螺杆式局部反循环套铣打捞工具制造技术

本发明专利技术公开了一种螺杆式局部反循环套铣打捞工具，包括自上而下依次连接的螺杆钻具总成、导流接头、外工作筒和套铣筒，以及设置在导流接头内的螺杆泵总成，设置在外工作筒内的研磨机和磁性中心管，设置在套铣筒内的母锥；该工具通过内设的各个孔道结构使正循环液流改道为局部反循环，通过螺杆钻具‑螺杆泵相互配合，无需额外动力即可在筒体内相对井底液体产生负压抽吸作用，对小块落物选择性吸附或破碎返排，套铣同时还可利用母锥进行造扣、倒扣、打捞，在常规泵压和排量下可降低因铁磁性碎块进入环空造成卡钻事故的概率，套铣一次完成，缩短套铣打捞的施工周期，有效节约施工成本，提高套铣打捞的工作效率，降低卡钻事故的概率。

【技术实现步骤摘要】
螺杆式局部反循环套铣打捞工具
本专利技术涉及油气井井下作业
，特别涉及一种螺杆式局部反循环套铣打捞工具。
技术介绍
大修井通过活动解卡无效后，需要使用套铣的方法将落物与套管之间的环形空间处理干净后进行打捞；井底落物因鱼顶不适合直接打捞，需要对鱼顶进行套铣修整后再进行打捞处理；或井底为小件落物和铁屑等，需要使用打捞工具进行打捞处理，这套工艺在井下作业称为套铣打捞施工。目前，大修井现场施工过程中，对于常规套铣施工，井口通常安装双闸板防喷器，在防喷器上方安装导管，井内管柱采用Φ73mm钻杆，井口接方钻杆和水龙头，利用泵注设备建立正循环工作方式，通过转盘旋转方钻杆带动钻具及底部工具旋转，同时施加合适钻压进行套、磨铣施工。对于打捞施工，管柱底带打捞工具，同样采用正循环工作方式进行打捞作业。这种套铣打捞施工方式在较为常规的浅井、直井中施工较为简单，成功率较高，但是在深井、斜井、漏失井特别是处理注水井腐蚀油管时，由于井内金属碎块极多，金属碎块质量大上返困难，因此施工过程中极易造成卡钻事故的发生。为了避免由于金属碎屑上返困难造成的卡钻事故，现场多采用提高泵注排量、整体反循环工作方式、勤活动管柱检验管柱是否存在卡阻现象、套铣一段进尺后进行长时间洗井等方法，这些方法虽有一定效果，但是也带来施工周期长、施工费用高的问题，所以套铣效率始终不高，且并不能完全避免卡钻事故的发生。因此，亟需设计一种经济、高效的套铣打捞工具，在常规排量、泵压的工作条件下能够快速的套铣，将套铣下的铁磁性金属碎块吸入工具筒内部，有效防止卡钻，同时实现套铣和打捞落物一次完成，不仅有效缩短施工周期，还能降低施工费用，实现降本增效，提质增速。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种有效防止卡钻，同时实现套铣和打捞落物一次完成的螺杆式局部反循环套铣打捞工具。为此，本专利技术技术方案如下：一种螺杆式局部反循环套铣打捞工具，包括自上而下依次连接的螺杆钻具总成、导流接头、外工作筒和套铣筒，以及设置在导流接头内的螺杆泵总成，设置在外工作筒内的研磨机和磁性中心管，设置在套铣筒内的母锥；其中，螺杆钻具总成包括自上而下依次连接的上接头、旁通阀和连接外筒，在连接外筒内自上而下设置有螺杆钻具定子和驱动头；螺杆钻具定子的顶端与旁通阀的下端口相连接，螺杆钻具定子内腔装配有螺杆钻具转子，驱动头固定在螺杆钻具转子底端；导流接头由筒形本体和密封压盖构成；筒形本体顶端与连接外筒底端相连接、底端固定在外工作筒的顶端内壁上，其内壁上设有第一环形凸台，第一环形凸台上部内壁上形成有第二环形凸台；自第一环形凸台的上端面沿轴向开设有多条贯通至第一环形凸台的下端面的导流孔，自位于第二环形凸台下方的第一环形凸台内壁还斜向向上开设有贯通至导流接头外部的两个返流孔，密封压盖盖装并固定在第二环形凸台的上端面上，其中心处沿轴向开设有与第二环形凸台的内径一致的中心通孔；螺杆泵总成包括筛管式传动轴、第一万向轴、螺杆泵转子和螺杆泵定子；筛管式传动轴由顶部设有开口、底部封闭的上筒体和固定在上筒体底面上的下传动轴构成；上筒体顶端连接在驱动头上，其侧壁上均布开设有多个第一筛孔；下传动轴插装在密封压盖的中心通孔内并形成密封；第一万向轴的顶端连接在下传动轴的底端、底端固定在螺杆泵转子的顶端；螺杆泵定子顶端连接在导流接头的底端内壁上，其内腔装配有螺杆泵转子；磁性中心管包括铝制中心管、多块第一钕磁强磁打捞块和扶正器；中心管顶端与螺杆泵定子的底端相连接；多块钕磁强磁打捞块沿周向均布固定在中心管的内壁上，扶正器固定在中心管的底端外壁上并与外工作筒形成密封；研磨机设置在中心管的顶部内侧，其与螺杆泵转子联动并驱动其内部刀片转动切削；在位于扶正器上方的外工作筒侧壁上沿圆周方向均布开设有多个斜向喷射孔。