[实用新型]一种加工石油套管钻井磨损缺陷的装置

说明书

本实用新型涉及石油、天然气开采技术领域，具体涉及一种加工石油套管钻井磨损缺陷的装置。其能够在普通车床上实现加工套管磨损“月牙形”偏心凹槽缺陷。本实用新型的技术方案包括车床，车床上设置有中心架、车刀杆和三爪卡盘，还包括固定偏心孔夹头一、固定偏心孔夹头二；所述的固定偏心孔夹头一、固定偏心孔夹头二的结构与尺寸相同，结构为中心设置为偏心通孔的圆环；所述的固定偏心孔夹头一的外圆通过车床的三爪卡盘夹紧，固定偏心孔夹头二的外圆通过车床的中心架的支撑滚珠轴承夹紧，所述的固定偏心孔夹头一和固定偏心孔夹头二套设于套管试样的两端。

技术领域：

本实用新型涉及石油、天然气开采技术领域，具体涉及一种加工石油套管钻井磨损缺陷的装置。

背景技术：

石油钻井过程中，由于各种地质、工程或钻井技术因素的影响，实际的井眼都会存在一定的井斜现象。实钻的井眼倾斜后，后续下一开次在钻井过程中钻柱也会发生弯曲，钻柱弯曲和井眼弯曲狗腿度一致。钻柱在钻井过程中通过方钻杆带动旋转，钻柱最下方的钻头在地层中旋转不断向更深地层中钻进。由于井眼弯曲会导致钻柱旋转钻进过程中对上一次开次的套管内壁会造成磨损。钻柱钻井过程中在套管内壁造成偏心磨损，在套管内壁一侧行成“月牙形”偏磨磨损凹槽，磨损严重的话会把套管磨穿。

套管磨损后会极大的降低抗内压爆破和抗外压挤毁强度，容易造成套管在井下爆破或地层挤毁失效，易造成严重的失效事故。目前国内外还没有准确的理论公式能够计算磨损缺陷套管剩余强度性能，因此为了更准确研究发生钻井套管磨损后的剩余强度，需要进行全尺寸带磨损缺陷的套管进行实物抗内压爆破强度和抗外压挤毁强度性能试验。钻井过程中，由于实钻井眼的弯曲及工程地质因素，钻井过程中钻杆与套管会存在不同心现象造成了套管偏磨，因此为了研究磨损缺陷套管的抗外压挤毁剩余强度，需要加工带磨损缺陷的抗外压挤毁试验试样。磨损缺陷的外压挤毁试样，长度大于3500mm，需要在整个试样的内壁加工“月牙形”偏心磨损缺陷凹槽。例如外径为244.48mm的套管试样加工磨损缺陷挤毁，试样最小长度为3500mm米，现有的普通车床或镗床装置都难以满足加工要求，主要存在技术难点为：

(1)大型卧式镗床：可以实现偏心孔的加工，但镗床刀杆加工时高速旋转，刀杆的长度都较短，不能满足长孔的要求。即使设计一个较长非标镗刀杆，由于受套管内径尺寸限制，镗刀杆的直径较小刚性较弱，刀杆旋转时刀头摆动较大不能实现加工长距离的偏心孔。

(2)四爪卡盘车床：四爪卡盘可以将磨损缺陷套管一端的中心调整与车床主轴不同心，但套管试样的另外一端无法实现固定的偏心回转体支撑，也无法实现调整支撑端与四爪卡盘夹持端套管试样同心，因此无法实现加工。

(3)三爪卡盘车床：三爪卡盘夹紧时自动将套管试样中心与车床主轴夹持为同心，无法直接实现套管试样中心与车床主轴中心偏心的夹持，因此不能直接加工偏心的磨损缺陷套管试样。

由于石油套管固井后无法从井中取出，因此不能直接对井中的套管磨损后剩余强度进行测试，但工程利用多井壁测井仪测量套管磨损剩余壁厚参数。我们可以根据测井的套管剩余壁厚，加工钻井磨损缺陷试样，然后进行套管的剩余强度性能试验，对油气井的安全评估及后续施工具有重大的指导意义。

实用新型内容：

有鉴于此，本实用新型提供一种加工石油套管钻井磨损缺陷的装置及其方法，其能够在普通车床上实现加工套管磨损“月牙形”偏心凹槽缺陷。

为解决现有技术存在问题，本实用新型的技术方案是:一种加工石油套管钻井磨损缺陷的装置，包括车床，车床上设置有中心架、车刀杆和三爪卡盘，其特征在于：还包括固定偏心孔夹头一、固定偏心孔夹头二；所述的固定偏心孔夹头一、固定偏心孔夹头二的结构与尺寸相同，结构为中心设置为偏心通孔的圆环；

所述的固定偏心孔夹头一的外圆通过车床的三爪卡盘夹紧，固定偏心孔夹头二的外圆通过车床的中心架的支撑滚珠轴承夹紧，所述的固定偏心孔夹头一和固定偏心孔夹头二套设于套管试样的两端。