第四章检修磨铣类工具pdf文档格式.docx
《第四章检修磨铣类工具pdf文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第四章检修磨铣类工具pdf文档格式.docx(20页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
2.三牙轮钻头
修井作业中,三牙轮钻头是用以钻水泥塞、堵塞井筒的砂桥和各种矿物结晶的工具。
三牙轮钻头由接头、巴掌、牙轮、轴承及密封
件等组成,如图2—4—4所示。
外径小于374.6mm的三牙轮钻头,其上接头
均为外螺纹。
巴掌除有安装牙轮的轴外,还有润滑
密封装置。
牙轮内孔安装轴承,并与润滑系统连通,外部
为牙齿,牙齿的结构有锥形、楔形、球形及复合形
等。
在修井作业中,有时为了特殊要求,需使用两
牙轮时,可以将三牙轮钻头改制成二牙轮,方法是
将三牙轮钻头牙轮部分放入水中,快速将其巴掌用
气焊割掉两只,并修整出焊接坡口,然后将母体(只
余一只巴掌与牙轮)与切下的一只巴掌放在专用的
夹具中焊接而成(夹具需事先准备),这样即可得到
不同尺寸的两牙轮钻头。
当三只锥形牙轮中心线与钻头中心线交于一
点时,钻头旋转,带动三只牙轮绕自身锥体母线相
对井底作滚动运动,锥体长的牙齿依次对井底进行碾压破碎。
当三只锥形牙轮中心线与钻头中心线相互错开时,每只牙轮除滚动运动之外,还有进给
运动,这时牙齿对井底同时产生碾压、破碎与切刮作用,将地层逐步破碎。
(1)三牙轮钻头系列特征代号见表2—4—2所示。
5)操作方法及注意事项
(1)操作方法:
①用钻头规测量钻头尺寸并配好连接接头。
②下井前,地面检查每只牙轮转动是否灵活,有无较大的松旷。
用手转动牙轮,并在巴
掌与牙轮结合缝隙处注机油,然后在接头螺纹处涂密封脂,接上钻具下井。
③下至井底前开泵循环洗井并启动转盘,待转盘运转平稳之后,再缓慢下放、冲净井内
沉砂。
④逐步向钻头施加钻压,钻水泥塞时钻压控制在钻头尺寸(in)x(o.5—o.8)kN范围,
不宜太大,否则有可能使钻头变形或致使牙轮脱落。
⑤选用适当的转速,钻水泥塞时一般用50—70r/min较为合适。
(2)注意事项:
①钻进中不能停止循环,尤其长时间夜间施工时,更应严格注意井口返出的洗井液。
②若钻进中途出现故障停泵时,应立即将钻具提升至少一个单根,以防止沉砂卡钻。
③钻头水眼较小,应防止下钻过程中沉砂堵死水眼。
6)维修保养
(1)将钻头清洗于净,并用工具将牙齿之间的充填物去掉,然后置于废机油中浸泡。
(2)将浸泡后的三牙轮钻头逐个检查牙轮的磨损情况。
如牙轮卡住不转,可用工具敲击
使之活动,再注机油润滑,达到自由转动为合格。
(3)检查牙轮的松旷程度,用钢板尺检查牙轮与巴掌之间的缝隙松旷量,若松旷量超过
2.5mm,即应报废处理。
(4)涂抹黄油存放待用。
(二)维修保养磨鞋类工具
1.平底磨鞋
平底磨鞋是用底面所堆焊的YD合金或耐磨材料去研磨井下落物的工具,如磨碎钻杆、
钻具等落物。
平底磨鞋是由磨鞋本体及所堆焊的YD合金或其他耐磨材料组成,如图2—4—5所示。
磨鞋本体由两段圆柱体组成。
小圆柱上部是内螺纹,与钻柱相连;
