井下工具8磨铣类工具

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1、常用修井工具常用修井工具 能和各位同行们一起讨论修井工具， 非常荣幸主讲：李树臻第八节 钻磨铣类工具作业 1、修井常用铣磨钻头有哪两种？ 2、修井常用铣磨鞋有哪八种？ 3、修井常用套铣筒有哪几种？一、钻头类工具n1.尖钻头n2刮刀钻头n 1)用途n 刮刀钻头除有尖钻头 的作用外，还有刮削井 眼，使井壁光洁整齐的 作用，可用于衬管内钻 进、侧钻时钻进(可以破 坏侧钻时形成的键槽)或 对射孔炮弹垫子的钻磨 等。 2)结构n 刮刀钻头与尖钻头基本相同，都是由接头与 钻头体焊接而成，只不过其底部是刀刃形而不 是尖形。因其形状不同，又分鱼尾刮刀钻头(图 241)和三刮刀钻头(图242)。n若在刮刀钻头

2、的头部增加一段 尖部领眼，称其 为领眼钻头，如 图243所示 。尖部领眼的重 要作用之一是使 钻头沿原孔眼刮 削钻进。3)工作原理n 与尖钻头基本相同，只是刮刀钻头的 刮刀体比尖钻头长，因而旋转后刀体所 形成的圆柱体空间比尖钻头长，因而能 较好地修整所钻出的井眼。2三牙轮钻头n1)用途n修井作业中，三牙轮钻头 是用以钻水泥塞、堵塞井 筒的砂桥和各种矿物结晶 的工具。n 2)结构n 三牙轮钻头由接头、 巴掌、牙轮、轴承及密封 件等组成，如图所示。3)工作原理n 当三只锥形牙轮中心线 与钻头中心线交于一点时 ，钻头旋转，带动三只牙 轮绕自身锥体母线相对井 底作滚动运动，锥体上的 牙齿依次对井底进行

3、碾压 破碎。n 当三只锥形牙轮中心线 与钻头中心线相互错开时 ，每只牙轮除滚动运动之 外，还有进给运动，这时 牙齿对井底同时产生碾压 、破碎与切刮作用，将地 层逐步破碎。 (1)操作方法n 用钻头规测量钻头尺寸井配好连接接头。n 下井前，地面检查每只牙轮转动是否灵活 ，有无较大的松旷。用手转动牙轮，并在巴掌 与牙轮结合缝隙处注机油，然后在接头螺纹处 涂密封脂，接上钻具下井。n 下至井底前开泵循环洗井并启动转盘，待转 盘运转平稳之后，再缓慢下放、冲净井内沉砂 。n逐步向钻头施加钻庄，钻水泥塞时钻压控制 在钻头尺寸(in)X(0.5-0.8)kN范围，不宜太大， 否则有可能使钻头变形或致使牙轮脱落

4、。n 选用适当的转速，钻水泥塞时一般用50 70rmin较为合适。(2)注意事项n钻进中不能停止循环，尤其长时间夜 间施工时，更应严格注意井口返出的洗 井液。n若钻进中途出现故障停泵时，应立即 将钻具提升至少一个单根，以防止沉砂 卡钻。n钻头水眼较小，应防止下钻过程中沉 砂堵死水眼。二、磨鞋类工具n 1平底磨鞋n 1)用途n 平底磨鞋是用底面 所堆焊的YD合金或 耐磨材料去研磨井下 落物的工具，如磨碎 钻杆、钻具等落物。n 2)结构n 平底磨鞋是由磨鞋 本体及所堆焊的YD 合金或其他耐磨材料 组成，如图245 所示。n 结构n磨鞋本体由两段圆柱体组成。小圆柱上部是内 螺纹，与钻柱相连；大圆柱体

5、底面和侧面有过 水槽，在底面过水槽间焊满YD合金或其他耐 磨材料。磨鞋体从上至下有水眼。水眼可做成 直通式和旁通式两种。n3)工作原理n 平底磨鞋依其底面上YD合金或其他耐磨材 料在钻压的作用下，吃人并磨碎落物，磨屑随 循环洗井液带出地面。YD合金由硬质合金颗 粒及焊接剂(打底焊条)组成，在转动中对落物 进行切削。而采用钨钢粉作为耐磨材料的工具 ，可利于用较大的钻压对落物表面进行研磨。(1)操作方法n 下井前检查钻杆螺纹是否完好，水眼 是否畅通，YD合金或耐磨材料不得超过 本体直径。n 将平底磨鞋连接在工具最下端。n 下至鱼顶以上2-3m，开泵冲洗鱼顶。 待井口返出的洗井液流平稳之后，启动 转

