一种钻柱式双向铣锥和钻柱式双向铣锥组合钻具的制作方法

1.本实用新型涉及石油钻井技术领域，具体地，涉及一种钻柱式双向铣锥以及钻柱式双向铣锥组合钻具。


背景技术：

2.多数油气井油层套管外径是177.8mm，油气井经过多年的开发，位于石膏层段的油层套管经膏岩盐腐蚀造成套管减薄、石膏蠕动导致套管破裂变形，致使修井时下入工具困难。目前的铣锥仅能向下铣，很容易铣穿套管或铣出新井眼。用铣锥向下磨铣套管时，在石膏蠕动地层破裂变形的套管处，因石膏蠕动，使破裂套管再次向内变形，导致铣锥无法起出，工作处于被动。对于裸眼井段的缩径、垮塌，常采用普通铣锥或钻头扩划眼，一是易划出新井眼；二是扩划眼后起钻遇卡，倒划眼困难；三是增加作业周期。
3.专利cn204371176u公开了一种复合式螺旋铣锥，其包括：铣锥本体，其内设有沿轴向贯通的通孔；堵头，其连接在所述铣锥本体的一端，所述堵头上开设有多个侧孔，多个所述侧孔与所述通孔相连通；多个第一硬质合金带，所述第一硬质合金带呈螺旋状焊接连接在所述铣锥本体的外表面上；多个第二硬质合金带，所述第二硬质合金带呈螺旋状焊接连接在所述铣锥本体的外表面上，所述第二硬质合金带与所述第一硬质合金带交替设置，所述第二硬质合金带与所述第一硬质合金带之间的所述铣锥本体的外表面上开设有螺旋水槽。该实用新型的复合式螺旋铣锥虽然具有较强的切削能力，但是仅能向下铣，容易划出新井眼，增加作业风险。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本实用新型的目的之一在于解决铣锥向下铣后起钻被卡的难题；目的之二在于实现正反铣通井眼；目的之三在于防止在铣磨中磨损套管和划出新井眼。
5.为了实现上述目的，本实用新型一方面提供了一种钻柱式双向铣锥。
6.所述双向铣锥可包括依次连接的上接头、铣锥本体和下接头，其中，上接头具有轴向贯通的第一腔体；铣锥本体具有轴向贯通的第二腔体，并可包括依次连接的上锥体、柱体和下椎体，上锥体与上接头连接，沿第一方向，上锥体径向尺寸逐渐增大，下椎体的井下尺寸逐渐减小，第一方向为上接头至下接头的方向；下椎体具有轴向贯通的第三腔体，第一、第二和第三腔体相连通。
7.根据本实用新型的一个示例性实施例，所述上锥体的锥面与其中心轴线之间的夹角可以在10度以下。进一步地，可以为5～10度，例如6、7、8、9度等。
8.根据本实用新型的一个示例性实施例，所述下锥体的锥面与其中心轴线之间的夹角可以在10度以下。进一步地，可以为5～10度，例如6、7、8、9度等。
9.根据本实用新型的一个示例性实施例，所述下接头的下端可以连接有钻具，下接头和钻具之间的连接方式可包括卡扣连接、螺纹连接等；可以为螺纹连接。
10.根据本实用新型的一个示例性实施例，所述铣锥本体的表面上开设有多条水槽。
11.根据本实用新型的一个示例性实施例，所述多条水槽均匀分布在所述铣锥本体的表面上。
12.根据本实用新型的一个示例性实施例，所述水槽的数量为可以3～8条，例如4、5、6等。
13.根据本实用新型的一个示例性实施例，所述上接头、铣锥本体和下接头可以共中心轴线。
14.本实用新型另一方面提供了一种钻柱式双向铣锥组合钻具。
15.所述钻柱式双向铣锥组合钻具可包括：第一钻铤、以及如上所述的钻柱式双向铣锥，其中，第一钻铤的一端与下接头连接。
16.根据本实用新型的一个示例性实施例，所述钻铤的另一端连接有铣齿接头。
17.根据本实用新型的一个示例性实施例，所述组合钻具还可包括相连接的第二钻铤和钻杆，第二钻铤与所述上接头连接。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果可包括：结构简便，制作成本低；在磨铣过程中能够提高磨铣效率，实现上下双铣；便于连接钻具；在向下铣过程中，下端的锥形便于引导铣锥进入。