进一步地，多条导流孔均分为两个导流孔组并对称布设在第一环形凸台的两侧；每个导流孔组内的导流孔以等间距的方式设置；同时，两个返流孔对称开设在筒形本体上，且两个返流孔与两个导流孔组交替设置；返流孔的轴线方向与筒体的轴线方向所成夹角为45°。进一步地，第一筛孔的孔径为10mm；第二筛孔的孔径为3mm。进一步地，研磨机包括第二万向轴、多孔筛板、刀片和安装组件；第二万向轴的顶端连接在螺杆泵转子的底端；多孔筛板固定在中心管的内壁上，其盘面上均布开设有多个第二筛孔；安装组件由螺栓和螺母构成，刀片套装并固定在倒向设置螺栓外侧，螺栓的顶端穿过多孔筛板的中心孔并固定在第二万向轴的底端；螺母穿装在螺栓上并设置于螺栓帽与刀片之间。进一步地，母锥的中部内壁凸起形成有第三环形凸台，且第三环形凸台的上端面和下端面分别加工为上锥面和下锥面，下锥面上加工有用于造扣的螺纹扣；在母锥的内壁上对称开设有两条上下贯通的过水槽。进一步地，过水槽为径向截面呈半圆形的通槽，其截面半圆形的半径为7.5mm。进一步地，开设在外工作筒侧壁上的喷射孔的轴线方向与外工作筒的轴线方向所成夹角为45°。与现有技术相比，该螺杆式局部反循环套铣打捞工具适用于深井、斜井、漏失井、腐蚀油管打捞井等进行套铣打捞的大修作业，其可直接连接到施工管柱中，通过流道转换结构使正循环液流改道为局部反循环，通过螺杆钻具-螺杆泵旋转结构，无需额外动力，即可在筒体内相对井底液体产生负压抽吸作用，通过磁性中心管吸附铁磁性小块落物，通过母锥造扣打捞油管接箍或其他大直径部位的落物，套铣同时还可利用母锥进行造扣、倒扣、打捞，在常规泵压和排量下可降低因铁磁性碎块进入环空造成卡钻事故的概率，套铣一次完成，缩短套铣打捞的施工周期，有效节约施工成本，大大提高套铣打捞的工作效率，降低因金属碎块在环形空间造成卡钻事故的概率，缩短套铣打捞的施工周期。附图说明图1为本专利技术的螺杆式局部反循环套铣打捞工具的结构示意图；图2为本专利技术的螺杆式局部反循环套铣打捞工具的液体流道原理示意图；图3为本专利技术的螺杆式局部反循环套铣打捞工具的导流接头的全剖视图；图4为本专利技术的螺杆式局部反循环套铣打捞工具的导流接头的横截切面示意图；图5为本专利技术的螺杆式局部反循环套铣打捞工具的筛管式传动轴的结构示意图；图6为本专利技术的螺杆式局部反循环套铣打捞工具的筛管传动轴与螺杆泵连接实现旋转传动的结构示意图；图7(a)为本专利技术的螺杆式局部反循环套铣打捞工具的研磨机的示意图；图7(b)为图7(a)的A-A剖视图；图8(a)为本专利技术的螺杆式局部反循环套铣打捞工具的磁性中心管的示意图；图8(b)为图8(a)的B-B剖视图；图9为本专利技术的螺杆式局部反循环套铣打捞工具的磁性中心管的扶正密封装置部分的结构示意图；图10为本专利技术的螺杆式局部反循环套铣打捞工具的外工作筒的结构示意图；图11(a)为本专利技术的螺杆式局部反循环套铣打捞工具的母锥的结构示意图；图11(b)为图11(a)的径向剖视图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种螺杆式局部反循环套铣打捞工具，其特征在于，包括自上而下依次连接的螺杆钻具总成(1)、导流接头(2)、外工作筒(6)和套铣筒(7)，以及设置在导流接头(2)内的螺杆泵总成(3)，设置在外工作筒(6)内的研磨机(4)和磁性中心管(5)，设置在套铣筒(7)内的母锥(8)；其中，/n螺杆钻具总成(1)包括自上而下依次连接的上接头(1-1)、旁通阀(1-2)和连接外筒，在连接外筒内自上而下设置有螺杆钻具定子(1-3)和驱动头(1-5)；螺杆钻具定子(1-3)的顶端与旁通阀(1-2)的下端口相连接，螺杆钻具定子(1-3)内腔装配有螺杆钻具转子(1-4)，驱动头(1-5)固定在螺杆钻具转子(1-4)底端；/n导流接头(2)由筒形本体和密封压盖(2-5)构成；筒形本体顶端与连接外