6、盘慢慢下放钻具，使其接触落鱼进行 磨削。(2)注意事项n 下钻速度不宜太快。n 作业中不得停泵。n 如果出现单点长期无进尺，应分析 原因，采取措施，防止磨坏套管。n 对活动鱼顶不宜使用，以防止磨鞋 带动落鱼向井底钻进，或损坏下面落鱼 。n 2凹面磨鞋1)用途 凹面磨鞋可用于磨削井 下小件落物以及其他不稳定落物 。如钢球、螺栓、螺母、炮垫子 、钳牙、不规则金属块(片)等。 由于磨鞋凹面，在磨削过程中能 罩住落鱼，迫使落鱼聚集于切削 范围之内而被磨碎，由洗井液带 出地面。 n2)结构 凹面磨鞋底面为5-300凹 面角，其上有YD合金或其他耐磨材 料，其余结构与平面磨鞋相同，如 图246所示。 n

7、3)工作原理n 与平底磨鞋相同。(1)操作方法n同平底磨鞋。 (2)注意事项：除与平底磨鞋基本相同外，尚应 注意：n 在磨削较长落物时(如钻杆、钻铤等)容易出 现固定部分磨削，当YD合命和耐磨材料全部 磨损后，落物进入工具本体，形成落物与本体 摩擦，使泵压上升无进尺，扭矩下降，此时应 上提钻具再轻压，改换磨削位置。n 旁通式水眼容易被泥沙堵死，影响井下作业 。除下井前检查外，在下井过程中应采取分段 洗井，一般为400m洗一次井。 3领眼磨鞋n1)用途n 领眼磨鞋可用于磨削有内孔， 且在井下处于不定而晃动的落物 ，如钻杆、钻铤、油管等。n2)结构n 领眼磨鞋由磨鞋体，领眼锥体 或圆柱体两部分组成

8、，如图7所示 。底面中央安装一锥体或圆柱体 。起着导向固定鱼顶底作用。磨 鞋体锥体或圆柱体有水眼，水眼 也可做成旁通式。另外，无论在 平底或凹面加焊底YD合金间留2- 4个过水槽，保证循环畅通。n 3)工作原理n 领眼磨鞋主要是靠进入落物内的锥体或圆 柱体将落物定位，然后随着钻具旋转，焊有 YD合金底磨鞋磨削落物，磨削下的铁屑被洗 井液带到地面。n 4)操作方法：同平底磨鞋。n 5)注意事项：n 使用前必须清洗水眼，在下钻过程中每下 入200-300m时，洗井一次。一旦正洗不通可 反憋压洗井；n 领眼磨鞋在下人斜井中时，下钻速度应慢 ，防止破坏套管；n 当遇到落物内孔堵死或部分堵死，除洗井 外

9、，还需用焊有YD合金底锥体或圆柱体磨削.4.梨形磨鞋n 1)用途 n 梨形磨鞋可用来磨削套 管较小的局部变形，修整 在下钻过程中，各种工具 将接箍处套管削成的卷边 及射孔时引起的毛刺、飞 边，清整滞留在井壁上的 矿物结晶及其他坚硬的杂 物等，以恢复通径尺寸。2)结构n梨形磨鞋由磨鞋本体和焊接在其上的YD合金 组成，如图所示。磨鞋本体上部是钻杆内螺纹 ，与钻具相连接，下部是一段锥体，中部是一 段圆柱。圆柱体上有扶正块，以防作业中严重 磨铣套管内壁。沿轴向有3-5个过水槽。本体 从上到下有直通式或旁通式水眼，以保证洗井 畅通。本体上除过水槽及水眼处均堆焊很厚一 层YD合金，焊后略成梨形而得名。3)

10、工作原理n 梨形磨鞋依靠前锥体上的YD合金铣切突出 的变形套管内壁和滞留在套管内壁上的结晶矿 物及其他杂质。其圆柱部分起定位扶正作用， 铣下碎屑由洗井液上返带出地面。4)注意事项n 下井前检查梨形磨鞋最大尺寸必须 小于套管内径。n 下钻过程中要慢下，防止严重刮碰 套管。n 如出现单点磨铣，无进尺或进尺缓 慢时，应及时分析采取措施。5、柱形磨鞋n 1)用途 用以修整略有 弯曲或轻度变形的套管、修 整下衬管时遇阻的井段和用 以修整断口错位不大的套管 断脱井段。当上下套管断口 错位不大于40mm时，可用 以将断口修直，便于下步工 作顺利进行。n 2)结构 柱形磨鞋实质是 将梨形磨鞋的圆柱体部分加 长

11、的磨鞋，其柱体部分可以 加长到0.5-2.5m，如图所示 。4)操作方法及注意事项n (1)下钻速度应在1-2mmin之内。有水刹 车设备的应控水刹车下钻，切忌快速下钻。其 害处：一是将磨削合金碰坏及损伤套管，二是 在发生突然遇阻时会形成卡钻事故，而且难于 处理。n (2)水槽必须畅通。n (3)洗井液必须清洁，防止堵死水眼。n (4)下至磨铣井段以上2-3m开泵洗井，待洗 井液返出及泵压正常后，方能加压进行磨削， 洗井液上返速度不低于最大钻屑沉降速度的2 倍。n(5)钻压不能超过l0kN，应采用低压快转慢放的操作方 法。n (6)发现扭矩增加，应及时上提钻具再行慢放重磨。n (7)焊接接头及

