[实用新型]螺旋球面整形器

说明书

技术领域

本实用新型涉及油田开发技术领域，特别涉及一种油水井套管变形修复时使用的套管整形专用工具。具体而言是一种碾压式球面套管整形装置。

背景技术

套管变形是油田开发中、后期最常见的一种套管损坏形式。目前，常用的套管变形整形修复方法有机械整形和爆炸整形。其中，机械整形在我国使用较为频繁。机械整形又可分为冲击胀管和碾压挤胀管两大类。使用的冲击胀管类工具如梨形胀管器，结构简单，现场操作方便，但整形时需提放钻柱冲击，对变形部位的套管及管外水泥环的造成损害，保护性较差；另外所需要的钻压大；遇卡钻事故率高；需要多次起下钻柱，导致工作时间延长，施工成本增加。使用的碾压挤胀类工具如偏心辊子整形器，适用于套管变形后通径较大的套损井，可一次整形基本恢复通径。碾压挤胀类工具与冲击胀管类工具相比，施工时起下钻柱次数大大减少。但由于碾压挤胀类工具偏心轴所受弯矩较大，易断裂；滚珠整形器对变形套管的整形由面接触变为多点接触，提高了单位面积上的作用力，一次整形量大，但钢球容易出现脱粒现象，并且连续损坏、卡钻等。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种螺旋球面整形器，结合冲击胀管类工具和碾压挤胀类工具两类整形器优点，达到对套管变形部位下一次钻柱整形复位，减少起下钻柱的次数，减少对套管内壁刮、磨损坏，提高对套损部位及管外水泥环的保护作用。克服碾压挤胀类工具偏心轴所受弯矩较大易断裂的不足；克服冲击胀管类工具对变形部位的套管及管外水泥环的造成损害，卡钻事故率高的不足。

本实用新型采用的技术方案是：用于油水井套管变形修复的螺旋球面整形器，由本体和球面齿组成。其特征在于：本体为柱状体形，本体自下而上分为导向引鞋、整形扩径段、定径段、倒锥取钻段和钻杆接头部分，本体中心有贯穿整个本体的通孔。在本体的整形扩径段、定径段和倒锥取钻段的表面有螺旋分布的齿孔，每个齿孔内固定有球面齿。导向引鞋为圆柱体形。整形扩径段为外壁为圆锥体形，定径段为圆柱体形，倒锥取钻段为圆锥体形，钻杆接头有外螺纹。通过外螺纹能将螺旋球面整形器连接在钻杆的下端。

所述的整形扩径段、定径段和倒锥取钻段的表面齿孔螺旋分布是分别有条螺旋分布齿孔，每条螺旋线的相位角为60度，每条螺旋线的升程为15mm。

所述的整形扩径段的锥度为5度。

所述的倒锥取钻段的锥度为1.5度。

所述的球面齿由球面形冠和圆柱体构成，圆柱体的直径为15mm，圆柱体的端部有倒角，球面齿采用硬质合金材料。

球面齿上部球面形冠突出本体表面5～5.5mm。

齿孔在本体表面的分布经过优化设计，在各个功能区分布不一，具有一定的规律，间隔不会过密也不会过于稀松。在工具旋转工作时，能使牙齿覆盖率达到最高。

简述螺旋球面整形器的原理，有利于理解本实用新型。参阅图1。导向引鞋7的作用是引导上部整形器进入套管变形段。整形扩径段6是碾压整形主要作用区域，其锥体结构，逐渐变大。在钻柱旋转和钻压作用下对变形部位进行碾压和挤胀，以使套管变形部位逐渐恢复通径。定径段5继续对套管变形部位反复碾压，使套管内壁产生塑性变形，二次屈服应力将提高，变形段受到冷作硬化，整形后能提高套管强度，使恢复的套管通径保持不变，降低了扩大后的套管再次缩径的可能，从而实现整形扩径的目的。倒锥取钻段4倒锥面具有防卡作用，在提升钻具遇阻的时候，可采用边旋转边上提的方式起出钻柱，避免因套管缩径而将钻具卡死。钻杆接头3与上部钻杆联接，传递扭矩和钻压。通孔8可以在工作时注入工作液。

本实用新型的有益效果：本实用新型螺旋球面整形器具有以下优点：

1.螺旋球面整形器前端有锥引鞋，起到矫正和辅助进入套管变形段功能。

2.该整形器的球面齿采用固定的方式，因而不会造成像滚珠整形器的脱粒现象。

3.一次整形量大，不用多次起下钻柱，劳动强度大幅下降，处理井段长，对水泥环损伤较小，可连续长井段施工，工作效率高。

4.结构简单而紧凑，容易制造，且不易损坏，球面体与套管的硬度差大，更有利于提高整形速度。

5.施工时，注入冷却液降低工作温度，保护工具，并起到润滑作用，减少摩擦，降低扭矩。

6.操作方便，现场适用性强，结构设计合理，与其它类型的整形器相比，将原先的面接触改为多点连续滚压接触，增大了单位面积上的作用力，有利于提高整形效果。

附图说明

图1是本实用新型螺旋球面整形器结构示意图。

图2是球面齿2的结构示意图。