一种通井刮削装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种通井刮削装置，该通井刮削装置包括中心管和安装于所述中心管周向、并相对于所述中心管缩放的刮刀组件，中心管包括具有预定锥度、且由下至上外径渐扩的锥形段，刮刀组件的刮刀内爪锥面抵靠于锥形段，并能够沿所述锥形段的侧壁滑动；刮刀内爪锥面在定位调节组件的作用下，在锥形段的预定轴向位置处固定或者解除固定。这样，该通井刮削装置不仅能够具有刮刀组件相对于中心管的扩张和收缩，还能够通过在锥形面上滑动范围的设置，扩大了刮刀组件外径的调整范围，从而更加适应特型矿井的内径变化，实现了套管内径上小下大和套管多处变形工况的顺利作业，提高了特型矿井的维护和施工成功率，避免发生安全事故，提高了生产安全性。
【专利说明】一种通井刮削装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及矿井施工工具【技术领域】，特别涉及一种通井刮削装置。
【背景技术】
[0002]在石油、天然气的开采过程中，需要针对矿井实施各种增产措施和检修作业，其中通井、刮削是多项施工作业中必不可少的工序。
[0003]通井的目的是检查套管有无变形、验证后续工序所用的井下工具能否顺利下到井下；刮削的目的是去除套管内壁上的垢、锈、毛刺等附着物，以保证后续工序下井的工具不发生刮伤损坏，保证工具正常工作。目前常规的通井方法，是根据套管和下井工具的规格，用外径和长度与之匹配的通井规，从井口下入，直至下到预定深度。常规的刮削方法，一般是使用外径在一定范围内可扩张、收缩的镶有硬质金属刮刀片的工具，如弹簧式刮削器，从井口刮到预定深度。
[0004]但是，施工现场经常遇到套管内径上小下大或者套管发生多处变形的情况，此时，以上常规的通井刮削工具由于外径固定或变化范围较小，可能下到矿井某一深度就无法继续下探，导致无法验证待操作套管段内径的实际尺寸，也无法保证带操作段套管内壁达到预定的刮削效果，这对于套管内径及内壁要求比较严格的作业，例如膨胀管补贴施工等，很可能导致施工失败，甚至发生安全事故。
[0005]因此，提供一种用于矿井的通井刮削装置，使其能够随着套管内径的变化在较大的范围内反复扩张、收缩，以实现套管内径上小下大和多处变形工况的作业，提高特型矿井的维护和施工成功率，避免发生安全事故。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的是提供一种通井刮削装置，其能够随着套管内径的变化在较大的范围内反复扩张、收缩，从而实现了套管内径上小下大和套管多处变形工况的顺利作业，提高了特型矿井的维护和施工成功率，避免发生安全事故，提高了生产安全性。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种通井刮削装置，包括中心管和安装于所述中心管周向、并相对于所述中心管缩放的刮刀组件，所述中心管包括具有预定锥度、且由下至上外径渐扩的锥形段，所述刮刀组件的刮刀内爪锥面抵靠于所述锥形段，并沿所述锥形段的侧壁滑动；所述刮刀内爪锥面在定位调节组件的作用下，在所述锥形段的预定范围内滑动。
[0008]优选地，所述定位调节组件包括调距环，所述调距环螺纹连接于所述刮刀组件的刮刀架的上端；所述调距环的上端面与所述中心管的上接头的下端面之间的距离，小于或者等于所述锥形段的锥面长度。
[0009]优选地，所述调距环周向开设有若干定位孔，所述刮刀架的预定位置开设有与所述定位孔配合的锁键槽，所述定位孔和所述锁键槽通过锁键可拆装地固定连接。
[0010]优选地，所述定位孔的数目为四个，且各所述定位孔沿所述调距环的周向均布。[0011]优选地，所述锁键通过锁键套固定于所述调距环。
