[發(fā)明專利]一種鉆具外壁泥漿清理裝置

有效

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• 申請日: 2016-01-18
• 公開（公告）號: CN105484702B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發(fā)明（設計）人: 高科;謝曉波;邢立東;楊秦川;李香梅;陳鈺瑩;劉肖
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: E21B37/02
• 分類號: E21B37/02
• 代理公司: 長春市四環(huán)專利事務所(普通合伙)22103
• 代理人: 張建成

技術領域

本發(fā)明涉及油氣鉆井、地熱鉆井、水文水井鉆探和其它泥漿鉆探領域，特別涉及一種鉆具外壁泥漿清理裝置。

背景技術

鉆機裝備、鉆具和鉆井液是常規(guī)鉆井的三大必備條件，鉆機為鉆具和鉆井液提供動力，鉆井液保護鉆具、孔壁，鉆具為鉆井液提供循環(huán)通道，三者和諧統(tǒng)一，缺一不可，形成了目前使用最廣泛的常規(guī)泥漿鉆井技術。然而，當起鉆時，鉆具被提出井孔，鉆具外壁粘滿了鉆井液，與空氣接觸后容易對鉆具造成氧腐蝕，同時會使鉆臺泥濘不堪，很大程度影響了鉆具上、卸扣的作業(yè)效率。

目前，大多數(shù)井隊采用人工清除鉆具外壁鉆井液的方式，此法不能有效清潔鉆臺，還加大了工人的勞動強度，浪費鉆井液。有的鉆井隊使用專用的中空圓盤式橡膠刮泥器只對鉆桿有作用，且當鉆桿接頭通過其中心通道時要將橡膠內直徑撐大約40mm，致使刮泥器提前破壞。此結構的刮泥器壽命較低，且只對一種鉆桿直徑適用，不適應多級鉆具組合深井鉆探。因此，其實用性受到極大的限制。

美國Haggard Archie發(fā)明的External pipe wiping apparatus and method of pulling and wiping a pipe stringUS19970999058采用汽缸推動曲柄連軸機構帶動彈性薄板材料沿徑向和縱向移動，從而對鉆桿表面進行刮泥，該裝置可根據(jù)鉆柱直徑的大小自動調節(jié)彈性薄板材料伸縮的距離和角度，可應用于不同鉆具組合，但該裝置結構復雜，造價高，且當縱向通過直徑過大或過小鉆柱時，彈性薄板材料都不能保證鉆井液的完全刮除。馬志公開了一種鉆桿外壁用刮泥環(huán)及刮泥裝置CN200510083130，利用其夾持裝置里面的中空彈性刮泥環(huán)刮除鉆桿外壁鉆井液，該裝置所選材料扯斷伸長率較大，當刮泥環(huán)通過大直徑鉆柱時由于良好的彈性能迅速回貼在鉆桿外壁上，對所選材料的性能要求較高，且隨著工作時限的加長該彈性材料會產生擴徑，和目前使用的橡膠刮泥板無實質上的區(qū)別，都存在磨損大、消耗快的問題。發(fā)明人曾經公開一種鉆具外壁刮泥器，可以適應不同尺寸和規(guī)格的鉆具通過，刮泥效果較好，但其不能適應鉆具短暫下放的作業(yè)工況，且安裝過程較為復雜和費時。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是要解決上述現(xiàn)有方法不足，結合鉆探實際工況要求，以高效耐磨、結構簡單、安裝和操作簡便、應用鉆具尺寸范圍寬、性價比高為發(fā)明原則，而提供一種鉆具外壁泥漿清理裝置。

本發(fā)明由支撐外筒和數(shù)個刮泥單元組成，數(shù)個刮泥單元分上下多層固定設置在支撐外筒內。

支撐外筒為環(huán)形圓臺結構，其上端設置有外飛檐，下端設置有固定環(huán)形板，支撐外筒本體最小直徑大于鉆具最大直徑8-20mm，橫向分布大于等于四排偶數(shù)孔，每排有若干個孔，孔可為矩形或圓形或異形。支撐外筒分為左右兩部分，二者可快速緊密閉合或分開，便于安裝與拆卸。

刮泥單元整體為條型結構，具有很好的彈性，刮泥單元的中部設置有“鋸齒狀”，刮泥單元兩端分別固定在支撐外筒的母線相鄰兩個孔內形成內凸的弓形結構，多個刮泥單元相互配合設置，每排刮泥單元凸起處形成圓形，所形成的圓最小內徑小于鉆具的最小外徑2-8mm。

本發(fā)明的工作原理和過程：

在清理鉆具外壁泥漿時，刮泥單元受到鉆具外壁對其產生的向外擠壓力，擠壓力傳遞到具有足夠剛度和強度的支撐外筒上。在豎直方向上的中部和靠近頂部與底部設置有大量插口，便于刮泥單元的安裝。在這些插口上可以安裝適量的刮泥單元，同時上刮泥單元與下刮泥單元的位置相對錯開，這樣保證了刮泥效果，大大提升了刮泥效率。內部所采取的雙重刮泥單元，分為上刮泥單元和下刮泥單元，均為是在水平方向可以伸縮的半圓環(huán)形耐磨橡膠，可固定在外筒之上。刮泥單元的中部設計為“鋸齒狀”，在豎向上有較多的刮泥單元，在鉆具提鉆或下鉆時可在刮泥單元內部進行多次刮泥，大大提升了刮泥效率。同時，可根據(jù)每個刮泥單元的磨損情況進行獨立更換。刮泥單元在未工作時會緊密排成一周，而在使用時，刮泥單元受力發(fā)生彈性形變而使刮泥單元之間出現(xiàn)縫隙，依據(jù)在支撐外筒上的上、下刮泥單元安裝位置的相對錯開，使得縫隙的位置互相補充，達到了鉆具外壁整周均可與刮泥單元相接觸的效果。

所述支撐外筒使用時，下端固定至鉆探現(xiàn)場的卡瓦當中，提鉆時無需人工把持。

所述的上、下刮泥單元由橡膠按特定形狀制成，可方便插入，并可保證位置相對固定。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的立體示意圖。

圖2是本發(fā)明靜置放置時的豎直截面圖。

圖3是本發(fā)明在使用，鉆具提鉆使刮泥單元發(fā)生變形時，隱藏鉆具情況下的內部豎直截面圖。