大圆柱体底面和侧面
有过水槽,在底面过水槽间焊满YD合金或其他耐磨材料。
磨鞋体从上至下有水眼。
水眼可
做成直通式和旁通式两种。
平底磨鞋依其底面上YD合金或其他耐磨材料在钻压的作用下,吃入并磨碎落物,磨屑
随循环洗井液带出地面。
YD合金由硬质合金颗粒及焊接剂(打底焊条)组成,在转动中对落
物进行切削。
而采用钨钢粉作为耐磨材料的工具,可利于用较大的钻压对落物表面进行研磨。
技术规范见表2—4—4所示。
①下井前检查钻杆螺纹是否完好,水眼是否畅通,YD合金或耐磨材料不得超过本体直径。
②将平底磨鞋连接在工具最下端。
③下至鱼顶以上2~3m,开泵冲洗鱼顶。
待井口返出的洗井液流平稳之后,启动转盘慢
慢下放钻具,使其接触落鱼进行磨削。
①下钻速度不宜太快。
②作业中不得停泵。
③如果出现单点长期无进尺,应分析原因,采取措施,防止磨坏套管。
④对活动鱼顶不宜使用,以防止磨鞋带动落鱼向井底钻进,或损坏下面落鱼。
(1)每次用完后要清洗干净,冲净水眼里的一切杂物。
(2)对磨损了的底平面上的YD合金或耐磨材料允许补焊,但必须注意先预热,待焊接
表面加热均匀后,再施补焊料,并防止过热。
2.凹面磨鞋
凹面磨鞋可用于磨削井下小件落物以及其他不稳定落物。
如钢球、螺栓、螺母、炮垫子、
钳牙、不规则金属块(片)等。
由于磨鞋凹面,在磨削过程中能罩住落鱼,迫使落鱼聚集于切
削范围之内而被磨碎,由洗井液带出地面。
凹面磨鞋底面为5°
~30°
凹面角,其上有YD合金或其他耐磨
材料,其余结构与平面磨鞋相同,如图2—4—6所示。
与平底磨鞋相同。
同平底磨鞋。
除与平底磨鞋基本相同外,尚应注意:
①在磨削较长落物时(如钻杆、钻铤等)容易出现固定部分磨削,当YD合金和耐磨材料
全部磨损后,落物进入工具本体,形成落物与本体摩擦,使泵压上升无进尺,扭矩下降,此
时应上提钻具再轻压,改换磨削位置。
②旁通式水眼容易被泥沙堵死,影响井下作业。
除下井前检查外,在下井过程中应采取
分段洗井,一般为400m洗一次井。
3.领眼磨鞋
领眼磨鞋可用于磨削有内孔,月在井下处于不定而晃动的
落物,如钻杆、钻铤、油管等。
领眼磨鞋由磨鞋体,领眼锥体或圆柱体两部分组成,如图
2-4—7所示。
磨鞋体上部为钻杆内螺纹与钻柱相连,下步是直径较大的
圆柱体,其底面加焊YD合金或耐磨材料。
底面中央安装一锥
体或圆柱体。
起着导向固定鱼顶底作用。
磨鞋体锥体或圆柱体
有水眼,水眼也可做成旁通式。
另外,无论在平底或凹面加焊
底YD合金问留2—4个过水槽,保证循环畅通。
领眼磨鞋主要是靠进入落物内的锥体或圆柱体将落物定
位,然后随着钻具旋转,焊有YD合金底磨鞋磨削落物,磨削
下底铁屑被洗井液带到地面。
领眼磨鞋外径尺寸规范与平底磨鞋相同。
领眼锥体根据不同磨铣对象而不同。
①使用前必须清洗水眼,在下钻过程中每下人200—300m时,洗井一次。
一旦正洗不
通可反憋压洗井;
②领眼磨鞋在下人斜井中时,下钻速度应慢,防止破坏套管;
③当遇到落物内孔堵死或部分堵死,除洗井外,还需用焊有YD合金底锥体或圆柱体磨
削。
4.梨形磨鞋
梨形磨鞋可用来磨削套管较小的局部变形,修整在下钻过程中,各种丁具将接箍处套管