[0012]优选地，所述定位调节组件还包括设置于所述中心管下段、且沿所述中心管的轴向延伸的轨道槽，和安装于所述刮刀组件的刮刀架、并在所述轨道槽内滑动的轨道销。
[0013]优选地，所述轨道槽包括长轨道和短轨道，所述短轨道的最低点和最高点分别于所述长轨道连通。
[0014]优选地，所述长轨道和所述短轨道分别设置有四个，且各所述长轨道和所述短轨道相间布置于所述中心管的周向。
[0015]优选地，所述轨道销的数目为四个，且各所述轨道销均布于所述刮刀架的周向。
[0016]优选地，所述锥形段的数目为四段，各所述锥形段沿所述中心管的轴向均布，且所述轨道槽设置于最下段所述锥形段的下方。
[0017]本实用新型所提供的通井刮削装置包括中心管和安装于所述中心管周向、并相对于所述中心管缩放的刮刀组件，中心管包括具有预定锥度、且由下至上外径渐扩的锥形段，刮刀组件的刮刀内爪锥面抵靠于锥形段，并能够沿所述锥形段的侧壁滑动；刮刀内爪锥面在定位调节组件的作用下，在锥形段的预定轴向位置处固定或者解除固定。
[0018]在作业过程中，首先根据井口的外径设定刮刀内爪锥面在锥形段上的滑动范围，当下井过程中遇到转弯处时，令刮刀内爪锥面滑道锥形段的最窄位置，此时刮刀组件的外径为最小值，通过转弯处后，重新令刮刀内爪锥面在锥形段的预定范围内滑动；当遇到井口扩大的情况时，重新设定刮刀内爪锥面在锥形段的滑动范围，扩大该滑动范围，以保证刮刀片始终与井壁相贴合，保证了刮削效果；这样，该通井刮削装置不仅能够具有刮刀组件相对于中心管的扩张和收缩，还能够通过在锥形面上滑动范围的设置，扩大了刮刀组件外径的调整范围，从而更加适应特型矿井的内径变化，实现了套管内径上小下大和套管多处变形工况的顺利作业，提高了特型矿井的维护和施工成功率，避免发生安全事故，提高了生产安全性。
[0019]在一种【具体实施方式】中，本实用新型所提供的定位调节组件包括调距环，该调距环螺纹连接于刮刀组件的刮刀架的上端；调距环的上端面与所述中心管的上接头的下端面之间的距离，小于或者等于锥形段的锥面长度。
[0020]在需要调节刮刀片的最大外径范围时，旋转调距环，改变其在刮刀架轴向上的位置，从而改变刮刀内爪锥面在锥形段上滑动的范围。具体地，在刮刀组件向上运动时，调距环、刮刀片等均同步向上运动，当调距环的上端面与中心管的上接头的下端面相抵触时，刮刀组件无法继续向上运动，则通过调距环在中心管轴向位置的调节，改变了调距环上端面与上接头下端面之间的轴向距离，从而改变了刮刀片在锥形面上滑动的最高位置，改变了刮刀片的外径变化范围。这样，通过调距环的设置，实现了刮刀片外径的更改，结构较为简单，操作精确度较高。
[0021]在另一种【具体实施方式】中，本实用新型所提供的轨道槽包括长轨道和短轨道，短轨道的最低点和最高点分别与长轨道连通，在轨道销进入短轨道时，刮刀内爪锥面处于锥形段的外径最小处，在轨道销进入长轨道时，刮刀内爪锥面能够在预定范围内沿锥形段的锥面滑动；当轨道销在短轨道内运行时，刮刀片的外径最小，需要变大时，上提中心管使轨道销处于上端与长轨道连通的位置，转动中心管至预定角度，轨道销进入长轨道内，轨道销越接近长轨道上端，刮刀片的外径越大；再次需要变小时，下放中心管使轨道销处于长轨道与短轨道底端的连通处，转动中心管至预定角度，轨道销又进入短轨道内。这样，无需记忆上一次操作后的状态，只要上提中心管时转动，刮刀片的外径就会进入小径状态，只要下放中心管时转动，刮刀片的外径就会进入大径状态，施工操作简单，简化了工作过程。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型所提供的通井刮削装置一种【具体实施方式】的结构示意图；
[0023]图2为图1所示通井刮削装置在A-A方向的剖视图；
[0024]图3为图1所示通井刮削装置的局部剖视图；
[0025]图4为图1所示通井刮削装置中刮刀片的结构示意图；
