具有铣刮通功能的井下工具的制作方法

本发明涉及油气田井下工具技术领域，是一种具有铣刮通功能的井下工具。

背景技术：

目前，在石油勘探开发过程中，浅层油气逐渐被开发枯竭。因此，得不往深处钻探寻资源，从几百米逐步钻探到万米以内，为了保证钻井施工的顺利，并根据钻井机的负荷能力、地层压力系数，施工过程中会根据需要使用不同的钻头进行钻井，然后使用不同的套管完成对上部井壁的支撑。所以在不同的构造中井身结构也是不一样的。在深井及超深井钻探时，目的层的油层套管多数都采用规格小一级的套管悬挂在产层上部进行完井。在超深井钻井过程中井眼轨迹会经常变化，几乎不会实现垂直。这就会造成几千米的钻具起下过程中对套管内表面进行摩擦，在尾管悬挂器缩径处，钻具的接箍摩擦撞击会很明显，特别是在悬挂器下短节连接的上端面更加严重，甚至砸出内卷边的毛刺，这些毛刺会轻松的划伤封隔器的胶筒，造成封隔器失效。为保证封隔器密封的安全性，在封隔器下入前，都要对油层套管进行通井、刮壁和铣喇叭口作业，特别为了保证下入完井封隔器胶筒的完整，必须对缩径处进行修复作业。现有作业工序需分别下入通井器通井，下入刮壁器刮壁，再下入铣锥磨铣喇叭口，分三趟钻才能完成，对于深井及超深井，起下一次钻时间较长，增加作业时间，工作效率低下。

技术实现要素：

本发明提供了一种具有铣刮通功能的井下工具，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有工具需要通过三趟下钻才能实现通井、刮壁和铣喇叭口的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种具有铣刮通功能的井下工具，包括刮削器、刮壁器和通井器，刮削器下端与刮壁器上端固定安装在一起，刮壁器下端与通井器上端固定安装在一起；刮削器包括上接头、上外套筒、锥体管、铣刀、滑移套、下外套筒和下接头，上接头下部外侧与上外套筒上部内侧固定安装在一起，上外套筒上部内侧设有上密封环台，上外套筒上部内设有锥体管，锥体管包括直管段和锥体段，直管段下端与锥体段上端固定在一起，直管段上端与上密封环台上部内侧通过能阻止锥体管相对上外套筒上行的单向锁止组件固定安装在一起，对应上密封环台下部位置的直管段下部外侧设有下密封环台，上密封环台下部内侧与下密封环台上部外侧相密封，对应下密封环台上方位置的直管段与上密封环台之间形成上环空腔，对应上密封环台下方位置的上外套筒与下密封环台之间形成下环空腔，直管段下部内侧设有憋压环台，对应憋压环台上方位置的直管段上部外侧沿圆周分布有至少一个能与上环空腔连通的上循环孔，锥体段呈上大下小的圆台体，对应锥体段位置的上外套筒下部外侧沿圆周分布有至少一个安装方孔，对应每个安装方孔位置的锥体段外侧均设有上下贯通的安装槽，每个安装方孔内均设有铣刀，每个铣刀内侧均设有能与安装槽匹配的安装块，每个安装块均限位安装在对应位置的安装槽内，每个铣刀的外侧均能随锥体段下行从安装方孔内伸出，对应每两个铣刀之间位置的锥体段外侧均设有流通通道；对应安装方孔下方位置的上外套筒下部外侧沿圆周分布有至少一个能与下环空腔连通的下循环孔；锥体段下端内侧与滑移套上端外侧固定安装在一起，滑移套中部外侧通过固定剪钉与上外套筒下部固定安装在一起，滑移套下部外侧与上外套筒下部内侧通过键连接安装在一起；上外套筒下部外侧与下外套筒固定安装在一起，下外套筒内限位套装有上部位于滑移套下部内侧下接头，下接头上部外侧沿圆周分布有至少三个外限位块，对应每两个相邻外限位块之间位置的滑移套下部内侧均设有内限位块，下接头下端外侧与刮壁器固定安装在一起；下接头中部外侧设有能对滑移套下行进行限位的限位环台，限位环台上端与滑移套下端的距离为第一距离，外限位块的高度为第一高度，内限位块的高度为第二高度，上密封环台下部内侧与下密封环台上部外侧相密封的高度为第三高度，第一高度小于第一距离，第二高度小于第一距离，第三高度小于第一距离。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述铣刀可呈六棱柱形，铣刀的前侧面和铣刀的后侧面均为竖直面，铣刀的顶面和铣刀的底面均为水平面，位于铣刀内侧上部的侧面称为内斜切面，内斜切面与锥体段相切，内斜切面上设有安装块。