造成的卷边及射孔时引起的毛刺、飞边,清整滞留在井壁上的矿物结晶及其他坚硬的杂物等,
以恢复通径尺寸。
其外径尺寸,可根据该工艺的具体要求进行设计。
3)技术规范
技术规范同梨形磨鞋,但长度须按表2-4-6选用。
4)操作方法及注意事项
(1)下钻速度应在1~2m/min之内。
有水刹车设备的应控水刹车下钻,切忌快速下钻。
其害处:
一是将磨削合金碰坏及损伤套管,二是在发生突然遇阻时会形成卡钻事故,而且难
于处理。
(2)水槽必须畅通。
(3)洗井液必须清洁,防止堵死水眼。
(4)下至磨铣井段以上2-3m开泵洗井,待洗井液返出及泵压正常后,方能加压进行磨
削,洗井液上返速度不低于最大钻屑沉降速度的2倍。
(5)钻压不能超过10kN,应采用低压快转慢放的操作方法。
(6)发现扭矩增加,应及时上提钻具再行慢放重磨。
(7)焊接接头及下部锥体时,必须预热至300‘c以上,方能进行焊接。
(8)焊接合金磨铣焊料时,必须在同一圆周方向旋转焊接逐步推进,严禁单边单条焊接,
否则将形成严重弯曲,并可造成井下断裂事故。
(9)加焊完毕之后应整体加温回火处理。
6.内铣鞋
内铣鞋主要用来修理被破坏的鱼顶,对不规则的鱼顶进行周边切削,逐步将破坏的鱼顶
修切成圆形。
内铣鞋由接头与铣鞋体构成。
按其内部结构又分为内齿铣鞋和YD合金焊接式内铣鞋两
种。
内齿铣鞋底铣鞋体内腔呈喇叭口形,加工有细密底长条形切削铣齿,如图2-4—10、
图2-4—11所示。
其铣齿经渗碳淬火处理,硬度较高,能对鱼顶进行修整,并作为洗井液底
过流通道。
内铣鞋是依靠内齿底刃尖(或YD合金焊料),对不规则的鱼顶,进行周向切削(与机床切
削相似),逐步将破坏鱼顶修切成圆形。
技术规范见表2-4—7所示。
内齿铣鞋的操作方法与磨鞋基本相同,但由于内部铣齿的直径较大,齿数较多,因而所产
生的反扭矩大,所以在施工中应采用低压慢转的参数。
YD合金焊接式内铣鞋,其结构与前者相同,其内腔只加工成喇叭口形,不必加工切削
铣齿,而用YD型焊料焊接代替,可以省去插齿与热处理几道工序,而且可以反复焊接使用。
其操作方法与内齿铣鞋相同。
(1)在正常的施工中应采用低钻压慢转速的参数,一般情况下钻压不宜超过10kN,转速
不宜超过50r/min。
(2)钻具出现蹩跳时,应上提及活动钻具摸清鱼顶准确位置,采用较轻的钻压提高转速
磨铣直到消除为止,此时排量随即增大。
与内铣鞋相同,,
与钻头相同。
8.裙边铣鞋
裙边铣鞋由于有裙边的存在,因而它可以将落
防罩人裙边之内,以保证落鱼始终置于磨鞋磨铣
范司之内,用底部切削材料对落鱼进行磨削。
这
种铣鞋可以靠裙边铣人环形空间,又可以对鱼顶
进行磨刊,用它可以磨削各种管类和杆类落物。
裙边铣鞋与平底磨鞋结构基本相同,只是在平
底磨鞋体上增加圆柱形裙边,并在裙边底部加焊
yD型焊料,如图2—4—13所示。
裙边与磨鞋连接可分为整体式与分离式两种。
整体式裙边铣鞋:
整体加工或将裙边与母体焊
螺纹连接而成。
前者强度大,使用安全,后者由
于悍缝存在,故强度较低。
分离式裙边铣鞋:
将裙边与母体用螺纹连接而
成。
由于螺纹连接强度低加之井下工作条
件恶劣,往往容易形成螺纹损坏造成落井事故,尤其当裙边承担向下切削时,套铣中蹩钻打
