本发明涉及一种石油天然气行业中钻井及测井领域用的钻井液搅拌通井工具。
背景技术：
在石油天然气行业开发过程中，钻井工程技术难度高，经济投入大，施工复杂，是油气藏开发过程中极为重要的环节。在钻完井过程中，需要使用大量的测井仪器对井下情况进行检测，通常测井仪器利用重力作用由电缆下放至井下工作位置，就这需要测井仪器和电缆可以顺利通过套管内钻井液。然而由于颗粒沉降，地层温度，尤其是完井过程中的水泥浆凝结放热等原因，套管内的钻井液很容易发生更加粘稠，产生巨大的结构力，导致测井仪器无法利用重力作用下放到工作区域。在这种情况下就需要进行通井作业。
目前的通井作业，普遍采用金属杆和硬质的塑料杆，在井口采用人工往复冲压的方式桶开钻井液中的泥块等高粘稠物。在一定深度情况下，现有的通井方式常常无法完成通井工作，尤其在粘稠段较长的情况下，该通井方法很难有效果，并且该通井方式周期长，效率低，人工劳动强度大。
基于上述技术背景，本发明特提供一种钻井液搅拌通井工具，有效提高通井作业的效率，降低作业成本。
技术实现要素：
本发明的目的是：为了解决测井仪器有效下放井下，有效完成通井作业的问题，特提供一种钻井液搅拌通井工具。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种钻井液搅拌通井工具，是由电缆、锥套、锁紧螺母、锁紧接头、连接头、电磁铁、电磁密封座、中心弹簧、锚体、压板、螺钉a、锚定弹簧、锚爪、衔铁、过渡接头、电机、电机定位筒、螺钉b、传动销、输入磁瓦座、输入磁瓦、输出磁瓦、输出磁瓦座、密封隔离套、角接触球轴承、扶正筒、定位螺帽、上传动套筒、滑销、下传动套筒、传动轴和搅拌头构成；其结构特征是：电缆由绝缘外皮和线芯构成，电缆一端的线芯分别与电磁铁和电机导通，电缆另一端的线芯与地面电控平台导通；电缆穿过锁紧接头内孔，锁紧接头内孔和电缆绝缘外皮用密封圈密封；锁紧接头上部轴向均匀设置四个分瓣，四个分瓣外圆设置为圆锥面，四个分瓣内孔设置为锯齿凹槽结构；锥套内腔设置为圆锥孔，锥套内腔圆锥孔和锁紧接头上部四个分瓣圆锥面贴合压紧；锁紧接头外圆中部和锁紧螺母内腔下部丝扣连接，锁紧接头外圆下部和连接头内孔上部丝扣连接；电磁密封座由不导磁材料304不锈钢制成，电磁铁安装在电磁密封座内腔上部；电磁密封座外圆上端和连接头内孔下端丝扣连接，电磁密封座下端插入过渡接头内孔，电磁密封座下端和过渡接头接触面用密封圈密封；锚体由不导磁材料304不锈钢制成，锚体内腔上端和连接头外圆下端丝扣连接，锚体内腔下端和过渡接头外圆上端丝扣连接；锚体外圆周向均匀设置三条扶正翼，每条扶正翼上均匀设置三个径向通孔连通锚体内外腔空间，每条扶正翼上设置一条轴向凹槽，每条轴向凹槽内均匀设置有四个螺钉孔；衔铁由导磁材料制成，衔铁内腔设置有一圈台阶面，衔铁外圆轴向均匀有三个圆锥面；衔铁置入锚体内腔；中心弹簧一端压紧衔铁内腔台阶面上，另一端压紧电磁密封座外圆台阶面；锚爪一端设置为球头，锚爪另一端的端面中部设置有凹槽，凹槽底部设置有沉孔，锚定弹簧安装在锚爪凹槽底部的沉孔内；锚爪和锚定弹簧整体置入锚体扶正翼上的径向通孔内，锚爪端部球头和衔铁外圆的圆锥面接触；压板穿过锚爪端面中部的凹槽，压板用螺钉a固定在锚体扶正翼上的轴向凹槽内；电机固定筒内腔上端和过渡接头外圆下端丝扣连接；电机固定筒内腔下部设置一圈凸起台阶，凸起台阶上周向均匀设置四个沉头孔；电机置入电机固定筒内腔，四个螺钉b穿过电机固定筒内腔下部凸起台阶上的四个沉头孔，螺钉b和电机固定；输入磁瓦座由不导磁材料304不锈钢制成，输入磁瓦座下端面设置一圈环形凹槽，八个输入磁瓦顺次固定在输入磁瓦座下端面环形凹槽内，输入磁瓦由强磁材料制成；输入磁瓦座内孔插入电机输出轴，输入磁瓦座上端和电机输出轴用传动销固定；密封隔离套由不导磁材料304不锈钢制成，密封隔离套上部内腔设置为盲孔，密封隔离套下端面设置一螺纹孔；密封隔离套内腔上端和电机固定筒外圆下端丝扣连接；八个输出