上述安装槽可为内宽外窄的燕尾槽。

上述单向锁止组件可包括锁止芯轴、外止退齿、锁环、内止退齿和防转螺钉，上外套筒中部内侧固定安装有锁环，锁环内侧由上至下连续设有至少一组内止退齿，内止退齿为截面呈直角三角形的环台且环台上宽下窄，对应锁环位置的上外套筒内侧设有锁止芯轴，对应每两相邻的内止退齿之间位置的锁止芯轴外侧上设有与内止退齿相匹配的外止退齿，外止退齿为截面呈直角三角形的环台且环台上窄下宽；锁环内侧沿圆周分布有一道上下贯通的防转槽，对应防转槽位置的锁止芯轴外侧设有至少一个防转螺钉且每个防转螺钉外端均位于的防转槽内；锁止芯轴下端外侧与直管段上端内侧固定安装在一起。

上述滑移套可为中空三级台阶轴，滑移套包括由上至下外径依次增大的限位段、过渡段和固定段，限位段下端与过渡段上端固定安装在一起，对应限位段外侧位置的铣刀内侧下端抵于过渡段上端；过渡段下端与固定段上端固定安装在一起，固定段中部外侧通过固定剪钉与上外套筒下部固定安装在一起；固定段内侧由上至少依次设有第一内环槽和第二内环槽，第一内环槽内径小于第二外环槽内径，对应每两个相邻外限位块之间位置的第二内环槽内均设有内限位块；固定段下部外侧与上外套筒下部内侧通过键连接安装在一起。

上述还可包括内环台、上轴承和下轴承，下外套筒下端内侧设有位于限位环台下方的内环台，对应限位环台和内环台之间位置的下外套筒和下接头之间设有下轴承，对应限位环台上方位置的下外套筒和下接头之间设有上轴承。

上述还可包括o形密封圈和o形密封件，上接头和上外套筒之间设有至少一道o形密封圈，上密封环台和下密封环台之间设有至少一道o形密封圈，对应下循环孔下方位置的滑移套与上外套筒之间设有至少一道o形密封圈，锥体管与滑移套之间设有至少一个o形密封件，对应外限位块上方位置的滑移套与下接头之间设有至少一个o形密封件。

上述下接头下端可与刮壁器上端通过螺纹固定安装在一起；刮壁器下端与通井器上端通过螺纹固定安装在一起；上接头下部外侧与上外套筒上部内侧通过螺纹固定安装在一起；上外套筒中部内侧通过螺纹固定安装有锁环；锥体段下端内侧与滑移套上端外侧通过螺纹固定安装在一起；上外套筒下部外侧与下外套筒通过螺纹固定安装在一起。

上述上接头下部外侧可与上外套筒上部内侧通过双级螺纹固定安装在一起；上外套筒中部内侧通过锯齿螺纹固定安装有锁环；上外套筒下部外侧与下外套筒通过双级螺纹固定安装在一起。

本发明结构合理，使用方便，通过将刮削器、刮壁器和通井器依次固定安装在一起，从而仅通过一趟下钻实现通井、刮壁和铣喇叭口的井下作业；通过铣刀与锥体段的配合实现对井壁的刮削；通过滑移套与上外套筒通过键连接更好的传递扭矩；通过外限位块和内限位块配合避免刮壁器和通井器随刮削器旋转，具有高效、快速和稳定的特点。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例的主视结构示意图。

