一种防卡型套管清洁工具的制作方法

本发明涉及一种油田钻井工具，更具体的说，本发明涉及一种可避免遇卡风险的防卡型套管清洁工具。

背景技术：

新井进行射孔作业后，为保证完井工具畅通无阻的下入及封隔器胶筒的顺利坐封，通常在完井作业前单独下入一趟刮管器、强磁打捞器等清洁工具对套管内壁上的水泥块、水泥环、铁屑、炮弹皮、石蜡、油污等杂物进行清除。

目前，常用的清洁工具是刮管器。在自由状态下，刮管器刀笼处的外径大于套管的内径，在工作状态下，则依靠刀笼外径与套管内径两者之间的过盈配合压缩弹簧，实现刮管器对套管内壁的刮削作业，以达到清洁效果。

但是，使用上述刮管器清理套管内壁时，如果遇到套管发生变形等复杂情况时，就容易发生刮管器遇卡的风险。

技术实现要素：

本发明的目的就是解决上述现有技术中所存在的问题，并为此提供了一种防卡型套管清洁工具。

本发明技术方案是：

一种防卡型套管清洁工具，包括上、下端分别连接中心管上接头和中心管下接头的中心管，所述中心管的外部同轴心安装其上端螺纹连接接箍的心轴，所述心轴的上、下部分别安装以销轴固定的外筒，所述心轴的中部安装中外筒装配体，所述中外筒装配体的上、下端分别安装由刮块挡片、刀块和刀块弹簧构成的上、下两组刀笼，两组所述刀笼的相反侧分别安装与中心管同轴心的锥体和连接所述外筒的挡环，两个所述的刀笼分别通过位于它们同侧的挡环和中外筒装配体予以限位，所述锥体和挡环径向之间的空腔内安装有连接活塞的弹簧，所述的活塞通过间隙配合安装于所述心轴和外筒之间的空腔内并以活塞的端面定位。

所述的心轴为通过心轴接箍相连接的两段式结构。

所述中心管的上部和下部分别设置有与所述的心轴构成独立通道的上部轴向桥式通道和下部轴向桥式通道，且在所述中心管的上端内侧设有4道密封槽。

两个所述的活塞对称安装且可实现无限次循环往复运动，所述活塞的外表面均匀分布5组J型槽。

所述锥体的外端设置有台阶，另一端的外侧沿圆周均匀分布4个7°导斜面。

所述心轴的上部对称开有个斜向传压孔。

所述外筒的外端设置20°倒角，所述外筒的内端设置有与所述的挡环实现轴向定位的台阶。

所述挡环的外端设置有与所述的外筒实现轴向定位的台阶。

两组所述的刀笼在心轴上呈45°角交叉排列，所述刀笼中的刀块为4个，4个所述的刀块圆周均布在刀笼内。

所述的刀笼与锥体的连接部分设置有与所述锥体上7°导斜面相契合的导斜面。

所述的中外套筒装配体为通过螺栓连接的分瓣式结构。

本发明的有益效果在于：

(1)结构简单，便于操作，安全可靠。

(2)可通过液压驱动压力及弹簧的回复力实现刀笼中刀块的伸缩，并可使刀块收缩外径小于套管内径，从而避免清洁时被卡的风险。

(3)可与完井工具串一趟钻下入完成清洁作业，从而节省大量作业时间。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明中轴向桥式通道结构示意图；

图3是本发明中活塞结构示意图；

图4是本发明中导斜面的示意图；

图5是本发明中斜向传压孔的示意图；

图6是本发明中中外套筒装配体的端面；

图7是图6的侧视图。

附图标记：1、接箍；2、心轴；3、外筒；4、中心管上接头；5、活塞；6、销轴；7、锥体；8、弹簧；9、挡环；10、中心管；11、刀块挡片；12、刀块；13、刀笼；14、中外筒装配体；15、心轴接箍；16、刀块弹簧；17、中心管下接头；18、密封槽；19、斜向传压孔；20、上部轴向桥式通道；21、7°导斜面；22、下部轴向桥式通道。

