头(8)相连接； 所述堵塞器总成(7)包括剪切短节(13)、剪切钉(14)、无油润滑轴承(16)、梯形密封环(17)、堵塞器(18)以及自封胶环(19);所述堵塞器(18)为空心柱状结构，且外圆周面上设置有下部外径小于上部外径的堵塞器斜台(33);所述堵塞器斜台(33)的锥角与所述堵塞器座斜台(32)的锥角相同，且所述堵塞器斜台(33)的大端外径大于所述堵塞器座斜台(32)的小端内径；在所述堵塞器斜台(33)的外圆周斜面上设置有所述梯形密封环(17)；所述剪切短节(13)配合在所述堵塞器(18)的内孔中，且所述剪切短节(13)的两端均与所述冲管(6)相连接；所述剪切短节(13)通过所述剪切钉(14)固定连接在所述堵塞器(18)上；所述无油润滑轴承(16)以及所述自封胶环(19)均设置于所述堵塞器(18)的内圆周面与所述冲管(6)的外圆周面之间； 所述旋转总成(9)包括偏水眼接头(20)、滚珠挡丝(21)、滚珠(22)以及轴承座(23)；所述偏水眼接头(20)为空心柱状结构，且侧壁上设置有两对轴线分别平行的、贯穿侧壁的偏心孔(34);所述轴承座(23)的下端设置有安装孔(24);所述安装孔(24)的侧壁上设置有多个轴承孔(25);所述偏水眼接头(20)的下端与所述冲管(6)连接，上端插入所述安装孔(24)中；所述偏水眼接头(20)插入所述安装孔(24)的一端的外圆周面上设置有多个与所述轴承孔(25)相对应的滚珠槽(26);所述滚珠(22)同时嵌合在所述滚珠槽(26)以及所述轴承孔(25)中；所述滚珠挡丝(21)设置在所述轴承孔(25)中，且所述滚珠挡丝(21)的内侧压紧在所述滚珠(22)的外表面上。
2.根据权利要求I所述的旋转冲砂井下工具，其特征在于所述接头(2)为可退式卡瓦打捞筒。
3.根据权利要求I所述的旋转冲砂井下工具，其特征在于所述接头(2)为由钻杆短节和安全接头构成的整体结构。
专利摘要本实用新型公开了一种旋转冲砂井下工具，包括旋转冲砂总成及由下至上依次连接的接头、堵塞器座和钻杆；堵塞器座的侧壁上设置有多个旁通孔，内圆周面上设置有堵塞器座斜台；旋转冲砂总成包括笔尖钻头、冲管、堵塞器总成、冲管接头以及旋转总成；堵塞器总成包括剪切短节、剪切钉、无油润滑轴承、梯形密封环、堵塞器以及自封胶环；堵塞器外圆周面上设置有堵塞器斜台；旋转总成包括偏水眼接头、滚珠挡丝、滚珠以及轴承座；偏水眼接头侧壁上设置有偏心孔；轴承座、滚珠、滚珠挡丝以及偏水眼接头的上端一起构成一个轴承结构。采用本实用新型的旋转冲砂井下工具，可以快速、直接而有效地清除钻具内的堵塞物，减少了钻井成本，缩短了见井周期。
文档编号E21B31/03GK202788713SQ201220503099
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者常青忠, 王殿云, 陶瑞东, 齐金涛, 王守岐, 张晓 , 王丕政 申请人:中国石油集团渤海钻探工程有限公司