12、下部锥体时，必须预热至3000C以上 ，方能进行焊接。n (8)焊接合金磨铣焊料时，必须在同一圆周方向旋转 焊接逐步推进，严禁单边单条焊接，否则将形成严重 弯曲，并可造成井下断裂事故。n (9)加焊完毕之后应整体加温回火处理。6内铣鞋n1)用途 内铣鞋主要用来修理 被破坏的鱼顶，对不规则的鱼 顶进行周边切削，逐步将破坏 的鱼顶修切成圆形。n2)结构 内铣鞋由接头与铣鞋 体构成。按其内部结构又分为 内齿铣鞋和YD合金焊接式内铣 鞋两种,如图。n 内齿铣鞋底铣鞋体内腔呈喇 叭口形，加工有细密的长条形 切削铣齿。其铣齿经渗碳淬火 处理，硬度较高，能对鱼顶进 行修整，并作为洗井液的过流 通道。 3)工

13、作原理n内铣鞋是依靠内齿底刃尖(或YD合金焊料 )，对不规则的鱼顶，进行周向切削(与机 床切削相似)，逐步将破坏鱼顶修切成圆 形。5)操作方法及注意事项n(1)在正常的施工中应采用低钻压慢转速的参数 ，一般情况下钻压不宜超过10kN，转速不宜超 过50rmin。n(2)钻具出现蹩跳时，应上提及活动钻具摸清鱼 顶准确位置，采用较轻的钻压提高转速磨铣直 到消除为止，此时排量随即增大。n(3)磨铣到预定位置位后，在磨铣段进行多次上 下活动磨铣修整，认为达到修整目的时提钻， 提钻前充分洗井，保证磨铣段环空及内腔无脏 物为止。7、外齿铣鞋n 1)用途n 外齿铣鞋主要用以刮铣套 管内壁、修理鱼顶内腔和修

14、整水泥环的一种工具，还可 以用来刮削套管上残留的水 泥环、锈斑、矿物结晶以及 小量的飞边等。在下衬管固 井钻水泥塞之后，需将衬管 顶部水泥塞处的水泥环修整 成平滑的喇叭口时，必须用 外齿铣鞋完成，其他工具是 难以完成的。2)结构n外齿铣鞋由接头与铣 鞋体构成，在铣鞋体 外壁加工有多条长形 锥面铣齿，如图24 12所示。n 外齿铣鞋与内齿铣鞋 齿形相同，只不过分 布在外表面。n 3)工作原理n 与内齿铣鞋相同8裙边铣鞋n 1)用途n 裙边铣鞋由于有裙 边的存在，因而它可 以将落物罩入裙边之 内，以保证落鱼始终 置于磨鞋磨铣范围之 内，用底部切削材料 对落鱼进行磨削。这 种铣鞋可以靠裙边铣 入环形

15、空间，又可以 对鱼顶进行磨削，用 它可以磨削各种管类 和杆类落物。三、套铣类工具n 1套铣鞋n 1)用途n 套铣鞋有的也叫空心磨鞋或 铣头，是用以清除油套管环形 空间各种脏物的工具。也可以 套铣环形空间水泥和坚硬的沉 砂、石膏及各种矿物结晶等。n 2)结构n 套铣鞋按其与套铣筒(有的叫 套铣管)的连接形式可分为：整 体型和分离型两种。(1)整体型n如图2-4-14(a)所示，即将 套铣鞋与套铣筒焊接为一 整体，或直接在套铣筒底 部加工套铣鞋。这种形式 强度大，不易产生脱落， 因而一般多用于深井。(2)分离型：如图2-4- 14(b)所示，即将套铣鞋与 套铣筒用螺纹连接。这种 形式加工更方便，但其强 度较低，不能承受较大的 扭矩，因而只适用于浅井 。按套铣鞋本身的结构又可分为n (1)底部单向磨铣型： (2)底部及内孔双向 磨铣型： (3)底部三向磨铣型：除底部和内孔 焊有合金焊料之外，还在套铣鞋母体外圆加焊 一定厚度的合金焊料。这种磨铣鞋底底部、内 部与外部三向出刃，能在三个方向切削，3)注意事项n 使用三向磨铣型磨鞋时，由于有外出刃， 应注意如下事项： (1)下钻速度应缓慢，下钻速度控制在1-2m/min 左右，并随时观察拉力表(指重表)的变化，防 止外出刃撞坏和损坏套管。(2)套铣过程中，如遇停泵应立即上提钻具或大 井段地活动钻具，防止卡