倒车易将裙边倒开而落井。
但分离式具有容易更换裙边,可多次重复使用的优点,对于扭矩
负荷不大的浅井比较合适。
裙边铣鞋由于磨铣的对象不一,故只能根据具体情况设汁制作。
4)注意事项
(1)裙边铣鞋由于裙边尺寸限制,一般均无过水槽,使用中应特别防止卡钻与憋泵。
(2)因裙边无过水槽,所以尺寸相对较小,易于歪斜,为防止裙边单独切割鱼顶,将鱼顶
呈抖口切下,而增加下步工作困难,故磨铣时钻压不易过大。
(三)检修保养套铣类工具
1.套铣鞋
套铣鞋有的也叫空心磨鞋或铣头,是用以清除油套管环形空间各种脏物的工具。
也可以
套铣环形空间水泥和坚硬的沉砂、石膏及各种矿物结晶等。
套铣鞋按其与套铣筒(有的叫套铣管)的连接形式可分为:
(1)整体型:
如图2—4—14(a)所示,即将套铣鞋与套铣筒焊接为一整体,或直接在套铣筒
底部加工套铣鞋。
这种形式强度大,不易产生脱落,因而一般多用于深井。
(2)分离型:
如图2—4—14(b)所示,即将套铣鞋与套铣筒用螺纹连接。
这种形式加工更
换方便,但其强度较低,不能承受较大的扭矩,因而只适用于浅井。
按套铣鞋本身的结构又可分为:
(1)底部单向磨铣型:
铣A2鞋本身只在其底部镶焊切削的合金材料(如YD焊料),对落
鱼底部进行磨削,如图2—4—14(c)所示。
(2)底部及内孔双向磨铣型:
除在底部之外,还在内腔加焊切削合金焊料,因而不但有
底出刃还有内出刃,除了对落鱼底部切削之外,还可以向内磨削,如图2—4—14(d)所示。
(3)底部三向磨铣型:
除底部和内孔焊有合金焊料之外,还在套铣鞋母体外圆加焊一定
厚度的合金焊料。
这种磨铣鞋底底部、内部与外部三向出刃,能在三个方向切削,如图2—
4—14(e)所示。
3)注意事项
使用三向磨铣型磨鞋时,由于有外出刃,应注意如下事项:
(1)下钻速度应缓慢,下钻速度控制在1~2m/min左右,并随时观察拉力表(指重表)的
变化,防止外出刃撞坏和损坏套管。
(2)套铣过程中,如遇停泵应立即上提钻具或大井段地活动钻具,防止卡钻的事故产生,
K时间不能开泵循环时,钻具必须提到鱼顶30m以上。
(3)套铣过程中,应参考磨铣工艺,严禁在深井段长期磨削。
2.套铣筒
套铣筒是与套铣鞋联合使用的套铣工具,其功能除旋转钻进套铣之外,还可用来进行冲
砂、冲盐、热洗解堵等作用。
(1)冲铣型套铣筒:
由上接头与筒体焊接而成,其底部在管体本身切割成铣齿,并可在
底部加焊切削合金。
由于只起冲铣作用,故多用薄壁无缝钢管制作,以保证有较大的内通径
及较小的外径,结构如图2—4—15所示。
它主要用以冲洗盐结晶卡钻、地层出砂卡钻、压
裂形成的沉砂卡钻等不需要旋转的冲铣作业。
这种形式的套铣筒多用于套铣水泥、硬结砂、井下工具及某些硬度较高的材料等,因而
需用强度较大的厚壁无缝钢管或高强度钻杆制作。
焊接时,应进行焊接前的预热处理,否则
会形成微裂纹,在套铣时造成断裂事故。
套铣的操作方法及注意事项与磨鞋基本相同,可参考磨鞋部分。
但有一点应特别指出,
即套铣筒直径大,与套管环形空间间隙小,而且长度大,在井下容易形成卡钻事故,因而注
意在操作中应使工具经常处于运动状态,停泵必须提钻,还应经常使其旋转并上下活动,直
至恢复循环。