具体实施方式

为使本发明更容易被清楚理解，以下结合附图和实施例对本发明的技术方案及其技术效果作出详细说明。

参照图1，一种防卡型套管清洁工具，包括中心管10，所述中心管10的上、下端分别螺纹连接安装中心管上接头4和中心管下接头17，所述中心管10的外部同轴心安装心轴2，所述心轴2的上端螺纹连接接箍1，所述心轴2的上、下部分别螺纹连接并以销轴6固定外筒3，所述心轴2的中部安装中外筒装配体14，所述中外筒装配体14的上、下端分别安装由刮块挡片11、刀块12和刀块弹簧16构成的两个刀笼13，两个所述刀笼13的相反侧分别安装与中心管10同轴心的锥体7和连接所述外筒3的挡环9，两个所述的刀笼13分别通过位于它们同侧的挡环9和中外筒装配体14予以限位，所述锥体7和挡环9径向之间的空腔内安装弹簧8，所述的弹簧8连接活塞5，两个所述的活塞5分别通过间隙配合安装于所述心轴2和外筒3之间的空腔内并以活塞5的端面予以定位。

所述的心轴2为通过心轴接箍15相连接的两段式结构。

所述中心管10的上部设置有上部轴向桥式通道20(参见图2)，所述中心管10的下部设置有下部轴向桥式通道22(参见图2)，所述的上部轴向桥式通道20和下部轴向桥式通道22与所述的所述心轴2共同构成独立通道，所述中心管10的上端内侧设置有4道密封槽18。

两个所述的活塞5对称安装且可实现无限次循环往复运动，所述活塞的外表面均匀分布5组J型槽(参见图3)。

所述锥体7的外端设置有台阶，另一端的外侧沿圆周均匀分布4个7°导斜面21(参见图4)。

所述心轴2的上部对称开有2个斜向传压孔19(参见图5)。

所述外筒3的外端设置20°倒角，所述外筒3的内端设置有与所述的挡环9实现轴向定位的台阶。

所述挡环9的外端设置有与所述的外筒实现轴向定位的台阶。

两个所述的刀笼13在心轴2上呈45°角交叉排列，所述刀笼13中的刀块12为4个，4个所述的刀块12圆周均匀分布在刀笼13内。

所述的刀笼13与锥体7的连接部分设置有与所述锥体7上的7°导斜面21相契合的导斜面，以通过所述锥体7的上移、下放来实现所述刀笼13在中外筒装配体14上的伸、缩运动。

所述的中外套筒装配体14为通过螺栓连接的分瓣式结构(参照图6、图7)，这样的设置方式，可为工具的整体装配提供方便。

所述的活塞5由液压驱动推动锥体7与8弹簧向刀笼13移动，从而使与所述锥体7配合的刀块12张开，当液压驱动去除后，则以所述弹簧8的回复力推动所述的锥体反向移动上移，使所述刀笼13中的刀块12收缩至原位。

本发明的防卡型套管清洁工具可通过标准螺纹与完井工具相连接，待其下入指定位置后，钻杆内打压的压力可通过所述中心管10上的传压孔进入到心轴2的传压通道，当压力达到设定值后，所述的活塞5带动锥体7移动并同时压缩所述的弹簧8使所述刀笼13中的刀块12张开，卸压后，所述的锥体7受所述弹簧8的回复力反向移动，同时，所述的活塞5在销轴5的作用下换向至特定槽内，所述的刀块12保持张开状态，进行清洁作业。

如果在清洁作业中本发明的清洁工具遇卡，则可采取向管柱内打压的方法，使压力通过中心管10的传压孔进入到心轴2的传压通道，从而使所述的活塞5在压力作用下带动所述的锥体7移动并压缩弹簧8，卸压后，受压缩的弹簧8回复带动锥体7反向移动，是所述的活塞5在销轴的作用下换向至另一槽内，致使刀块12收缩，使本发明的清洁工具的最大外径小于套管内径，从而解除被卡状态并从管柱内起出。

以上结合附图和实施例对本发明的技术方案进行了示意性描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式。本领域的普通技术人员应该能够理解，在实际应用中，本发明的结构形状或设置方式均有可能发生某些改变，而其他人员在其启示下也可能做出与其相似的设计。特别需要指出的是，只要不脱离本发明的设计宗旨，所有显而易见的改变，均包含在本发明的保护范围之内。