附图说明
19.通过下面结合附图进行的描述，本实用新型的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
20.图1示出了本实用新型的一个钻柱式双向铣锥的一个示意图。
21.附图标记说明：
22.1-上接头，11-第一腔体；
23.2-铣锥本体，21-第二腔体，22-上椎体，23-柱体，24-下椎体，25-水槽；3-下接头，31-第三腔体。
具体实施方式
24.在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述本实用新型的钻柱式双向铣锥。
25.需要说明的是，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅仅是为了方便描述和便于区分，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”仅仅为了便于描述和构成相对的方位或位置关系，而并非指示或暗示所指的部件必须具有该特定方位或位置。
26.示例性实施例1
27.本示例性实施例提供了一种钻柱式双向铣锥。
28.图1示出了本实用新型的一个钻柱式双向铣锥的一个示意图。
29.如图1所示，所述双向铣锥可包括依次连接的上接头1、铣锥本体2、下接头3。
30.其中，上接头1、铣锥本体2、下接头3可以共轴线。
31.在本实施例中，如图1所示，上接头1中有第一腔体11，且第一腔体11沿轴向贯通上
接头1。第一腔体11可包括相连接的圆台段腔体和柱状腔体。
32.在本实施例中，如图1所示，铣锥本体2中具有第二腔体21，第二腔体21轴向贯通铣锥本体2。
33.在本实施例中，如图1所示，下接头可以具有第三腔体31，第三腔体31沿轴向贯通下接头3。第二腔体21和第三腔体31的直径可以相同。
34.在本实施例中，如图1所示，第一腔体11、第二腔体21、第三腔体31相互贯通，并且可以共轴线。
35.第一腔体11、第二腔体21、第三腔体31都可以共同构成中心水眼。
36.在本实施例中，如图1所示，铣锥本体2可包括上椎体22、柱体23、下椎体24，并且上椎体22、柱体23与下椎体24依次连接。
37.其中，上椎体22与上接头1相连接，下椎体24与下接头3连接。
38.在本实施例中，上椎体的锥度可以在10度以下，例如1、3、5、6、7、8、9等；进一步地，上锥体的锥度可以为5～10度。其中，锥度是指上椎体的锥面与中心轴线之间的夹角。
39.其中，上椎体的径向尺寸随第一方向逐渐增大，第一方向为上接头至下接头的方向。
40.在本实施例中，下椎体的锥度可以在10度以下，例如1、3、5、6、7、8、9等；进一步地，下锥体的锥度可以为5～10度。其中，锥度是指下椎体的锥面与中心轴线之间的夹角。
41.其中，下椎体的径向尺寸随第一方向逐渐减小，第一方向为上接头至下接头的方向。
42.与普通铣锥相比，本实用新型双向铣锥本体两端椎体的锥度更为平缓，在磨铣过程中可以提高磨铣效率，实现上下双铣。
43.在本实施例中，铣锥本体的外表面上可以设置有硬质合金，硬质合金可以通过堆焊的方式设置在铣锥本体的外表面。
44.换而言之，如图1所示的上椎体22、柱体23和下椎体24外表面上都设置有硬质合金。
45.在本实施例中，铣锥本体的柱体的外径要大于上接头和下接头的外径，这样可以效地保护套管，避免划出新井眼。
46.在本实施例中，如图1所示，铣锥本体2的表面上均匀分布有3～8条水槽25，例如4、5、6、7条。