[0026]图5为图1所示通井刮削装置中中心管一种【具体实施方式】的结构示意图；
[0027]图6为图1所示通井刮削装置中刮刀组件与调距环的装配图。
【具体实施方式】
[0028]本实用新型的核心是提供一种通井刮削装置，其能够随着套管内径的变化在较大的范围内反复扩张、收缩，从而实现了套管内径上小下大和套管多处变形工况的顺利作业，提高了特型矿井的维护和施工成功率，避免发生安全事故，提高了生产安全性。
[0029]为了使本【技术领域】的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细说明。
[0030]请参考图1至图4，图1为本实用新型所提供的通井刮削装置一种【具体实施方式】的结构示意图；图2为图1所示通井刮削装置在A-A方向的剖视图；图3为图1所示通井刮削装置的局部剖视图；图4为图1所示通井刮削装置中刮刀片的结构示意图。
[0031]本实用新型所提供的通井刮削装置包括中心管I和安装于所述中心管I周向、并相对于所述中心管I缩放的刮刀组件2，中心管I包括具有预定锥度、且由下至上外径渐扩的锥形段，刮刀组件2的刮刀内爪锥面21抵靠于锥形段，并能够沿所述锥形段的侧壁滑动，刮刀内爪锥面21处于锥形段的小径处(即下端)时刮刀片23的外径最小，刮刀内爪锥面21在锥形段的锥面上由下至上滑动时，刮刀片23的外径渐扩；刮刀内爪锥面21在定位调节组件的作用下，在锥形段的预定轴向位置处固定或者解除固定。
[0032]可以理解地，文中所述上端是指靠近设备管柱的一端，下端是指作业时靠近井底的一端。上述刮刀组件2包括安装在中心管I上的刮刀架22和安装在刮刀架22上的刮刀片23，优选地，刮刀片23共八片，分为上、下两组，在周向均布于刮刀架22，各刮刀片23与刮刀架22之间分别安装至少三个弹簧24，以便在通过不同内径的管路时，通过弹簧24的微调，使刮刀片23的刀刃始终与井壁相贴合。另外，刮刀片23通过两个半圆挡环和四个螺钉固定于刮刀架22。
[0033]显然地，刮刀片23也不局限于八片两组的形式，也可以根据实际使用情况增加或者减少刮刀片23的组数和每组中的刮刀片数。
[0034]如图5所示，上述中心管I的上端具有上接头12，用于与设备的管柱相连接，其下端具有下接头，并采用螺纹连接的方式与下接头连接，上述锥形段设置于中心管I的中段，且锥形段可以设置有多段，其段数与刮刀片23的数目应该是与刮刀片23的数目相匹配的偶数段。例如，上述具有八片两组刮刀片23的实施例中锥形面设置四段，且各锥形段沿中心管I的轴向均布。
[0035]在作业过程中，首先根据井口的外径设定刮刀内爪锥面21在锥形段上的滑动范围，当下井过程中遇到转弯处时，令刮刀内爪锥面21滑道锥形段的最窄位置，此时刮刀组件2的外径为最小值，通过转弯处后，重新令刮刀内爪锥面21在锥形段的预定范围内滑动；当遇到井口扩大的情况时，重新设定刮刀内爪锥面21在锥形段的滑动范围，扩大该滑动范围，以保证刮刀片23始终与井壁相贴合，保证了刮削效果；这样，该通井刮削装置不仅能够具有刮刀组件2相对于中心管I的扩张和收缩，还能够通过在锥形面上滑动范围的设置，扩大了刮刀组件2外径的调整范围，从而更加适应特型矿井的内径变化，实现了套管内径上小下大和套管多处变形工况的顺利作业，提高了特型矿井的维护和施工成功率，避免发生安全事故，提高了生产安全性。
[0036]如图6所示，在上述【具体实施方式】中，本实用新型所提供的定位调节组件包括调距环3，该调距环3螺纹连接于刮刀组件2的刮刀架22的上端；调距环3的上端面与所述中心管I的上接头12的下端面之间的距离，小于或者等于锥形段的锥面长度，以避免刮刀片23已达到运动极限位置而无法定位，保证了调距环3限位功能的实现。