磁瓦顺次固定在输出磁瓦座内腔，输出磁瓦由强磁材料制成；扶正筒外圆中部周向均匀设置六个扶正翼；两个角接触球轴承安装在扶正筒内孔，输出磁瓦座内腔下端和扶正筒外圆上端丝扣连接；扶正筒内腔插入密封隔离套外圆下部，两个角接触球轴承内孔和密封隔离套外圆下部间隙配合，定位螺帽和密封隔离套下端丝扣连接；上传动套筒内腔下端周向均匀设置六个销子凹槽；传动轴外圆上部周向均匀设置六个销子滑槽；传动轴置入上传动套筒内腔，滑销置入上传动套筒内腔销子凹槽和传动轴外圆销子滑槽形成的空腔内；下传动套筒上端和上传动套筒下端丝扣连接；搅拌头上端和传动轴下端丝扣连接；搅拌头外圆设置有螺旋叶片，螺旋叶片上设置有圆孔。
本发明的有益效果是：（1）电缆下放，电动搅拌粘稠钻井液，有效实现通井效果；（2）搅拌通井中，利用锚爪将反扭矩作用于套管壁上，避免了电缆扭转等副作用产生；（3）采用磁力驱动技术，避免机械传动带来的动密封问题，电机及电磁铁均采用静密封方式密封，密封安全可靠；（4）地面控制电机正反转，搅拌头在螺旋叶片作用下轴向往复运动，可有效实现长距离通井，通井效率高；（5）磁力驱动方式，可有效避免电机过载情况的发生；（6）地面监控电机电流，可实时反馈井下负载情况，监控方便；（7）地面电控平台进行控制，操作简单。
附图说明
图1是本发明一种钻井液搅拌通井工具的结构示意图。
图2是图1中a-a截面剖视图。
图3是图1中b-b截面剖视图。
图4是图1中c-c截面剖视图。
图5是本发明一种钻井液搅拌通井工具的三维结构示意图。
图6是锚体、锚爪等组件的三维结构示意图。
图7是扶正筒、传动轴、搅拌头等组件的三维结构示意图。
图8是锁紧接头的三维结构示意图。
图9是锚爪的三维结构示意图。
图10是搅拌头的三维结构示意图。
图中：1.电缆、2.锥套、3.锁紧螺母、4.锁紧接头、5.连接头、6.电磁铁、7.电磁密封座、8.中心弹簧、9.锚体、10.压板、11.螺钉a、12.锚定弹簧、13.锚爪、14.衔铁、15.过渡接头、16.电机、17.电机固定筒、18.螺钉b、19.传动销、20.输入磁瓦座、21.输入磁瓦、22.输出磁瓦、23.输出磁瓦座、24.密封隔离套、25.角接触球轴承、26.扶正筒、27.定位螺帽、28.上传动套筒、29.滑销、30.下传动套筒、31.传动轴、32.搅拌头、321.螺旋叶片。
具体实施方式
如图1和图5所示，本发明一种钻井液搅拌通井工具，是由电缆1、锥套2、锁紧螺母3、锁紧接头4、连接头5、电磁铁6、电磁密封座7、中心弹簧8、锚体9、压板10、螺钉a11、锚定弹簧12、锚爪13、衔铁14、过渡接头15、电机16、电机固定筒17、螺钉b18、传动销19、输入磁瓦座20、输入磁瓦21、输出磁瓦22、输出磁瓦座23、密封隔离套24、角接触球轴承25、扶正筒26、定位螺帽27、上传动套筒28、滑销29、下传动套筒30、传动轴31和搅拌头32构成；其特征是：电缆1由绝缘外皮和线芯构成，电缆1一端的线芯分别与电磁铁6和电机16导通，电缆1另一端的线芯与地面电控平台导通；电缆1穿过锁紧接头4内孔，锁紧接头4内孔和电缆1绝缘外皮用密封圈密封；锥套2内腔设置为圆锥孔，锥套2内腔圆锥孔和锁紧接头4上部四个分瓣圆锥面贴合压紧；锁紧接头4外圆中部和锁紧螺母3内腔下部丝扣连接，锁紧接头4外圆下部和连接头5内孔上部丝扣连接；电磁密封座7由不导磁材料304不锈钢制成，电磁铁6安装在电磁密封座7内腔上部；电磁密封座7外圆上端和连接头5内孔下端丝扣连接，电磁密封座7下端插入过渡接头15内孔，电磁密封座7下端和过渡接头15接触面用密封圈密封；锚体9由不导磁材料304不锈钢制成，锚体9内腔上端和连接头5外圆下端丝扣连接，锚体9内腔下端和过渡接头15外圆上端丝扣连接；锚体9外圆周向均匀设置三条扶正翼，每条扶正翼上均匀设置三个径向通孔连通锚体9内外腔空间，每条扶正翼上设置一条轴向凹槽，每条轴向凹槽内均匀设置有四个螺钉孔；衔铁14由导磁材料制