钻、磨、铣工具各有其特点和应用条件,需根据井下实际情况来选用。
磨铣类工具
在井下遇到鱼顶破碎、形状复杂、落物卡死或被埋等多种复杂情况时,所采用的钻、磨、铣工具。
- 英文名称
- milling tools
- 所属学科
- 石油与天然气工程
用来钻水泥塞、冲钻砂桥、盐桥,刮去套管壁上的脏污和硬蜡及某些矿物结晶的工具。
根据功能要求不同可分普通尖钻头、十字钻头和偏心钻头3种。
①普通尖钻头。钻头的结构由接头、钻头体与磨铣材料焊接而成。普通尖钻头可根据不同需要,制作成不同尺寸的尖钻头,也可以在尖钻头体部加焊YD合金焊料,以加大外形尺寸(图1)。尖钻头由于本身的结构限制底部承压面积较小,所以不能使用较高的钻压与较快的转速。尤其在某些特殊情况下使用油管作钻具时更应注意,决不能以大钻压追求进尺速度。钻水泥塞时,选用的钻压根据经验一般以0.12~0.24千牛为宜。
②十字钻头。由普通尖钻头发展而来。钻头体断面呈十字形,目的是增加钻头底部的承压面积,以保证钻头的平稳钻进。这种钻头多用于下带喇叭口的衬管的情况,通过衬管内钻喇叭口处的水泥,一般再加上一套扶正装置,以保证不伤害衬管喇叭口(图2)。
③偏心钻头。尖钻头的另一变种(图3)。其特点是钻头体偏靠一边,呈不对称形体。偏心钻头主要利用其偏心部分旋转所起的凸轮作用,来扩大侧钻中的井眼,清除套管壁上的水泥块、铁锈及矿物结晶等残留物,因而偏心钻头在施工中应采用低钻压、高转速划眼钻进的工作方式,以达到扩眼与清扫的目的。
尖钻头基本参数见表1。
表1 尖钻头基本参数
套管规范/in(1in=2.54cm) | 41/2 | 5 | 51/2 | 53/4 | 65/8 | 7 |
外径/mm | 92~95 | 105~107 | 114~118 | 119~128 | 136~148 | 146~158 |
总长/m | 250 | 300 | 300 | 300 | 300 | 350 |
接头螺纹 | NC26- 12E2in 油管扣 | NC26- 12E21/2in 油管扣 | NC31- 22E21/2in 油管扣 | NC31- 22G21/2in 油管扣 | NC31- 22G21/2in 油管扣 | NC38- 32E3in 油管扣 |
用来钻井筒内的水泥塞、砂桥及各种矿物结晶的工具。
从左至右依次为钻头直径代号、钻头分类号(如图4)。
钻头分类号由3位数字组成,首位数字为地层系列号,第2位数为地层分级号,第3位为结构特征代号。①地层系列号。地层可划分为8个系列。1代表低抗压强度、高可钻性的软地层,2代表低抗压强度的中等到中硬地层,3代表中研磨性地层及研磨性硬地层,4代表低抗压强度高可钻性极软地层,5代表低抗压强度的软到中等地层,6代表高抗压强度的中硬地层,7代表中研磨性地层及研磨性的硬地层,8代表高研磨性的极硬地层。②地层分级号。每个地层系列均包括4个分级。③结构特征代号。1代表普通滚动轴承,2代表空气冷却滚动轴承,3代表滚动轴承保径,4代表密封滚动轴承,5代表密封滚动轴承保径,6代表密封滑动轴承,7代表密封滑动轴承保径。
在分类号后面可用英文字母增设附加结构特征代号(表2)。例如:钻高抗压强度的中硬第3级地层。密封滑动轴承保径镶齿加长喷嘴钻头的分类号为637E。
表2 附加结构特征代号
代号 | 附加结构特征 | 代号 | 附加结构特征 |
A | 空气钻井用 | N | |
B | 特殊轴承密封 | O | |
C | 中心喷嘴 | P | |
D | 放斜稳斜 | Q | |
E | 加长喷嘴 | R | |
F | S | 标准钢齿模式 | |
G | 爪尖/爪背加强报径 | T | |
H | 水平操作应用 | U | |
I | V | ||
J | 喷嘴偏射 | W | 加强型切削结构 |
K | X | 镶楔形齿为主 | |
