[发明专利]弹簧式刮削器

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻井辅助设备，具体是指弹簧式刮削器。

背景技术

套管刮削器可用于清除残留在套管内壁上水泥块、水泥环、硬蜡、各种盐类结晶和沉积物、射孔毛刺以及套管锈蚀后所产生的氧化铁等物，以便畅通无阻地下入各种下井工具，尤其在下井工具与套管内壁环形空间较小时，更应在充分刮削之后，再进行下一步施工。目前国内一些油田以及国外油水井施工作业时，使用刮削器已成为一种必不可少的工序，其目的在于提高工具下入和作业的成功率。

套管刮削器分为胶筒式套管刮削器及弹簧式刮削器，套管刮削器具有外壁嵌有毛刷的刮屑主体，毛刷的外径与刮屑主体下端喇叭口的外径之差为正值，由于该种套管刮削器上的毛刷可紧贴套管内壁，首先可刮去套管内残余的蜡，刮蜡效果好；并且能起到扶正作用，防止刮屑主体下端的喇叭口损伤套管。而弹簧式刮削器在几千米以下的地底工作，并且工作环境空间小，一般地，未入井的刮削器刀片的最大安装尺寸比套管内径大，入井后刀片必定压下弹簧内缩。另外当刮切坚硬材料时，不可能一次全部刮至套管内径尺寸，须多次刮削，每刮削一次套管内径增大一次，并由弹簧提供径向进给力，刮削器连接在下井管柱的下端，管柱的上下移动便是刮切过程中的轴向进给；其次由刀片的结构可看出，每一螺旋形刀条的刀片有内、外两个弧形切削刃，上下往复刮削时内、外两刃轮流工作，两刃之间又有一较宽的横刃带面，这一较大面积的刃带在刀片上、下运动过程中尚有对已刮切面起磨切作用；因此在长期的钻进与刮削后，传统的弹簧刮削器的弹簧容易受损，致使套管内壁的结晶物累积，影响钻杆的钻速，降低钻进效率。

发明内容

本发明的目的在于提供弹簧式刮削器，方便套管内壁的清理与切削，保证钻杆的钻进效率，延长刮削器的使用寿命。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

弹簧式刮削器，包括主体、固定座和刀片，所述主体上开有多个梯形槽，所述固定座与梯形槽螺栓连接，在梯形槽上设置有弓形的固定板，刀片设置于固定板上，还包括多个弹簧，所述弹簧的一端与固定板的底部连接，弹簧的另一端与梯形槽的槽底连接，固定座的底部设有凹槽，固定板的端部与凹槽啮合，多个所述梯形槽以主体的轴心为旋转中心对称设置在主体，相邻两个所述梯形槽的中心点与主体轴心所成的夹角为60~72°。由于钻进的持续性，因此对钻具的强度要求较高，一般的套管切削器在长时间工作后，弹簧一直处于较高的使用率，致使弹簧的寿命减短甚至受损，进而影响整体的钻进效率；本发明将刀片固定在弓形的固定板上，固定板的两端与梯形槽螺栓连接，而固定板的中部通过弹簧与梯形槽的槽底连接，当刮削器进入到套管内时，在弹簧的支撑下刀片与套管内壁紧密贴合，钻杆钻动，带动刮削器开始对套管壁进行清理，相邻的两个梯形槽的中心点与主体轴心所成的夹角为60~72°，即可保证在遇到质地坚硬的结晶物时，每个刀片以及固定板的受力均匀，从而使得梯形槽内的弹簧受力也均匀，避免了弹簧的过度磨损，有助于提高钻进效率；在固定座的底部设置的凹槽，固定板的两端分别与凹槽啮合，可使得固定在发生径向移动时，套管中的杂质不会进入到梯形槽内，对梯形槽进行良好的密封，保证弹簧工作的稳定性。

所述螺栓为内六角螺栓。在刀片过度的磨损后，需要及时更换固定板，固定座通过内六角螺栓与梯形槽连接，拆卸时可适用扳手快速拧动螺栓，提高设备维修的效率，并且内六角螺栓在拆卸安装时不易变形，可保证其较长的使用寿命。

所述刀片与主体轴线所成的角度为25~35°。在套管内壁清理时，刀片刮削效率与套管的接触位置有关，当刀片与主体轴线所成的角度低于25°时，刀片的刮削效率降低，且刀片容易发生形变；当刀片与主体轴线所成的角度高于35°时，刀片两端的受力不均匀，易导致刀片一端过度磨损，致使刮削不完全。

所述固定板的底部开有圆孔槽，弹簧的一端穿过圆孔槽与固定板连接。固定板的底部开有的圆孔槽可使得弹簧始终保持在同一位置，不会随着固定板的受力而发生侧向移动，保证其工作的稳定性。

所述弹簧为圆柱形压缩弹簧。弹簧始终处于压缩状态，普通的弹簧无法长时间承受向下的压力，容易折断或是失去弹性；压缩弹簧是承受向压力的螺旋弹簧，它所用的材料截面多为圆形，压缩弹簧的圈与圈之间有一定的间隙，当受到外载荷时弹簧收缩变形，储存变形能，可保证在不断的压缩、回复过程中工作的稳定性。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：