[发明专利]一种套管损坏井修复用长寿命复合钻头

说明书

本发明涉及一种套管损坏井修复用长寿命复合钻头，主要由多排齿、滚滑复合轴承、密封组合、牙掌体、水孔等组成，滚滑复合轴承下部采用空心滚子结构，具有散热能力较强，且能高速运转；橡胶滑块磨损速度较慢，且有利于减少轴颈上的接触压力；密封组合具有旋转密封和轴向、径向密封的优点；能承受高转速和较高的负载，并具备较强的抗冲击性能，保证了复合钻头在高转速和中高钻压条件下的轴承寿命；提高了复合钻头的转速；旋转密封和轴向、径向密封效果出色；在动态载荷下寿命较轴承最大载荷能力强，相比同类修井用复合钻头设有橡胶滑块，防止轴承的快速磨损。

技术领域

本发明涉及钻井装备技术领域，特别涉及一种套管损坏井修复用长寿命复合钻头。

背景技术

目前国内很多油井采油已进入中后期，由于套管长期受到地层的挤压，流体介质的侵蚀，特别是一些增产措施如注气、注水、酸化压裂、蒸汽吞吐的应用，加速了套管的损坏:如套管缩径变形、套管破裂或套管错断等现象，严重影响了油水井的正常生产。当套管出现严重变形、破裂或错断后，常规的磨鞋、铣锥等磨铣工具经常出现磨偏导致磨出套管的现象，增加了下一步施工的难度，严重的还会导致油水井报废，严重延误了修井周期，增加了修井成本，影响了原油的产量。套管变形破裂、甚至断开，虽然用磨鞋磨铣时易开窗，形成套管外通道，但磨铣工具存在强度不足、磨铣点少的缺点，容易造成卡钻工程重大事故，且弯曲套管是一段变形，很容易铣掉大面积套管，造成井壁坍塌，正常循环洗井建不起来，造成修井失败，针对存在的问题，需要进行了磨铣工具、磨铣工艺和临时防砂工艺研究。

对于铣锥、磨鞋等磨铣工具的结构设计和工艺制造，而多刃平底磨鞋在进行套管损坏井作业，容易打刀，磨损速度快，使用寿命短，增加起下钻作业次数，大大降低了作业效率。

上述现有修井用复合钻头存在下述问题：滑动轴承不能承受高转速，而滚动轴承难以承受高修井钻压，因此轴承寿命显著降低；高转速钻井同时要配合较高的钻压，牙齿所受的冲击相对明显增大，钻头横向和纵向振动更严重，因而牙齿磨损快，容易发生牙齿折断，从而降低钻进效率，和常规铣锥、磨鞋等磨铣工具类似，常规修井用复合钻头也不可避免与套管内壁发生摩擦作用，损伤套管内壁面。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种套管损坏井修复用长寿命复合钻头，能有效的解决上述现有技术存在的问题。

为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种套管损坏井修复用长寿命复合钻头，包括：牙轮轴承1、锁紧钢球2、一排齿3、小滚柱4、空心滚柱5、背锥齿6、密封组合7、牙掌体8、牙掌轴承9、橡胶滑块10、塞销孔11、进油孔12、水孔13、二排齿14、三排齿15、四排齿16和五排齿17；

所述牙轮轴承1、牙掌轴承9、小滚柱4、空心滚柱5和橡胶滑块10组成滚滑复合轴承，牙掌轴承9表面围绕多个橡胶滑块10和空心滚柱5，以两块橡胶滑块10之间设置一根空心滚柱5的方式排列；小滚柱4安装在牙轮轴承1和牙掌轴承9形成的上部环形空隙位置，空心滚柱5安装在牙轮轴承1和牙掌轴承9的形成的下部环形空隙位置；

所述橡胶滑块10的外圆弧面直径与牙轮轴承1内孔直径相同，长度与空心滚柱5相同，径向厚度与空心滚柱5直径相同，橡胶滑块10节圆弧长小于的空心滚柱5直径，橡胶滑块10两侧侧面相平行。

牙掌轴承1上设置牙轮，牙轮上布设梯度合金齿，梯度合金齿有五排，包括：一排齿3、二排齿14、三排齿15、四排齿16和五排齿17。

所述牙掌体8经过锻造成型，利用五轴联动组合铣床进行塞销孔11、进油孔12、水孔13的钻孔加工；塞销孔11设在牙掌体8掌背上部，进油孔12设在牙掌体8下部的凹槽位置，水孔13在牙掌体8凸出部位。

所述牙轮轴承1内孔部位加工有密封环槽，密封组合7安装在牙轮轴承1的密封环槽中，且牙轮轴承1、牙掌体8和空心滚柱5装配后将密封组合7压紧，形成高可靠性密封结构。