成，衔铁14内腔设置有一圈台阶面，衔铁14外圆轴向均匀有三个圆锥面；衔铁14置入锚体9内腔；中心弹簧8一端压紧衔铁14内腔台阶面上，另一端压紧电磁密封座7外圆台阶面；锚爪13一端设置为球头，锚爪13另一端的端面中部设置有凹槽，凹槽底部设置有沉孔，锚定弹簧12安装在锚爪13凹槽底部的沉孔内；锚爪13和锚定弹簧12整体置入锚体9扶正翼上的径向通孔内，锚爪13端部球头和衔铁14外圆的圆锥面接触；压板10穿过锚爪13端面中部的凹槽，压板10用螺钉a11固定在锚体9扶正翼上的轴向凹槽内；电机固定筒17内腔上端和过渡接头15外圆下端丝扣连接；电机固定筒17内腔下部设置一圈凸起台阶，凸起台阶上周向均匀设置四个沉头孔；电机16置入电机固定筒17内腔，四个螺钉b18穿过电机固定筒17内腔下部凸起台阶上的四个沉头孔，螺钉b18和电机16固定；输入磁瓦座20由不导磁材料304不锈钢制成，输入磁瓦座20下端面设置一圈环形凹槽，八个输入磁瓦21顺次固定在输入磁瓦座20下端面环形凹槽内，输入磁瓦21由强磁材料制成；输入磁瓦座20内孔插入电机16输出轴，输入磁瓦座20上端和电机16输出轴用传动销19固定；密封隔离套24由不导磁材料304不锈钢制成，密封隔离套24上部内腔设置为盲孔，密封隔离套24下端面设置一螺纹孔；密封隔离套24内腔上端和电机固定筒17外圆下端丝扣连接；八个输出磁瓦22顺次固定在输出磁瓦座23内腔，输出磁瓦22由强磁材料制成；扶正筒26外圆中部周向均匀设置六个扶正翼；两个角接触球轴承25安装在扶正筒26内孔，输出磁瓦座23内腔下端和扶正筒26外圆上端丝扣连接；扶正筒26内腔插入密封隔离套24外圆下部，两个角接触球轴承25内孔和密封隔离套24外圆下部间隙配合，定位螺帽27和密封隔离套24下端丝扣连接；上传动套筒28内腔下端周向均匀设置六个销子凹槽；传动轴31外圆上部周向均匀设置六个销子滑槽；如图4所示，传动轴31置入上传动套筒28内腔，滑销29置入上传动套筒28内腔销子凹槽和传动轴31外圆销子滑槽形成的空腔内；下传动套筒30上端和上传动套筒28下端丝扣连接；搅拌头32上端和传动轴31下端丝扣连接；搅拌头32外圆设置有螺旋叶片321，螺旋叶片321上设置有圆孔。
如图8所示，锁紧接头4上部轴向均匀设置四个分瓣，四个分瓣外圆设置为圆锥面，四个分瓣内孔设置为锯齿凹槽结构。
如图2、图6和图9所示，锚爪13一端设置为球头，锚爪13另一端的端面中部设置有凹槽，凹槽底部设置有沉孔，锚定弹簧12安装在锚爪13凹槽底部的沉孔内；锚爪13和锚定弹簧12整体置入锚体9扶正翼上的径向通孔内，锚爪13端部球头和衔铁14外圆的圆锥面接触；压板10穿过锚爪13端面中部的凹槽，压板10用螺钉a11固定在锚体9扶正翼上的轴向凹槽内。
如图3所示，八个输入磁瓦21顺次固定在输入磁瓦座20下端面环形凹槽内，八个输出磁瓦22顺次固定在输出磁瓦座23内腔。
如图7和图10所示，下传动套筒30上端和上传动套筒28下端丝扣连接；搅拌头32上端和传动轴31下端丝扣连接；搅拌头32外圆设置有螺旋叶片321，螺旋叶片321上设置有圆孔。
本发明一种钻井液搅拌通井工具的工作原理是：装配好本发明后，下放本通井工具下井，在下放遇阻井段，本通井工具可以开始工作。地面控制电磁铁6得电，此时吸引衔铁14轴向上移，在衔铁14外圆锥面的作用下，锚爪13径向伸出卡住套管壁，实现锚定；地面控制电机16转动，电机16输出轴驱动输入磁瓦座20旋转，输入磁瓦座20驱动输出磁瓦座23旋转，并经扶正筒26、上传动套筒28、滑销29最终传递扭矩给传动轴31和搅拌头32，搅拌头32高速旋转并搅动钻井液，在螺旋叶片321的作用下，搅拌头32和传动轴31一边旋转一边轴向前进，前进至一定行程（电机16电流明显增大即可判断前进至极限位置），控制电机16反转，搅拌头32和传动轴31一边旋转一边轴向缩回，如此电机16反复正反向控制，即可实现持续往复通井，达到有效通井的目的。