專利名稱：一體式凹底磨鞋的制作方法
專利說明
一、技術領域本實用新型涉及一種磨銑井下落物的磨銑工具，尤其是一趟鉆就能將掉落井下的三只牙輪磨銑掉的一體式凹底磨鞋。
二背景技術：
在鉆進或起下鉆過程中，由于所使用的鉆具、工具的質量不過關、檢查不嚴、操作不當或措施不力等原因都可能引起落物事故。常見的落物事故主要有牙輪鉆頭掉牙輪、斷巴掌、掉彈子；測斜儀落井；卡瓦牙、吊鉗牙、吊卡銷等掉落井下。不對井下落物進行處理，無法繼續鉆進，處理井下落物事故的方法是用打撈工具進行打撈，但撈取井下落物并非易事。在井下落物難以打撈的情況下，就得用磨鞋下井磨銑，通過泥漿循環，將磨碎的金屬屑攜帶至地面。傳統的磨銑工具是焊接式平底磨鞋，但是，經過長期使用后，這種焊接式平底磨鞋暴露出了三大問題一是接頭體和磨鞋體分開加工，然后焊接，如果焊接質量不好，整個磨鞋在井下使用過程中就可能斷裂，引發更嚴重的事故，從而使事故進一步惡化；二是平底磨鞋在井下磨銑落物的過程中，落物很容易被撥到井壁上，因而不易磨到落物；三是這種磨鞋體最底面加工徑向槽，泥漿通道由接頭體內徑經過磨鞋體中心到徑向槽，然后通向井內環形空間，由于泥漿循環必須經過磨鞋體最底面的徑向槽，因此，隨著磨鞋的磨銑，磨鞋體不斷變薄，在磨鞋體最底面的徑向槽也逐漸變淺，這樣，泥漿循環通道越來越不暢通，泥漿泵泵壓升高，甚至憋泵，雖然磨鞋體底面鑲焊的T107加長型鎢鋼塊還很長，還可以繼續磨銑落物，但也只好起鉆另換磨鞋，這樣，不但浪費磨鞋，而且增加了起下鉆的次數，延長了建井周期，增加了鉆井成本。
三
發明內容
為了克服焊接式平底磨鞋的不足，本實用新型提供一種一體式凹底磨鞋，該種磨鞋采用整體加工方法，提高了磨鞋的強度；磨鞋采用凹形底面，磨銑落物時落物不易跑掉，落物不會被撥到井壁上；在磨鞋體的側面設計水槽，磨鞋在磨銑落物過程中，泥漿循環通道始終保持暢通，不會憋泵，如果牙輪鉆頭的三只牙輪同時掉落井內，僅用一只磨鞋就能將它磨銑掉，整個磨銑過程不用起鉆更換磨鞋。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是一體式凹底磨鞋，由磨鞋體、斜臺肩、接頭體、NC46內螺紋、傾斜孔、深水槽、鉛垂孔、鎢鋼塊和凹底組成，其特征在于磨鞋體設為圓柱形，上體直徑小，下體直徑大，變徑處設有斜臺肩，上體的上部設有內螺紋，上體下部設有中心孔；在中心孔底面向下體內打放射式三個斜孔，至下體的中上部，其夾角120°，在此斜孔對應向下打三個鉛垂孔至下體底部，從斜臺肩垂直向下與斜孔對應的120°夾角處銑三個淺水槽至下體的中下部，在此槽末端垂直向下銑三個深水槽，并銑掉部分鉛垂孔；下體底部設為錐形凹底，在深水槽之間的凹底面上均勻設有若干個圓形凹孔，孔內鑲焊有鎢鋼塊。一體式凹底磨鞋采用203mm，40CrNiMo毛坯整體加工，與焊接式平底磨鞋比較，不存在焊接質量差而斷裂的問題，提高了強度。用管螺紋車床將接頭體和磨鞋體外徑分別車至159mm和180mm，接頭體和磨鞋體的過渡部分為斜臺肩，斜臺肩與鉛垂方向的夾角加工成30°。接頭體長度為280mm，接頭體的上部用管螺紋車床按API標準加工NC46內螺紋，以便與鉆柱的NC46外螺紋連接，接頭體內徑車至71mm。磨鞋體和斜臺肩總長度為240mm，用管螺紋車床加工磨鞋體的底面成凹底，凹底頂點離磨鞋體最下端距離為15mm，這種凹底結構使得磨銑落物時，落物不易跑掉，落物不會被撥到井壁上而磨不到。在磨鞋體凹底，用鏜床鉆3個互成120°直徑18mm深度80mm的鉛垂孔，此3鉛垂孔中心線與一體式凹底磨鞋中心線的距離分別為R50mm、R45mm、R40mm。