附图2为图1中刮削器的主视剖视放大结构示意图。

附图3为附图2投球憋压后铣刀伸出状态下的主视剖视结构示意图。

附图4为图2在a-a处的剖视结构示意图。

附图5为图3在b-b处的剖视结构示意图。

附图6为图2在c处的局部放大结构示意图。

附图中的编码分别为：1为上接头，2为上外套筒，3为铣刀，4为下外套筒，5为下接头，6为上密封环台，7为直管段，8为锥体段，9为下密封环台，10为上环空腔，11为下环空腔，12为憋压环台，13为上循环孔，14为安装方孔，15为安装槽，16为安装块，17为下循环孔，18为固定剪钉，19为外限位块，20为内限位块，21为限位环台，22为锁止芯轴，23为外止退齿，24为锁环，25为内止退齿，26为防转螺钉，27为限位段，28为过渡段，29为固定段，30为内环台，31为上轴承，32为下轴承，33为o形密封圈，34为o形密封件，35为憋压球，36为流通通道，37为刮壁器，38为通井器。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1、2、3、4、5、6所示，该具有铣刮通功能的井下工具包括刮削器、刮壁器37和通井器38，刮削器下端与刮壁器37上端固定安装在一起，刮壁器37下端与通井器38上端固定安装在一起；刮削器包括上接头1、上外套筒2、锥体管、铣刀3、滑移套、下外套筒4和下接头5，上接头1下部外侧与上外套筒2上部内侧固定安装在一起，上外套筒2上部内侧设有上密封环台6，上外套筒2上部内设有锥体管，锥体管包括直管段7和锥体段8，直管段7下端与锥体段8上端固定在一起，直管段7上端与上密封环台6上部内侧通过能阻止锥体管相对上外套筒2上行的单向锁止组件固定安装在一起，对应上密封环台6下部位置的直管段7下部外侧设有下密封环台9，上密封环台6下部内侧与下密封环台9上部外侧相密封，对应下密封环台9上方位置的直管段7与上密封环台6之间形成上环空腔10，对应上密封环台6下方位置的上外套筒2与下密封环台9之间形成下环空腔11，直管段7下部内侧设有憋压环台12，对应憋压环台12上方位置的直管段7上部外侧沿圆周分布有至少一个能与上环空腔10连通的上循环孔13，锥体段8呈上大下小的圆台体，对应锥体段8位置的上外套筒2下部外侧沿圆周分布有至少一个安装方孔14，对应每个安装方孔14位置的锥体段8外侧均设有上下贯通的安装槽15，每个安装方孔14内均设有铣刀3，每个铣刀3内侧均设有能与安装槽15匹配的安装块16，每个安装块16均限位安装在对应位置的安装槽15内，每个铣刀3的外侧均能随锥体段8下行从安装方孔14内伸出，对应每两个铣刀3之间位置的锥体段8外侧均设有流通通道36；对应安装方孔14下方位置的上外套筒2下部外侧沿圆周分布有至少一个能与下环空腔11连通的下循环孔17；锥体段8下端内侧与滑移套上端外侧固定安装在一起，滑移套中部外侧通过固定剪钉18与上外套筒2下部固定安装在一起，滑移套下部外侧与上外套筒2下部内侧通过键连接安装在一起；上外套筒2下部外侧与下外套筒4固定安装在一起，下外套筒4内限位套装有上部位于滑移套下部内侧下接头5，下接头5上部外侧沿圆周分布有至少三个外限位块19，对应每两个相邻外限位块19之间位置的滑移套下部内侧均设有内限位块20，下接头5下端外侧与刮壁器37固定安装在一起；下接头5中部外侧设有能对滑移套下行进行限位的限位环台21，限位环台21上端与滑移套下端的距离为第一距离，外限位块19的高度为第一高度，内限位块20的高度为第二高度，上密封环台6下部内侧与下密封环台9上部外侧相密封的高度为第三高度，第一高度小于第一距离，第二高度小于第一距离，第三高度小于第一距离。根据需求，刮壁器37可为现有公知的液压刮壁器37，通井器38可为现有公知的通井规，根据井筒结构尺寸、被刮削管柱部位外径尺寸和材质等参数，选择规格适合的通井规直径、液压刮壁器37直径及刮削器的铣刀3。本发明的使用过程如下：