[0037]在需要调节刮刀片23的最大外径范围时，旋转调距环3，改变其在刮刀架22轴向上的位置，从而改变刮刀内爪锥面21在锥形段上滑动的范围。具体地，在刮刀组件2向上运动时，调距环3、刮刀片23等均同步向上运动，当调距环3的上端面与中心管I的上接头12的下端面相抵触时，刮刀组件2无法继续向上运动，则通过调距环3在中心管I轴向位置的调节，改变了调距环3上端面与上接头12下端面之间的轴向距离，从而改变了刮刀片23在锥形面上滑动的最高位置，改变了刮刀片23的外径变化范围。这样，通过调距环3的设置，实现了刮刀片23外径的更改，结构较为简单，操作精确度较高。
[0038]上述调距环3周向开设有若干定位孔，刮刀架22的预定位置开设有与定位孔配合的锁键槽，定位孔和锁键槽通过锁键可拆装地固定连接；当需要调整调距环3时，拔下锁键，调距环3沿刮刀架22的轴向运动，到达指定位置后，另外的定位孔即与锁键槽相对，插入锁键实现重新定位；该种定位结构简单，拆装方便。
[0039]上述定位孔沿调距环3周向开设若干组的同时，可以在调距环3的轴向开设多个，以便在调距环3轴向换位后能够与刮刀架22重新连接。显然地，定位孔可以设计为长条孔，在轴向延伸的长条孔能够实现与轴向不同位置的连接。
[0040]具体地，上述定位孔为长条孔，且其数目可以为四个，且各定位孔沿调距环3的周向均布，即调距环3在周向每转过90°，定位孔即能够再次与锁键槽相对；以调距环3螺纹螺距设计为IOmm为例，调距环3每旋转90°，它在刮刀架22上位移仅2.5mm ;已知中心管I上圆锥面的锥度为1:5，因此可计算出调距环3位移2.5mm，刮刀片23直径变化范围为
0.5mm,直径变化量0.5mm就已经满足使用需要，因此不必随时锁定，设置四个定位孔不仅能够满足调距环3的调距精度，且能够简化结构。从理论上来讲，定位孔在周向的设置密度越大，调距环3的调整精度越高，定位孔的实际设置数目因根据实际使用要求确定。
[0041]上述锁键可以通过锁键套31固定于所述调距环3，以提高锁键的固定可靠性；从理论上来讲，锁键也可以为开口销的形式，此时不需设置锁键套31等结构。
[0042]在上述【具体实施方式】中，本实用新型所提供的定位调节组件还包括轨道槽4和轨道销5，该轨道槽4设置于中心管I下段、且沿中心管I的轴向延伸，轨道销5安装于刮刀组件2的刮刀架22、并能够在轨道槽4内滑动。
[0043]本实用新型所提供的轨道槽4包括长轨道41和短轨道42，短轨道42的最低点和最高点分别与长轨道41连通，在轨道销5进入短轨道42时，刮刀内爪锥面21处于锥形段的外径最小处，在轨道销5进入长轨道41时，刮刀内爪锥面21能够在预定范围内沿锥形段的锥面滑动；当轨道销5在短轨道42内运行时，刮刀片23的外径最小，需要变大时，上提中心管I使轨道销5处于上端与长轨道41连通的位置，转动中心管I至预定角度，轨道销5进入长轨道41内，轨道销5越接近长轨道41上端，刮刀片23的外径越大；再次需要变小时，下放中心管I使轨道销5处于长轨道41与短轨道42底端的连通处，转动中心管I至预定角度，轨道销5又进入短轨道42内。这样，无需记忆上一次操作后的状态，只要上提中心管I时转动，刮刀片23的外径就会进入小径状态，只要下放中心管I时转动，刮刀片23的外径就会进入大径状态，施工操作简单，简化了工作过程。
[0044]与刮刀数和锥形段的数目匹配地，上述轨道槽4设置有四组，即长轨道41和短轨道42分别设置有四个，且各长轨道41和短轨道42相间布置于中心管I的周向，相应地，轨道销5也设置有四个，均安装在刮刀架22下端开设的销孔内，由轨道销套和螺钉固定。
[0045]下面以上述【具体实施方式】为例，简述本实用新型所提供的通井刮削装置的工作过程。
