[其他]套管内表面清理装置

说明书

本发明涉及油井、加压井、天然气井等修理方面的问题，更确切些涉及套管内表面清理装置方面的问题。

本发明用以彻底而优异地清除套管某些区段内各种积层和积聚物，还用以充分地疏通井筒内某些部位。本发明所推荐的装置适用于钻井液、水、油和矿化层状流体等介质。此外，本发明可用以清除管状换热器内的水锈（大修时）和清理其他要求内径不变或少变的管子内表面。

用钢制补漏件修理套管的实际经验表明：只有在很好地清理了套管的内表面后才能有效地在需修理的区段内装上补漏件。

在穿孔部位的管壁上留有锈蚀物、水泥结壳、盐类沉积物、金属毛刺和金属积聚物时，补漏件就不能严密地贴合在管子上，也就不能取得应有的密封性。在脏污的管子内展宽补漏件又会引起补漏件沿套管的位移。

在采用加压垫衬和装在加压井内泵压管套管上的垫衬时以及在使用其他需紧贴在管壁上的矿井设备（矿层试验器等）或与管壁相互之间具有很强作用力的矿井设备时也会遇到同样的问题。

有一种用于套管的机械刮刀（1984-1985年综合产品目录Ⅵ，808～809页，“C-3”型立式旋转套管刮刀，620-03号产品），其壳体较笨重，在壳体外表面上装有切削板牙，用弹簧恒定地压向需清理的套管管壁。在刮刀的结构上考虑了采用若干套可更换板牙的可能，每套板牙适用于较窄范围内的井筒内径（随套筒的规格类型和壁厚而定）。

机械刮刀下降到井内钻探管或泵压管需清理的管段内，工作中一般用循环清洗液将井内清除物带走。

清理工作可在刮刀边旋转边下降的情况下也可在沿套管作往复运动的情况下进行。

第一种方法的效率较高，但比较适用于清理套管内同种软质积层如盐类沉积层、石膏层和粘土砂浆凝结层等。在清除套管内的水泥结壳时也可采用边旋转刮刀边钻进水泥搭桥的方法。

在清理多样性的硬质积层，特别是在清理穿孔部位的毛刺和金属积聚物时，在刮刀旋转中会产生冲击和套管扭转等现象，使管子楔住和损坏。

在这种情况下应采用刮刀作往复运动的方法进行清理。

上述刮刀的缺点主要是清理效率低，这是由于用螺旋弹簧和板簧将板牙压向清理表面的作用力较小。在每个板牙上的作用力按不同的井筒直径范围为0.7～1.5KN，这相当于在工作表面上0.1～0.2MPa的平均单位负载，只能作出低效的表面磨削工作。弹簧的压缩范围较小，限制了板牙的径向行程（5mm以下），每种规格类型的刮刀不得不采用几套可更换的板牙。

将机械刮刀的板牙恒定地压在清理表面上会使刮刀难以进入套管，降低了刮刀在井内的下降速度，这是由于刮刀会下降到脏污部位和弯曲较大的区段所致。这时刮刀会受到额外的磨损。在带有裂纹和焊接烧穿缺陷的部位，特别是在穿孔区段内，刮刀移动速度被限制在10m/min以下，因为尽管压紧力不大，板牙仍会顶在硬质突起物体上，陷进各突起物之间，使工具停住，造成严重后果。

用这种刮刀清除硬质积层需长时间地进行工作，而且在套管表面上的金属突起物一般清理不掉。

还有一种用以清理未下套管的井筒中松软粘土结壳的水力机械装置（SU，A，649829）。

这种装置设有装在壳体内的弹性扩张筒体。在压差作用下筒体膨胀而直接作用在转动的扇形构件（板牙）上，使其从壳体的槽孔内伸出而触及清理表面。在壳体内可转动的扇形构件安装在轴上。在筒体内部设有套筒以固定筒体的两端，套筒设有流体通道。水力机械装置用以在钻井工作中淤填未下套管的井筒筒壁。装置具有传送和工作两种状态。装置在下降到井内清理区段后借助于钻头的清洗喷嘴在工作腔体内造成压差而转入工作状态。

由于压差较小，这种装置只是在旋转运动下使用，在离心力作用于扇形构件的同时，压力使接触的表面受到足够的作用力以局部清除和磨削掉筒内松软粘土结壳。装置考虑装在轮转机的轴上进行工作。

这种装置的缺点是不能有效地用以清理套管，原因如下：

有效地清除套管内的金属积聚物和结实的积层需高达几吨紧压板牙的作用力，这相当于刮刀在4～6MPa的压差下工作。在顶出板牙使其处于工作状态时筒体壁部受到扩张。在壳体和顶出的板牙之间所形成的凸肩部位，特别是在刮刀的纵断面上的这种凸肩部位，筒体的弹性材料在压差的作用下受到强烈的弯曲和很大的局部张拉。此外，在很大的压差下，筒体材料会被压进壳体和活动板牙之间的空隙中而被挤夹。弹性材料在凸肩部位一再经受张拉和挤夹会使筒体很快破裂。