一种筒式高效磨鞋的制作方法

本技术涉及石油行业里修井作业领域，特别涉及一种筒式高效磨鞋。

背景技术：

1、油井修井作业中，因事故留在井筒内的钻具、油管、井下工具等统称为“落鱼”，如果将“落鱼”遗留在井筒内，会导致后续作业管柱无法下入、堵塞井筒流体通道、加剧井筒环境复杂性等恶性后果，严重的会直接导致油井报废，因此打捞“落鱼”是修井作业中极为重要的作业，但由于形成“落鱼”的原因及地下井筒环境较为复杂，井筒内形成“落鱼”的特征也各不相同，落鱼的长度、形状、大小等各有差异。有些“落鱼”较为容易被打捞工具捕获捞出，有些“落鱼”则需要对“落鱼”顶部进行磨铣处理后才能被打捞工具捕获捞出，还有些“落鱼”则很难被捕获捞出，一般直接对其进行磨铣处理，将其磨铣成碎金属屑后由井筒流体循环带出。目前一般处理“落鱼”顶部或者将“落鱼”磨铣成金属碎屑常用工具为磨鞋，磨鞋外径一般小于井筒内径，与井筒之间存在一定间隙，在磨铣过程中如果形成较小金属碎块或原本的“落鱼”在井筒内遗留时间过长本身遭受一定井内介质腐蚀，从而形成较小金属碎块，都有可能卡入磨鞋和井筒的间隙内，导致磨铣困难或无进尺，严重的会导致磨铣钻具组合扭断，形成新的“落鱼”，加剧作业复杂性、增大作业难度和成本投入。

2、现有技术中，专利号为cn202021315226.7的中国专利“一种油气井快速钻磨铣用的磨鞋”，提供了一种有多层六角梯形高强度合金耐磨磨铣齿棱边及5道过水槽的磨鞋，能够实现快速钻磨铣，磨头磨损小、重复利用率高。专利号为cn202021090259.7的中国专利“具有防沉降携屑功能的磨鞋”，提供了一种在磨鞋本体的外壁上设有若干个弯折的排屑流道的磨鞋，可以形成强制湍流，扰动沉降的碎屑，使其易于排出地面。

3、上述专利有效的提高了磨鞋的磨铣钻磨效率，可以提高作业时效，节约成本，优化了磨鞋作业效果，但是对于磨铣过程中形成较小金属碎块卡钻的问题仍没有较好解决，无法避免或减小卡钻后导致钻具扭断等恶性事故发生的风险，因此如何消除较小金属块对于磨铣作业的影响，是本领域一项亟待解决的技术难题。

技术实现思路

1、为了解决磨鞋在磨铣过程中形成较小金属碎块卡钻以及可能导致钻具扭断的恶性事故发生的问题，本实用新型提出了一种筒式高效磨鞋，在顺利完成较大尺寸井内落物磨铣作业的同时，针对较小尺寸的金属碎块也有较好的处理效果，避免小尺寸金属块卡钻而进一步引起的事故发生。

2、本实用新型提供具体方案如下：

3、一种筒式高效磨鞋，包括磨鞋本体和连接在所述磨鞋本体外侧的外套筒；其中，所述磨鞋本体由金属材料铸造形成的通过圆形面连接在一起的不同直径的圆柱体组成；直径尺寸较大的为金属柱体，较小的为连接体，所述连接体内部为空心圆柱体，内侧表面设有螺纹，延伸至所述金属柱体靠近所述连接体一端的内部，在所述金属柱体的一端形成螺纹表面的空心柱体结构；在所述金属柱体远离所述连接体的一端面设有合金面一；所述金属柱体内部无螺纹延伸的结构在围绕柱体中心轴对称设置的直径小于金属柱体半径尺寸的空心柱体状的循环水眼，所述循环水眼贯穿所述金属柱体与所述连接体连通；

4、所述外套筒一端的空心圆环的表面设有合金面二，另一端即靠近所述圆柱形连接体的一端，在外套筒的内表面通过内置螺纹与所述金属柱体外表面固定连接，从而使所述金属柱体套在所述外套筒的筒内。