[0046]下井前在地面设定好变径范围，具体地，旋转调距环3至适当位置，并将调距环3锁定于该位置，此时刮刀片23运动的最大范围得到限定；然后下井，在下放管柱的整个过程中，刮刀片23在弹簧24的作用下始终贴着套管内壁刮削，但最小只能收缩到在地面设定的直径值；当轨道销5在短轨道42内运行时，刮刀片23的外径最小，需要变大时，上提管柱使轨道销5处于短轨道42位置高位，转动管柱超过四分之一圈，轨道销5进入长轨道41内，轨道销5越接近长轨道41位置，外径越大，由于下井前已经用调距环3设定了轨道销5在长轨道41内运行距离，当调距环3的上端面靠在中心管I接头下端面时，轨道销5不能再向上运动；需要再次变小时，下放管柱使轨道销5处于长轨道41低位，转动管柱超过四分之一圈，轨道销5又进入下一个短轨道42内；如此反复，这种可变径通井、刮削工具就能通过多处变形段，一直到达井底。
[0047]以上对本实用新型所提供的一种通井刮削装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。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，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种通井刮削装置，包括中心管(I)和安装于所述中心管(I)周向、并相对于所述中心管(I)缩放的刮刀组件(2)，其特征在于，所述中心管(I)包括具有预定锥度、且由下至上外径渐扩的锥形段(11)，所述刮刀组件(2)的刮刀内爪锥面(21)抵靠于所述锥形段，并沿所述锥形段的侧壁滑动；所述刮刀内爪锥面(21)在定位调节组件的作用下，在所述锥形段的预定范围内滑动。
2.根据权利要求1所述的通井刮削装置，其特征在于，所述定位调节组件包括调距环(3)，所述调距环(3)螺纹连接于所述刮刀组件(2)的刮刀架(22)的上端；所述调距环(3)的上端面与所述中心管(I)的上接头(12)的下端面之间的距离，小于或者等于所述锥形段的锥面长度。
3.根据权利要求2所述的通井刮削装置，其特征在于，所述调距环(3)周向开设有若干定位孔，所述刮刀架(22)的预定位置开设有与所述定位孔配合的锁键槽，所述定位孔和所述锁键槽通过锁键可拆装地固定连接。
4.根据权利要求3所述的通井刮削装置，其特征在于，所述定位孔的数目为四个，且各所述定位孔沿所述调距环(3)的周向均布。
5.根据权利要求4所述的通井刮削装置，其特征在于，所述锁键(32)通过锁键套(31)固定于所述调距环(3)。
6.根据权利要求1至5任一项所述的通井刮削装置，其特征在于，所述定位调节组件还包括设置于所述中心管(I)下段、且沿所述中心管(I)的轴向延伸的轨道槽(4)，和安装于所述刮刀组件(2)的刮刀架(22)、并在所述轨道槽(4)内滑动的轨道销(5)。
7.根据权利要求6所述的通井刮削装置，其特征在于，所述轨道槽(4)包括长轨道(41)和短轨道(42)，所述短轨道(42)的最低点和最高点分别与所述长轨道(41)连通。
8.根据权利要求7所述的通井刮削装置，其特征在于，所述长轨道(41)和所述短轨道(42)分别设置有四个，且各所述长轨道(41)和所述短轨道(42)相间布置于所述中心管(I)的周向。
9.根据权利要求8所述的通井刮削装置，其特征在于，所述轨道销(5)的数目为四个，且各所述轨道销(5)均布于所述刮刀架(22)的周向。
10.根据权利要求8所述的通井刮削装置，其特征在于，所述锥形段的数目为四段，各所述锥形段沿所述中心管(I)的轴向均布，且所述轨道槽(4)设置于最下段所述锥形段的下方。
【文档编号】E21B37/02GK203559870SQ201320717709
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年11月14日 优先权日:2013年11月14日
【发明者】刘晓辉, 贾云祥 申请人:华鼎鸿基石油工程技术(北京)有限公司