在3鉛垂孔互成120°方向上，用銑床，從磨鞋體外側銑出寬18mm高80mm的深水槽，使之分別與3鉛垂孔形成的圓柱面相切。在3鉛垂孔互成120°方向上，用銑床，從磨鞋體和斜臺肩的外側，銑出寬18mm深10mm淺水槽，使淺水槽的槽底面與接頭體外圓柱面相切。之后，在3鉛垂孔互成120°方向上，以鉛垂孔中心線與深水槽頂面的交點為圓心，用鏜床鉆3個18mm傾斜孔，3個傾斜孔中心線最上端應交于離磨鞋體最上端240mm處的磨鞋體的中心線上，并在3個鉛垂孔互成的120°方向上。由于在磨鞋體的側面設計水槽，循環泥漿不經過磨鞋體的凹底，避免了焊接式平底磨鞋在磨銑落物過程中泥漿循環通道不暢而憋泵的現象，整個磨銑過程不用起鉆更換磨鞋。在磨鞋體的凹底，用鉆床，按彼此間距4mm，鉆150個直徑8mm深度36mm的孔，所鉆孔離深水槽和磨鞋體凹底邊緣的距離不小于5mm，用銅焊條將T107加長型鎢鋼塊(八棱、對棱尺寸7mm，總長40mm)鑲焊于150個孔中，焊好后，鎢鋼塊應露出磨鞋體的凹底4mm。使用一體式凹底磨鞋，鎢鋼塊裸露部分磨平后，其埋焊部分可繼續參與磨銑，提高了磨鞋的利用率，下一只磨鞋，就能將3只落井牙輪磨銑掉。
根據井眼大小選擇相應尺寸的磨鞋，磨鞋應比井眼直徑小15-30mm，本實用新型的規格型號是180mm，故可用于195mm-210mm的井眼。使用一體式凹底磨鞋，磨銑時的泥漿排量應為正常鉆進排量的一半，防止把較大塊碎鐵沖離井底磨不到，而又返不出地面，磨銑時的轉盤轉速以40-60r/min為宜。在磨銑過程中，每20-30min應提起磨鞋劃眼一次，在上提時注意有無阻力，在無阻力的情況下，上提2m左右向下劃眼；每磨銑2-3h，應上提3-5m，停泵，上下活動鉆具，待被泥漿沖起的碎鐵下沉到井底后，再開泵循環，施加鉆壓進行磨銑。落物全部磨碎后，在起鉆前，應將泥漿泵開大排量循環，洗井1-2周，將磨碎的金屬屑全部排到井筒之外。攜帶金屬屑從井底返出地面的泥漿循環路線是
泥漿泵至地面高壓管線至立管至水龍帶至水龍頭至鉆柱至一體式凹底磨鞋的接頭體內徑至磨鞋體的傾斜孔至沖洗井底金屬屑形成紊流狀態上返到磨鞋體的深水槽至磨鞋體淺水槽至鉆柱和井壁之間形成的環形空間至泥漿出口管金屬屑隨泥漿返出井筒到地面至振動篩、除砂器等固控設備至泥漿凈化池返回泥漿泵。
本實用新型的有益效果是，一體式凹底磨鞋強度高，在井下使用安全可靠；凹底磨鞋磨銑落物時，落物不易跑掉，落物不會被撥到井壁上而磨不到；由于水槽設計在磨鞋體的側面，在磨銑全過程不用擔心泥漿循環受阻、憋泵，磨鞋凹底裸露的鎢鋼塊磨平后，其埋焊部分可繼續參與磨銑，提高了單只磨鞋的利用率，減少了起下鉆次數，縮短了建井周期，降低了鉆井成本。本實用新型在勝利油田的孤北古1、懇622-7、利913、羅東20-2和孤東26等井的落物磨銑中，沒有起下鉆更換磨鞋，均用一只一體式凹底磨鞋就將落物磨銑掉，較快地處理了井下落物事故，確保在最短的時間內恢復鉆井生產。
四
圖1是本實用新型的半剖面圖。
圖2是本實用新型的半剖面圖和鎢鋼塊孔局部剖面圖。
圖3是圖2的A向圖。
圖中1.磨鞋體，2.斜臺肩，3.接頭體，4.NC46內螺紋，5.淺水槽，6.傾斜孔，7.深水槽，8.鉛垂孔，9.T107加長形鎢鋼塊，10.凹底。
五具體實施方式
