一种油井用防跳钻高效开窗铣锥的制作方法

1.本实用新型涉及石油天然气钻井工程领域，更具体地说，涉及一种油井用防跳钻高效开窗铣锥工具。


背景技术：

2.现有的开窗铣锥基本有两类，第一类：基本型，有碎合金堆焊蘑菇头、碎合金及常规刀头轴向排列径向分布扩径段、常规刀头轴向排列径向分布稳径段及常规刀头轴向排列径向分布的保径段四部分组成。该类型铣锥工况极不稳定，开窗速度慢，跳钻严重，极易出现钻杆断裂及作业机与钻台转盘传动链条断裂的严重事故。第二类：改进型，有碎合金堆焊蘑菇头、碎合金六螺旋分布堆焊的扩径段，碎合金六螺旋分布的稳径段及碎合金六螺旋分布堆焊的保径段四部分组成。该类型是在铣锥本体上径向分布六个螺旋排列碎合金堆焊，产品加工简单，用料节省。经过使用证明工况稳定，开窗速度基本没有提高。但出现了由于保径段没有高效切削合金刀头，径向尺寸磨损严重，开窗窗口尺寸达不到设计要求。目前油田开发持续深入，深井开窗越来越多，效益成本控制从简单的物料减少到缩短施工周期实现多快好省的发展模式。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是可靠解决开窗跳钻产生的钻杆断裂及作业机转盘传动链条断裂的难题，并同时提高开窗速度，缩短施工周期，以期达到降本增效的目的。
4.本实用新型采用如下技术方案：
5.提供一种油井用防跳钻高效开窗铣锥，包括从下至上依次连接的开窗段、扩径段、稳径段、保径段和连接扣，其中，开窗段的末端呈蘑菇头，蘑菇头的表面设有采用碎合金堆焊和黄铜水铺焊的高效钮扣合金齿，所述高效钮扣合金齿径向三螺旋分布轴向排列，三螺旋分布起始点是三个水眼切线，扩径段的表面设有高效钮扣合金齿，所述高效钮扣合金齿径向六螺旋分布轴向排列进行黄铜水铺焊，稳径段的表面设有高效钮扣合金齿径向六螺旋分布轴向排列黄铜水铺焊，保径段的表面设有专用高效yg8合金刀头径向六螺旋分布轴向排列黄铜水铺焊。
6.所述三螺旋分布起始点是三个水眼切线，钮扣端面与蘑菇头表面的角度为75度。
7.所述扩径段的外径轴向锥度1:16，钮扣端面与扩径段表面的角度为75度。
8.所述稳径段的外径小于设计窗口外径2mm。
9.所述保径段的尺寸大于设计窗口外径1～2mm。
10.实施本实用新型具有以下有益的效果：
11.1、本实用新型解决了以前产品严重跳钻的技术难题，开窗施工周期平均8小时提高到了平均4.5小时，证明新产品设计合理、性能可靠，通过在华北区域数十井次的使用，产生了巨大的经济效益。
12.2、本实用新型在开窗施工过程中能实现稳定切削工作状态，减免钻具由于卡钻产
生的跳钻现象，避免恶性事故的发生；改变了高效合金刀头的形状及性能，改变了高效合金刀头排列分布方式，提高了开窗速度，缩短施工周期。
附图说明
13.图1是本实用新型的结构示意图；
14.其中：1-蘑菇头；2-扩径段；3-稳径段；4-保径段；5-连接扣。
具体实施方式
15.结合附图，对本实用新型做进一步说明。
16.该实用新型不同于普通产品的结构：一、开窗段蘑菇头采用了碎合金堆焊和专用高效钮扣合金齿的组合方式，专用高效钮扣合金齿按径向三个螺旋分布轴向排列；二、扩径段采用了专用高效钮扣合金齿径向六螺旋分布轴向排列，该段外径轴向锥度1:16；三、稳径段采用了专用高效钮扣合金齿径向六螺旋分布轴向排列；四、保径段采用了专用高效yg8合金刀头径向六螺旋分布轴向排列。
17.结合附图说明工具的工作原理。
18.工具各段按照图示的相对位置进行铺焊。首先将开窗段蘑菇头1采用碎合金堆焊和专用高效钮扣合金齿径向三螺旋分布轴向排列方式黄铜水铺焊，三螺旋分布起始点是三个水眼切线，钮扣端面与本体表面角度75度。扩径段2采用专用高效钮扣合金齿径向六螺旋分布轴向排列进行黄铜水铺焊，该段外径轴向锥度1:16，钮扣端面与本体表面角度75度。稳径段3采用了专用高效钮扣合金齿径向六螺旋分布轴向排列黄铜水铺焊，钮扣端面与本体表面角度75度，本段外径小于设计窗口外径2mm，便于快速出窗并稳定窗口走向。保径段4采用专用高效yg8合金刀头径向六螺旋分布轴向排列黄铜水铺焊，刀头横表面与本体表面角度75度，该段尺寸大于设计窗口外径1～2mm。
19.使用时，钻杆连接连接扣5，下到预计开窗位置，缓慢加压10～20kn，然后提钻1米。泥浆泵开泵，排量控制在16～25升/秒，启动转盘，转速15～30转/分，缓慢下放钻具，使开窗段蘑菇头1与导斜器表面接触，加压0.2～0.5kn进行开窗施工，进尺0.5米后出窗成功，进入扩窗段，扩径段2与套管接触，提高转速30～45转/分，加压0.5～1kn进行扩窗施工。进尺0.8～1.0米后进入稳径段开窗，稳径段3与套管接触，提高转速45～60转/分，加压1～1.5kn进行稳窗段施工。进尺1.5米后进入保径段4与套管接触，转速提高到60～72转/分，加压2～8kn进行修窗、出窗段施工，进尺2.2～2.5米后，完成整个侧钻开窗施工。为保证窗口起下钻顺利，应对窗口进反复多次的修窗至无任何卡阻显示为止。
20.上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。