L | 爪背加扶正块 | Y | 镶圆锥齿 |
M | 井下马达用 | Z | 镶其他齿形 |
三牙轮钻头由接头、巴掌、牙轮、轴承及密封件等组成。
用来修理被顿坏、损坏的油管、钻杆本体等。由接头与铣鞋体构成。可分梨形铣鞋、锥形铣鞋、内齿铣鞋、外齿铣鞋、裙边铣鞋和套铣鞋等。
从左至右依次为X、Z(L)、最大直径(图5)所示。
梨形铣鞋和锥形铣鞋结构(图6、图7)。
内齿铣鞋的铣鞋体内腔呈喇叭口形,加工有细密的长条形切削铣齿(图8),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。
梨形铣鞋和锥形铣鞋的基本参数见表3。内齿铣鞋的基本参数见表4。
表3 梨形铣鞋和锥形铣鞋基本参数
型号 | 最大直径/ mm | 接头螺纹代号 | 堆焊合金厚度/ mm | 水眼直径/ mm | |
XZ90 | XL90 | 90 | NC26(23/8) | 15 | 15 |
XZ92 | XL92 | 92 | |||
XZ94 | XL94 | 94 | |||
XZ96 | XL96 | 96 | |||
XZ100 | XL100 | 100 | |||
XZ102 | XL102 | 102 | 27/8REG | ||
XZ104 | XL104 | 104 | |||
XZ106 | XL106 | 106 | |||
XZ108 | XL108 | 108 | NC31(27/8)
NC38(31/2) | 25 | |
XZ110 | XL110 | 110 | |||
XZ112 | XL112 | 112 | |||
XZ114 | XL114 | 114 | |||
XZ116 | XL116 | 116 | |||
XZ118 | XL118 | 118 | |||
XZ120 | XL120 | 120 | 32 | ||
XZ138 | XL138 | 138 | |||
XZ140 | XL140 | 140 | |||
XZ142 | XL142 | 142 | |||
XZ144 | XL144 | 144 | |||
XZ146 | XL146 | 146 | 38 | ||
XZ148 | XL148 | 148 | |||
XZ150 | XL150 | 150 | |||
XZ152 | XL152 | 152 | NC38(31/2) | ||
XZ154 | XL154 | 154 |
表4 内齿铣鞋基本参数
套管规范/in(1in=2.54cm) | D/mm | d/mm | L/mm | 齿数 | 接头扣型 |
4 | 95 | 61 | 400 | 24 | NC26 |
51/2 | 114 | 73 | 500 | 26 | NC31 |
53/4 | 118 | 73 | 500 | 26 | NC31 |
65/8 | 136 | 89 | 425 | 30 | NC31 |
7 | 152 | 114 | 450 | 30 | NC38 |
75/8 | 160 | 114 | 450 | 36 | NC38 |
85/8 | 185 | 141 | 550 | 44 | NC40 |
外齿铣鞋是用以刮铣套管壁、修理鱼顶内腔和修整水泥环的一种工具,还可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,需要下外齿铣鞋将衬管顶部水泥塞处的水泥环修整成平整光滑的喇叭口时,必须用外齿铣鞋,其他工具均难以完成。外齿铣鞋在铣鞋体外壁加工有多条长形锥面铣齿。外齿铣鞋与内铣鞋齿形相同,只不过分布在外表面。
条目图册
扩展阅读
- 吴奇.井下作业工程师手册.北京:石油工业出版社,2002.
- 韩国庆,檀朝东.修井工程.北京:石油工业出版社,2013.