整体式芯轴投球打开式套管刮管器的制作方法

本实用新型涉及一种石油套管清洁工具，尤其是一种套管刮管器。

背景技术：

套管刮管器用于清除残留在套管内壁上的水泥块、硬蜡、各种盐类结晶和沉积物、毛刺、铁锈等，以便在套管内顺利的下入各种井下工具。其中尤其是在井下工具与套管内壁环形空间较小时，更应该先进行充分刮削，然后再进行下一步工序。目前国内一些油田以及国外一些油气井施工作业时，使用刮管器已经是一种必不可少的工序，目的在于提高井下工具下入成功率，例如提高封隔器坐封成功率。由于井下环境复杂，套管内很可能会有异物或套管内径发生变化，从而影响封隔器坐封。此时就迫切需要开发一种能够适应这种特殊情形的套管清洁工具及方法。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提出一种套管刮管器，以期至少部分地解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提出了一种套管刮管器，包括：

壳体，内部中空形成一上下连通的空腔；

整体芯轴，其容纳于壳体内，内部中空形成一上下连通的空腔；整体芯轴的下端形成有坡脚结构；

球座，通过球座销钉固定在所述整体芯轴的一端，中间形成一通孔，通孔直径小于待投入球的直径，且通孔的开口沿能够与待投入球密封贴合，从而堵塞通孔形成的通道；

壳体刀块，平时容纳在壳体外表面上的坡面槽内；

其中，球座能够推动整体芯轴在壳体内部的空腔内从第一位置向第二位置滑动；平时，球座通过球座销钉固定在第一位置，球座在第一位置除了本身通孔的通道之外，与空腔周边的管壁形成密封连接；在投入球堵塞通孔通道后，流体压力推动球座切断球座销钉而下行，运行到第二位置时通过整体芯轴的坡脚结构推动壳体刀块伸出壳体的外表面并固定，此时球座与空腔周边的管壁不再形成密封，内部通道打开。

基于上述技术方案可知，本实用新型的套管刮管器至少具有如下有益效果之一：

(1)本实用新型通过投球使壳体刀块张开，能够实现对预定深度的套管进行刮削，从而减少对其他位置套管的磨损；

(2)本实用新型到达预定深度后，壳体刀块张开后可随钻柱旋转及上下运动实现对套管内壁的刮削，从而无需常规刮管器弹簧、垫片等复杂结构，能够实现360°无死角全覆盖对套管内壁进行刮削；

(3)本实用新型的整体芯轴结构，没有中间连接扣，能够降低刮管器中间连接失效的风险；

(4)本实用新型的壳体刀块采用弹性多刃结构，可实现刮管器与套管单次相对运动多次刮削的效果，大大提高工作效率。

附图说明

图1是本实用新型的套管刮管器的外部轮廓示意图；

图2是本实用新型的套管刮管器的纵截面剖视图。

在上图中，附图标记含义如下：

1、壳体2、芯轴

3、上部螺母4、球座

5、下部螺母6、壳体刀块

7、球座剪切销钉8、导向销

9、刀块剪切销钉

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明。由于本实用新型产品摆放的位置可以随意发生变化，本实用新型中所述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词，只表示相对的位置关系，而不用于限定绝对的位置关系。在以下的描述中，虽然如图1所示，本实用新型的套管刮管器采用倒立竖直放置的图示方式(纸张依据图号从右向左看)，上接头位于页面下方，下接头位于页面上方，但为了更好地与实际中的产品相对应，下文中还是采用上下关系为准，即上接头位于上方，下接头位于下方，整个产品是实际工作时的竖直状态。

本实用新型公开了一种套管刮管器，具体包括：

壳体，内部中空形成一上下连通的空腔；

整体芯轴，其为容纳于壳体内的一整体圆柱，内部中空形成一上下连通的空腔；

球座，通过球座销钉固定在该整体芯轴的一端，中间形成一通孔，通孔直径小于待投入钢球的直径，且通孔的开口沿能够与待投入钢球密封贴合，从而堵塞通孔形成的通道；

壳体刀块，位于壳体的外表面，平时容纳在壳体外表面上的坡面槽内，在球座的推力下能够伸出壳体外表面；

其中，该球座能够带动该整体芯轴在壳体内部的空腔内从第一位置向第二位置滑动；平时，球座通过球座销钉固定在第一位置，球座在第一位置除了本身通孔的通道与空腔周边的管壁形成密封连接；在投入球，例如钢球堵塞通孔通道后，流体压力推动球座切断球座销钉而下行，运行到第二位置时推动壳体刀块伸出壳体的外表面，此时球座与空腔周边的管壁不再形成密封，内部通道打开。

其中，该整体芯轴为一整体结构，不需要采用中间连接扣。

其中，壳体刀块在伸出整体芯轴外表面之前通过刀块销钉固定，在受到球座推力时，推力将剪断刀块销钉而将壳体刀块推出。

其中，该套管刮管器不包含弹簧、螺母、锚片、垫片等结构，即可实现360°无死角全覆盖对套管内壁进行刮削。

其中，壳体刀块的数量例如为2～100个，均匀分布在壳体的外表面。例如，壳体刀块呈若干条螺旋形的排列结构设置在壳体表面，从而可以将与管壁刮擦时的应力均匀分散在壳体和整体芯轴上，避免壳体刀块局部受力过大而从壳体表面的坡道槽中脱落。

本实用新型还公开了一种该套管刮管器的使用方法，包括以下步骤：

将本实用新型的套管刮管器连接在钻杆上，下入井中；

到达预定位置时，投入一球，即能够通过转动钻杆实现对套管内壁的刮削。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步阐述说明。

如图1、2所示，本实用新型的套管刮管器包括：壳体1、整体芯轴2、上部螺母3、球座4、下部螺母5、壳体刀块6、球座剪切销钉7、导向销8、刀块剪切销钉9。

在使用时，将本实用新型的套管刮管器连接在钻杆上，下入井中，无需刮管作业时，刮管器随钻杆旋转，到达预定位置后可以通过投球方式使壳体刀块6从壳体1中伸出。需要作业时，投入钢球，钢球沿管柱作用到球座4上，此时泵压升高，内部通道被堵塞，球座通过球座剪切销钉连接，从而带动芯轴向下运动，芯轴上的坡面槽带动刀块6，剪断刀块剪切销钉9后，刀块同步伸出。此时泵压继续升高达到额定值后球座剪切销钉7剪断。球座向下运动，泥浆通过球座侧面槽流出，泵压下降，开始作业。

经过多方试验发现，本实用新型采用一个整体的芯轴结构，没有中间连接扣，从而可以减少断裂、脱落等风险。本实用新型采用投球打开方式，使刀块张开，能够实现对预定深度的套管进行刮削，从而减少对其他位置套管的磨损。刀块张开后可以随钻柱旋转及上下运动，实现对套管内壁的刮削。本实用新型的套管刮管器无需常规刮管器的弹簧、垫片等复杂结构，能够实现360°无死角全覆盖对套管内壁进行刮削。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。