（1）下放管串：先将刮削器、刮壁器37和通井器38依次固定安装在一起，然后将上部管串与上接头1固定安装在一起，最后将连接好的本发明下井；

（2）通井作业：向井内下放连接好的本发明时，通过通井规进行通井作业；下放管串时保证本发明匀速和平稳，禁止急停急放、溜钻、顿钻；

（3）刮壁作业：当发明下放至封隔器坐封位置上下20米时，向管串内投入液压刮壁器37启动球，并进行打压，从而开启刮壁器37刮刀使刮壁器37进行刮壁作业；

（4）刮削作业：当通井作业和刮壁作业完成后，将本发明上提至喇叭口以上10米左右，此时向管串内投入憋压球35至憋压环台12，即憋压球35入座，此时开始打压；当压力升到一定值后，突然下降说明刮削器工具启动，即固定剪钉18剪断，此时由于憋压环台12的阻碍作用，管内液体通过憋压球35推动锥体管向下移动，此时通过铣刀3与锥体段8配合，使铣刀3渐渐从安装方孔14内伸出并位于上外套筒2外侧，且由于安装槽15与安装块16相配合使铣刀3不会从上外套筒2外侧滑脱；在滑移套下端与限位环台21接触后滑移套停止下行，此时旋转上部管串，可使刮削器进行刮削作业；

（5）上提管串：刮削作业结束后，直接上提本发明即可。

由于第三高度小于第一距离，所以当滑移套下端与限位环台21接触时，上密封环台6下部内侧与下密封环台9上部外侧不再接触，从而上环空腔10与下环空腔11连通，此时上循环孔13与下循环孔17连通，即管串内与管串外连通；由于第一高度和第二高度均小于第一距离，所以由于滑移套的下行，使外限位块19和内限位块20完全错位，因此刮削器的旋转不会带动下接头5及刮壁器37和通井器38旋转；另外，通过设置流通通道36增强本发明内锥体段8与上外套筒2间液体的流通。本发明结构合理，使用方便，通过将刮削器、刮壁器37和通井器38依次固定安装在一起，从而仅通过一趟下钻就能实现通井、刮壁和铣喇叭口的井下作业，具有高效、快速和稳定的特点。

可根据实际需要，对上述具有铣刮通功能的井下工具作进一步优化或/和改进：

如附图1、2、3、4、5、6所示，铣刀3呈六棱柱形，铣刀3的前侧面和铣刀3的后侧面均为竖直面，铣刀3的顶面和铣刀3的底面均为水平面，位于铣刀3内侧上部的侧面称为内斜切面，内斜切面与锥体段8相切，内斜切面上设有安装块16。在使用过程中，通过这样的设置使内切斜面沿锥体段8移动时更加稳定可靠。根据需求安装槽15可为现有公知的燕尾槽、工字槽、t形槽等。