技术特征：
1.一种油井用防跳钻高效开窗铣锥，其特征在于：包括从下至上依次连接的开窗段、扩径段、稳径段、保径段和连接扣，其中，开窗段的末端呈蘑菇头(1)，蘑菇头的表面设有采用碎合金堆焊和黄铜水铺焊的高效钮扣合金齿，所述高效钮扣合金齿径向三螺旋分布轴向排列，三螺旋分布起始点是三个水眼切线，扩径段(2)的表面设有高效钮扣合金齿，所述高效钮扣合金齿径向六螺旋分布轴向排列进行黄铜水铺焊，稳径段(3)的表面设有高效钮扣合金齿径向六螺旋分布轴向排列黄铜水铺焊，保径段(4)的表面设有合金刀头径向六螺旋分布轴向排列黄铜水铺焊。2.根据权利要求1所述的一种油井用防跳钻高效开窗铣锥，其特征在于：所述三螺旋分布起始点是三个水眼切线，钮扣端面与蘑菇头表面的角度为75度。3.根据权利要求1所述的一种油井用防跳钻高效开窗铣锥，其特征在于：所述扩径段(2)的外径轴向锥度1:16，钮扣端面与扩径段表面的角度为75度。4.根据权利要求1所述的一种油井用防跳钻高效开窗铣锥，其特征在于：所述稳径段(3)的外径小于设计窗口外径2mm。5.根据权利要求1所述的一种油井用防跳钻高效开窗铣锥，其特征在于：所述保径段(4)的尺寸大于设计窗口外径1～2mm。

技术总结
本实用新型涉及一种油井用防跳钻高效开窗铣锥，包括从下至上依次连接的开窗段、扩径段、稳径段、保径段和连接扣，其中，开窗段的末端呈蘑菇头，蘑菇头的表面设有采用碎合金堆焊和黄铜水铺焊的高效钮扣合金齿，所述高效钮扣合金齿径向三螺旋分布轴向排列，三螺旋分布起始点是三个水眼切线，扩径段的表面设有高效钮扣合金齿，所述高效钮扣合金齿径向六螺旋分布轴向排列进行黄铜水铺焊，稳径段的表面设有高效钮扣合金齿径向六螺旋分布轴向排列黄铜水铺焊，保径段的表面设有专用高效YG8合金刀头径向六螺旋分布轴向排列黄铜水铺焊。本实用新型彻底解决了以前常规开窗过程中频繁跳钻造成的钻杆断裂及铣锥刀头由于工作状态恶劣过快损坏的施工难题。快损坏的施工难题。快损坏的施工难题。


技术研发人员：信青春 陈然 孟祥鹏 周巍 付宁涛
受保护的技术使用者：中石化石油工程技术服务有限公司
技术研发日：2021.09.09
技术公布日：2022/2/7