5、优选的，所述磨鞋本体的金属柱体与所述外套筒的连接部分的连接方式包括螺纹固定连接和无间隔缝隙摩擦连接。

6、优选的，所述合金面一和合金面二均为高强度合金颗粒层。

7、优选的，所述循环水眼形成的空心柱体以所述金属柱体的中轴线对称且平行于中轴线。

8、优选的，所述合金面一表面可设置以圆心对称的凹槽，且与所述空心柱体状的循环水眼一一对应连通，所述凹槽截面均为平滑弧形。

9、优选的，所述连接体内侧表面设置的螺纹与钻具杆柱连接。

10、优选的，所述外套筒外径尺寸与井眼内径相匹配，误差在5mm以内。

11、优选的，磨铣作业时，钻具内液体通过所述循环水眼到达合金面一与合金面二。

12、本实用新型提供了一种筒式高效磨鞋，包括：

13、(1)磨鞋本体，所述磨鞋本体由金属材料铸造形成的通过圆形面连接在一起的不同直径的圆柱体组成，所述金属柱体设有循环水眼和合金面一，所述连接体内部为空心圆柱体，内侧表面设有螺纹；由钻具杆柱带动连接体及金属柱体转动，金属柱体上的合金面一将“落鱼”或较大块金属磨铣成细小金属屑，钻具内液体通过循环水眼到达合金面一，起到冷却和润滑作用，最后液体将金属屑通过磨鞋与井壁之间的间隙循环带出到地面。

14、(2)外套筒，所述外套筒一端设有合金面二，另一端通过螺纹与金属柱体固定连接，所述合金面二可以将靠近井壁的“落鱼”磨铣成较小的金属块，由于外套筒与井眼间隙较小，从而避免金属块卡钻。

15、综上所述，通过使用所述筒式高效磨鞋可以针对较小尺寸的金属碎块有较好的处理效果，在磨铣过程中能够有效的避免被较小金属碎块卡钻以及导致钻具扭断的恶性事故发生，可以提高磨铣作业效率、作业安全性，减少不必要的成本损失。

技术特征：

1.一种筒式高效磨鞋，其特征在于，所述磨鞋包括磨鞋本体(1)和部分包裹在所述磨鞋本体(1)外侧的外套筒(2)，其中，

2.根据权利要求1所述的一种筒式高效磨鞋，其特征在于，所述磨鞋本体(1)的金属柱体(3)与所述外套筒(2)的连接部分的连接方式包括螺纹固定连接和无间隔缝隙摩擦连接。

3.根据权利要求1所述的一种筒式高效磨鞋，其特征在于，所述合金面一(6)和合金面二(7)均为高强度合金颗粒层。

4.根据权利要求1所述的一种筒式高效磨鞋，其特征在于，所述循环水眼(5)形成的空心柱体以所述金属柱体(3)的中轴线对称且平行于中轴线。

5.根据权利要求1所述的一种筒式高效磨鞋，其特征在于，所述合金面一(6)表面可设置以圆心对称的凹槽(8)，且与所述空心柱体状的循环水眼(5)一一对应连通，所述凹槽(8)截面均为平滑弧形。

6.根据权利要求1所述的一种筒式高效磨鞋，其特征在于，所述连接体(4)侧表面设置的螺纹与钻具杆柱连接。

7.根据权利要求1所述的一种筒式高效磨鞋，其特征在于，所述外套筒(2)外径尺寸与井眼内径相匹配，误差在5mm以内。

8.根据权利要求1所述的一种筒式高效磨鞋，其特征在于，磨铣作业时，钻具内液体通过所述循环水眼(5)到达合金面一(6)与合金面二(7)。

技术总结
本技术公开了一种筒式高效磨鞋，包括：磨鞋本体和外套筒，二者通过螺纹固定连接，所述磨鞋本体由设有循环水眼和合金面一的金属柱体、连接体组成，所述外套筒远离连接的一端设有合金面二；磨铣作业时，所述磨鞋利用合金面二将靠近井壁的“落鱼”磨铣成较小的金属块，利用合金面一将“落鱼”或较大块金属磨铣成细小金属屑，同时，钻具内液体通过循环水眼到达合金面一和合金面二，起到冷却和润滑作用；外套筒与井眼间设置较小间隙，可避免金属块卡钻以及导致钻具扭断的恶性事故发生，提高了磨铣作业效率、作业安全性，减少不必要的成本损失。

技术研发人员：何世伟,王磊,睢芬,曹玲,魏宏洋,李一丰
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：20231019
技术公布日：2024/5/19