如圖1所示，一種一體式凹底磨鞋，由磨鞋體1、斜臺肩2、接頭體3、NC46內螺紋4、傾斜孔6、深水槽7、鉛垂孔8、鎢鋼塊9和凹底10組成，其特征在于磨鞋體設為圓柱形，上體直徑小，下體直徑大，變徑處設有斜臺肩，上體的上部設有內螺紋，上體下部設有中心孔；在中心孔底面向下體內打放射式三個斜孔，至下體的中上部，其夾角120°，在此斜孔對應向下打三個鉛垂孔至下體底部，從斜臺肩垂直向下與斜孔對應的120°夾角處銑三個淺水槽5至下體的中下部，在此槽末端垂直向下銑三個深水槽，并銑掉部分鉛垂孔；下體底部設為錐形凹底，在深水槽之間的凹底面上均勻設有若干個圓形凹孔，孔內鑲焊有鎢鋼塊。一體式凹底磨鞋采用203mm，40CrNiMo毛坯整體加工。用管螺紋車床將接頭體3和磨鞋體1外徑分別車至159mm和180mm，接頭體3和磨鞋體1的過渡部分為斜臺肩2，斜臺肩2與鉛垂方向的夾角加工成30°。接頭體3長度為280mm，接頭體3的上部用管螺紋車床按API標準加工NC46內螺紋4，接頭體3內徑車至71mm。磨鞋體1與斜臺肩2總長度為240mm，用管螺紋車床加工磨鞋體1的底面成凹底10，凹底10的頂點離磨鞋體1最下端距離為15mm。在磨鞋體1的凹底10，用鏜床鉆3個互成120°直徑18mm深度80mm的鉛垂孔8，此3鉛垂孔8中心線與一體式凹底磨鞋中心線的距離分別為R50mm、R45mm、R40mm。在3鉛垂孔8互成120°方向上，用銑床，從磨鞋體1外側銑出寬18mm高80mm的深水槽7，使之分別與3鉛垂孔8形成的圓柱面相切。在3個鉛垂孔8互成120°方向上，用銑床，從磨鞋體1和斜臺肩2外側，銑出寬18mm深10mm淺水槽5，使淺水槽5的槽底面與接頭體3外圓柱面相切。之后，在3個鉛垂孔8互成120°方向上，以鉛垂孔8中心線與深水槽7頂面的交點為圓心，用鏜床鉆3個18mm傾斜孔6(如圖3所示)，3個傾斜孔6中心線最上端應交于離磨鞋體1最上端240mm處的中心線上，并在3個鉛垂孔8互成的120°方向上。在磨鞋體1的錐形凹底10，用鉆床，按彼此間距4mm，鉆150個直徑8mm深度36mm的孔(如圖2所示)，所鉆孔離深水槽7和磨鞋體的錐形凹底10邊緣的距離不小于5mm，用銅焊條將T107加長型鎢鋼塊9鑲焊于150個孔中，焊好后，T107加長型鎢鋼塊9應露出磨鞋體1的凹底10，4mm。
權利要求1.一種磨銑井下落物的一體式凹底磨鞋，由磨鞋體、斜臺肩、接頭體、NC46內螺紋、傾斜孔、深水槽、鉛垂孔、鎢鋼塊和凹底組成，其特征在于磨鞋體設為圓柱形，上體直徑小，下體直徑大，變徑處設有斜臺肩，上體的上部設有內螺紋，上體下部設有中心孔；在中心孔底面向下體內打放射式三個斜孔，至下體的中上部，其夾角120°，在此斜孔對應向下打三個鉛垂孔至下體底部，從斜臺肩垂直向下與斜孔對應的120°夾角處銑三個淺水槽至下體的中下部，在此槽末端垂直向下銑三個深水槽，并銑掉部分鉛垂孔；下體底部設為錐形凹底，在深水槽之間的凹底面上均勻設有若干個圓形凹孔，孔內鑲焊有鎢鋼塊。
專利摘要一種磨銑井下落物的一體式凹底磨鞋，由磨鞋體、斜臺肩、接頭體、NC46內螺紋、傾斜孔、深水槽、鉛垂孔、鎢鋼塊和凹底組成，其特征在于磨鞋體設為圓柱形，上體直徑小，下體直徑大，變徑處設有斜臺肩，上體的上部設有內螺紋，上體下部設有中心孔；在中心孔底面向下體內打放射式三個斜孔，至下體的中上部，其夾角120°，在此斜孔對應向下打三個鉛垂孔至下體底部，從斜臺肩垂直向下與斜孔對應的120°夾角處銑三個淺水槽至下體的中下部，在此槽末端垂直向下銑三個深水槽，并銑掉部分鉛垂孔；下體底部設為錐形凹底，在深水槽之間的凹底面上均勻設有若干個圓形凹孔，孔內鑲焊有鎢鋼塊。本實用新型提高了對井下落物的磨銑速度，縮短了修井周期。
文檔編號E21B31/00GK2864082SQ20052010548
公開日2007年1月31日 申請日期2005年8月16日 優先權日2005年8月16日
發明者張玉英, 王永宏, 李志勇 申請人:張玉英, 王永宏, 李志勇