筒底端相连接、底端固定在外工作筒(6)的顶端内壁上，其内壁上设有第一环形凸台，第一环形凸台上部内壁上形成有第二环形凸台；自第一环形凸台的上端面沿轴向开设有多条贯通至第一环形凸台的下端面的导流孔(2-1)，自位于第二环形凸台下方的第一环形凸台内壁还斜向向上开设有贯通至导流接头(2)外部的两个返流孔(2-2)，密封压盖(2-5)盖装并固定在第二环形凸台的上端面上，其中心处沿轴向开设有与第二环形凸台的内径一致的中心通孔；/n螺杆泵总成(3)包括筛管式传动轴、第一万向轴(3-6)、螺杆泵转子(3-4)和螺杆泵定子(3-5)；筛管式传动轴由顶部设有开口、底部封闭的上筒体(3-1)和固定在上筒体底面上的下传动轴(3-3)构成；上筒体(3-1)顶端连接在驱动头(1-5)上，其侧壁上均布开设有多个第一筛孔(3-2)；下传动轴(3-3)插装在密封压盖(2-5)的中心通孔内并形成密封；第一万向轴(3-6)的顶端连接在下传动轴(3-3)的底端、底端固定在螺杆泵转子(3-4)的顶端；螺杆泵定子(3-5)顶端连接在导流接头(2)的底端内壁上，其内腔装配有螺杆泵转子(3-4)；/n磁性中心管(5)包括铝制中心管(5-7)、多块第一钕磁强磁打捞块和扶正器(5-5)；中心管(5-7)顶端与螺杆泵定子(3-5)的底端相连接；多块钕磁强磁打捞块沿周向均布固定在中心管(5-7)的内壁上，扶正器(5-5)固定在中心管(5-7)的底端外壁上并与外工作筒(6)形成密封；研磨机(4)设置在中心管(5-7)的顶部内侧，其与螺杆泵转子(3-4)联动并驱动其内部刀片转动切削；在位于扶正器(5-5)上方的外工作筒(6)侧壁上沿圆周方向开设有多个斜向喷射孔。/n...

【技术特征摘要】
1.一种螺杆式局部反循环套铣打捞工具，其特征在于，包括自上而下依次连接的螺杆钻具总成(1)、导流接头(2)、外工作筒(6)和套铣筒(7)，以及设置在导流接头(2)内的螺杆泵总成(3)，设置在外工作筒(6)内的研磨机(4)和磁性中心管(5)，设置在套铣筒(7)内的母锥(8)；其中，
螺杆钻具总成(1)包括自上而下依次连接的上接头(1-1)、旁通阀(1-2)和连接外筒，在连接外筒内自上而下设置有螺杆钻具定子(1-3)和驱动头(1-5)；螺杆钻具定子(1-3)的顶端与旁通阀(1-2)的下端口相连接，螺杆钻具定子(1-3)内腔装配有螺杆钻具转子(1-4)，驱动头(1-5)固定在螺杆钻具转子(1-4)底端；
导流接头(2)由筒形本体和密封压盖(2-5)构成；筒形本体顶端与连接外筒底端相连接、底端固定在外工作筒(6)的顶端内壁上，其内壁上设有第一环形凸台，第一环形凸台上部内壁上形成有第二环形凸台；自第一环形凸台的上端面沿轴向开设有多条贯通至第一环形凸台的下端面的导流孔(2-1)，自位于第二环形凸台下方的第一环形凸台内壁还斜向向上开设有贯通至导流接头(2)外部的两个返流孔(2-2)，密封压盖(2-5)盖装并固定在第二环形凸台的上端面上，其中心处沿轴向开设有与第二环形凸台的内径一致的中心通孔；
螺杆泵总成(3)包括筛管式传动轴、第一万向轴(3-6)、螺杆泵转子(3-4)和螺杆泵定子(3-5)；筛管式传动轴由顶部设有开口、底部封闭的上筒体(3-1)和固定在上筒体底面上的下传动轴(3-3)构成；上筒体(3-1)顶端连接在驱动头(1-5)上，其侧壁上均布开设有多个第一筛孔(3-2)；下传动轴(3-3)插装在密封压盖(2-5)的中心通孔内并形成密封；第一万向轴(3-6)的顶端连接在下传动轴(3-3)的底端、底端固定在螺杆泵转子(3-4)的顶端；螺杆泵定子(3-5)顶端连接在导流接头(2)的底端内壁上，其内腔装配有螺杆泵转子(3-4)；
磁性中心管(5)包括铝制中心管(5-7)、多块第一钕磁强磁打捞块和扶正器(5-5)；中心管(5-7)顶端与螺杆泵定子(3-5)的底端相连接；多块钕磁强磁打捞块沿周向均布固定在中心管(5-7)的内壁上，扶正器(5-5)固定在中心管(5-...

【专利技术属性】
技术研发人员：李龙，赵增权，王方祥，冯海江，魏冕，詹鸿运，樊震刚，赵增兵，赵永杰，贾正发，张乾，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12