[發明專利]一種水平井沖擊式磨鞋工具

在審

• 申請號: 201910372315.1
• 申請日: 2019-05-06
• 公開（公告）號: CN110130846A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 崔艷榮;余珺瑞;劉思林;鄭星奇
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: E21B29/00
• 分類號: E21B29/00
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 黃君軍

本發明公開了一種水平井沖擊式磨鞋工具，包括：上接頭、導流機構、扶正機構和磨鞋頭，導流機構包括殼體、卡爪以及設置在殼體內的分流帽、主軸、上扶正軸承、渦輪、調整環、導流環、下扶正軸承；分流帽一端與主軸連接，另一端穿設于通孔內，卡爪一端與殼體內的主軸連接；上扶正軸承套設在靠近分流帽一側的主軸上，下扶正軸承套設在靠近卡爪一側的主軸上，上扶正軸承至下扶正軸承之間的主軸上依次套設有渦輪、調整環和導流環，導流環和下扶正軸承相抵接，渦輪和調整環之間的殼體內還設有內凸塊；主軸上還設有中心流道和導流旁道，中心流道和導流旁道連通，導流旁道和內凸塊對應設置。本發明能降磨減阻，有效提高了磨鞋工具的機械鉆速。

技術領域

本發明涉及油井水平井修工具技術領域，具體涉及一種水平井沖擊式磨鞋工具。

背景技術

近年來，隨著頁巖氣、致密油氣藏勘探開發的迅猛發展，泵送橋塞與射孔聯作分段壓裂技術作為一種新興的水平井分段改造主體技術，已在國內外非常規油氣藏分段壓裂施工中得到廣泛應用。該項技術的主要特點是入井工具串簡單、分段壓裂層數不受限制等。壓裂后需要逐個安全高效的鉆磨掉井筒內橋塞是恢復全通徑井筒的關鍵環節，保障后續作業的順利施工。

國內一般采用油管帶磨鞋工具進行鉆磨作業，但是在水平井鉆進過程中油管與井壁之間的摩阻和磨鞋與井壁之間的摩阻扭矩是影響鉆速的重要因素，摩阻和摩阻扭矩將導致磨鞋工具的機械鉆速降低，工具面控制困難，單趟鉆進尺減少，異常嚴重的磨鞋磨損等，當累積摩阻超過所施加鉆壓時，就會出現托壓現象，迫使油管發生正旋彎曲或螺旋屈曲，甚至會影響到油井順利施工。

有鑒于此，有必要研發一種水平井沖擊式磨鞋工具，以解決現有水平井磨鞋工具存在的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述技術不足，提出一種水平井沖擊式磨鞋工具，該水平井沖擊式磨鞋工具能降磨減阻，通過產生軸向振動有效提高了水平井沖擊式磨鞋工具的機械鉆速。

為達到上述技術目的，本發明的技術方案提供一種水平井沖擊式磨鞋工具，包括：上接頭、導流機構、扶正機構和磨鞋頭，其中，

所述上接頭中心設有一通孔；

所述導流機構包括殼體、卡爪以及設置在殼體內的分流帽、主軸、上扶正軸承、渦輪、調整環、導流環、下扶正軸承；所述分流帽一端與主軸連接，另一端穿設于所述通孔內，所述卡爪一端與殼體內的主軸連接；所述上扶正軸承套設在靠近所述分流帽一側的主軸上，所述下扶正軸承套設在靠近所述卡爪一側的主軸上，所述上扶正軸承至所述下扶正軸承之間的主軸上依次套設有渦輪、調整環和導流環，所述導流環和所述下扶正軸承相抵接，所述渦輪和所述調整環之間的殼體內還設有內凸塊；所述主軸上還設有中心流道和導流旁道，所述中心流道和所述導流旁道連通，所述導流旁道和所述內凸塊對應設置；

所述扶正機構包括扶正工具體，所述扶正工具體一端與所述卡爪連接，所述扶正工具體內設有與所述中心流道相連通的通道；

所述磨鞋頭一端與所述扶正工具體連接、另一端與硬質合金刀連接，所述磨鞋頭內設有與所述通道相連通的噴道，所述磨鞋頭的周面以及靠近硬質合金刀的一側還設有多個噴嘴，所述噴嘴與所述噴道相連通。

與現有技術相比，本發明的有益效果包括：

1、本發明中高壓液體從上接頭的通孔進入導流機構，帶動渦輪旋轉，渦輪帶動主軸旋轉，主軸在旋轉過程中內凸塊和導流旁道形成動閥與定閥，從而使內凸塊和導流旁道實現周期性的開合，產生周期性的壓力脈沖，使水平井沖擊式磨鞋工具產生軸向振動，有效提高了水平井沖擊式磨鞋工具的機械鉆速，達到較好的降阻效果；

2、主軸和磨鞋頭通過扶正工具體連接，高壓液體從中心流道進入磨鞋頭的噴道內，再通過噴嘴沖洗鉆磨作業時留下的鉆屑，使鉆屑盡快排出井筒，而不會卡住磨鞋工具，影響磨鞋工具的機械轉速和鉆進效率；