47.进一步地，多条水槽可以均匀分布在铣锥本体的外表面，例如4条水槽均匀分布，两两之间间隔90度。并且每条水槽的走向可以与上述的第一方向相同。
48.在本实施例中，下接头可以具有一个锥形段，例如图1所示下接头3的右端为椎形结构，这样以便在向下铣的过程中，便于引导锥的进入。
49.在本实施例中，下接头可以与钻具连接，钻井可以为钻铤。下结构和钻井之间的连接方式可以包括螺纹连接、卡扣连接、焊接等。优选地，两者之间可采用螺纹连接，例如下接头以增加连接螺纹，以便连接钻具。
50.本实用新型的钻柱式双向铣锥具备以下特点：
51.(1)磨铣方式不同：常用铣锥仅能向下铣，起钻遇阻则使工作处于被动。而本实用新型的钻柱式双向铣锥既能向下铣，也能向上铣，有效地解决了铣锥起钻遇阻卡的复杂处
理。
52.(2)连接方式不同：普通铣锥下端无工具，在铣的过程中，由于在磨铣时施加了钻压，导致铣锥横向偏移，容易铣坏套管或铣出新井眼。而本实用新型的钻柱式双向铣锥的下端可以连接有钻铤等钻具，钻具的重量可以保证铣锥在套管中相对居中，在磨铣中有效防止因铣锥不居中造成的损坏套管的发生。
53.示例性实施例2
54.本示例性实施例2提供了一种钻柱式双向铣锥组合钻具。
55.所述钻柱式双向铣锥组合钻具可包括示例性实施例1中的钻柱式双向铣锥、以及钻铤。其中，钻铤的一端与钻柱式双向铣锥的下接头连接。即，本实用新型在钻柱式双向铣锥的下端连接了钻铤，该钻铤的重量能够保证铣锥对套管的相对居中，有效地防止因铣锥不居中而在磨铣中造成损坏套管的事故。
56.在本实施例中，钻铤的另一端可以与铣齿接头连接。
57.示例性实施例3
58.本示例性实施例3提供了一种钻柱式双向铣锥组合钻具。
59.在示例性实施例2的基础之上，本示例性实施例的钻柱式双向铣锥组合钻具还包括有另一个钻铤，该钻铤可以与钻柱式双向铣锥的上接头连接。
60.在本实施例中，所述组合钻具还可包括钻杆，钻杆与上述的另一钻铤连接，即钻杆、另一钻铤、上接头依次连接。
61.本实用新型的钻柱式双向铣锥组合钻具可以增加钻具刚性，在狗腿大的地方能够使铣锥紧帖套管破裂或变形处，有效提高磨铣效率，在修整套管方面取得了很好的效果。在扩划眼过程中，由于铣锥下部接有钻铤+铣齿接头(外径比该铣锥小，且下接头以下部份始终居于井眼中心线)，向下铣时可以避免划出新井眼；若在上提遇阻时，由铣锥上锥体具有倒划功能，能更好地修整井壁，避免普通钻头倒划眼被卡的风险，同时提高倒划眼效率。
62.为了更好地理解本实用新型的上述示例性实施例，下面结合具体示例对其效果做进一步说明。
63.某井因177.8mm套管损坏，下146.0mm母锥至井深3494.59m未通过。使用本发明的d146.0mm钻柱式双向铣锥至井深3505.60m遇阻，磨铣井段3495.01～3505.60m；起钻后下146.0mm母锥顺利通过，达到预期效果。
64.综上所述，相对于现有技术，本实用新型提出的优点可包括以下中至少一项：
65.(1)本实用新型可有效地解决普通铣锥向下铣后起钻被卡的难题；
66.(2)本实用新型的钻柱式双向铣锥在向下铣的过程中，下部可接钻铤，钻铤的重量保证了铣锥对套管的相对居中，有效地防止了因普通铣锥不居中，在磨铣中造成损坏套管的可能；
67.(3)本实用新型的钻柱式双向铣锥对于裸眼井段也适用，特别是对于缩径井段，使用该钻柱式双向铣锥既可以铣通井眼，又可以防止采用普通钻头扩划眼时划出新井眼。
68.尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本实用新型，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本实用新型的示例性实施例进行各种修改和改变。