如附图1、2、3、4、5、6所示，安装槽15为内宽外窄的燕尾槽。在使用过程中，通过这样的设置不仅使内切斜面沿锥体段8移动时更加稳定可靠，还能便于加工。

如附图1、2、3、4、5、6所示，单向锁止组件包括锁止芯轴22、外止退齿23、锁环24、内止退齿25和防转螺钉26，上外套筒2中部内侧固定安装有锁环24，锁环24内侧由上至下连续设有至少一组内止退齿25，内止退齿25为截面呈直角三角形的环台且环台上宽下窄，对应锁环24位置的上外套筒2内侧设有锁止芯轴22，对应每两相邻的内止退齿25之间位置的锁止芯轴22外侧上设有与内止退齿25相匹配的外止退齿23，外止退齿23为截面呈直角三角形的环台且环台上窄下宽；锁环24内侧沿圆周分布有一道上下贯通的防转槽，对应防转槽位置的锁止芯轴22外侧设有至少一个防转螺钉26且每个防转螺钉26外端均位于的防转槽内；锁止芯轴22下端外侧与直管段7上端内侧固定安装在一起。在使用过程中，通过这样的设置可以避免锁止芯轴22相对于锁环24向上移动，从而实现单向锁止功能。

如附图1、2、3、4、5、6所示，滑移套为中空三级台阶轴，滑移套包括由上至下外径依次增大的限位段27、过渡段28和固定段29，限位段27下端与过渡段28上端固定安装在一起，对应限位段27外侧位置的铣刀3内侧下端抵于过渡段28上端；过渡段28下端与固定段29上端固定安装在一起，固定段29中部外侧通过固定剪钉18与上外套筒2下部固定安装在一起；固定段29内侧由上至少依次设有第一内环槽和第二内环槽，第一内环槽内径小于第二外环槽内径，对应每两个相邻外限位块19之间位置的第二内环槽内均设有内限位块20；固定段29下部外侧与上外套筒2下部内侧通过键连接安装在一起。在使用过程中，通过设置第一内环槽使下接头5上端位于第一内环槽内，从而在滑移套下移过程中可通过第一内环套上端与下接头5上端接触实现对滑移套下移进行限位；通过设置第二内环槽，便于外限位块19和内限位块20配合，从而避免刮壁器37和通井器38随刮削器旋转。

如附图1、2、3、4、5、6所示，还包括内环台30、上轴承31和下轴承32，下外套筒4下端内侧设有位于限位环台21下方的内环台30，对应限位环台21和内环台30之间位置的下外套筒4和下接头5之间设有下轴承32，对应限位环台21上方位置的下外套筒4和下接头5之间设有上轴承31。在使用过程中，通过安装上轴承31和下轴承32，减小下外套筒4和下接头5之间的摩擦力，从而减轻下外套筒4和下接头5的磨损，增加使用寿命。

如附图1、2、3、4、5、6所示，还包括o形密封圈33和o形密封件34，上接头1和上外套筒2之间设有至少一道o形密封圈33，上密封环台6和下密封环台9之间设有至少一道o形密封圈33，对应下循环孔17下方位置的滑移套与上外套筒2之间设有至少一道o形密封圈33，锥体管与滑移套之间设有至少一个o形密封件34，对应外限位块19上方位置的滑移套与下接头5之间设有至少一个o形密封件34。在使用过程中，通过安装o形密封圈33和o形密封件34，增强本发明各部件间的密封性。

如附图1、2、3、4、5、6所示，下接头5下端与刮壁器37上端通过螺纹固定安装在一起；刮壁器37下端与通井器38上端通过螺纹固定安装在一起；上接头1下部外侧与上外套筒2上部内侧通过螺纹固定安装在一起；上外套筒2中部内侧通过螺纹固定安装有锁环24；锥体段8下端内侧与滑移套上端外侧通过螺纹固定安装在一起；上外套筒2下部外侧与下外套筒4通过螺纹固定安装在一起。在使用过程，通过螺纹连接的固定安装方式，便于本发明各部件间的拆卸、安装及更换。

如附图1、2、3、4、5、6所示，上接头1下部外侧与上外套筒2上部内侧通过双级螺纹固定安装在一起；上外套筒2中部内侧通过锯齿螺纹固定安装有锁环24；上外套筒2下部外侧与下外套筒4通过双级螺纹固定安装在一起。在使用过程中，通过这样的设置增强本发明在使用时的使用强度及稳定性。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。