一种用于石油钻井的磨鞋的制作方法

1.本实用新型涉及一种用于石油钻井的磨鞋。


背景技术：

2.在油田的修井、钻井和封井等井下作业中，均可能遇到钻磨水泥、磨铣井下落物的情况。此时，作业人员一般需要利用磨鞋等装置对井下落物进行切削和磨铣。
3.现有的磨鞋与井下落物相接触的打磨面一般为圆形的平面，这种平面与井下落物的接触面积较大，打磨的作用力较低。同时，现有的磨鞋的材质硬度较低，对硬度较高的井下落物的打磨效果不够理想。这些都限制磨鞋的打磨作用，导致其难以满足现场的作业要求。
4.同时，由于在打磨作业中，井下落物在被磨铣的过程中会产生大量的固态杂质，这些杂质容易集聚在磨鞋的打磨面上，造成打磨面转动卡滞，从而一方面降低了打磨效率，另一方面提高了磨鞋损坏的风险。


技术实现要素：

5.针对如上所述的技术问题，本实用新型旨在提出一种用于石油钻井的磨鞋。本实用新型的用于石油钻井的磨鞋不仅能够提高磨鞋的打磨效果，同时能够降低磨鞋损坏的风险。
6.根据本实用新型，提供了一种用于石油钻井的磨鞋，包括连接在管柱上的本体，所述本体上设置有磨削头，所述磨削头的下端面形成为磨削面。
7.其中，在所述下端面上设置有多个铣削体，所述铣削体设置为凸出所述磨削面。
8.在一个优选的实施例中所述铣削体设置为梯形或楔形。
9.在一个优选的实施例中，所述铣削体倾斜地设置在所述磨削头上，所述铣削体与所述本体轴向的夹角设置为15
°‑
30
°
。
10.在一个优选的实施例中，所述铣削体的高度设置为其最大宽度的1/4-1/2。
11.在一个优选的实施例中，相邻的任意两个铣削体的间距设置为其最大宽度的1-3倍。
12.在一个优选的实施例中，所述铣削体由硬质合金材料制成。
13.在一个优选的实施例中，在所述铣削体内限定有连通所述管柱的内腔，所述铣削体的外壁上还设置有连通所述内腔的通孔。
14.在一个优选的实施例中，所述通孔设置为锥形，使得所述通孔靠近内腔的内端的直径大于靠近内腔的外端的直径。
15.在一个优选的实施例中，在所述磨削头的下端面上设置有多个凹槽，所述铣削体靠近磨削头的一端伸入所述凹槽内。
16.在一个优选的实施例中，所述铣削体通过焊接的方式与所述凹槽相连接。
附图说明
17.下面将参照附图对本实用新型进行说明。
18.图1显示了根据本实用新型的一个实施例的用于石油钻井的磨鞋的示意图。
19.图2为图1所示的用于石油钻井的磨鞋的磨削头的仰视图。
20.图3为图1所示的用于石油钻井的磨鞋的铣削体的示意图。
21.在本技术中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本实用新型的原理，并且未按实际比例绘制。
具体实施方式
22.下面通过附图来对本实用新型进行介绍。
23.图1显示了根据本实用新型的一个实施例的用于石油钻井的磨鞋100的示意图。如图1所示，所述的用于石油钻井的磨鞋100包括本体10。所述本体10构造为圆柱状，在所述本体10的第一端11连接件(未示出)，所述连接件例如可以是接箍。所述本体10能够通过所述连接件连接在井下管柱(未示出)上，从而能够随着所述管柱一同下入油井之内的指定位置处，并能够在所述管柱的带动下在油井内转动。
24.如图1所示，在所述本体10的第二端12设置有磨削头20，所述磨削头20的下端面22形成为能够与井下落物(未示出)相接的磨削面。所述磨削头20设置为能够随着所述本体10的转动而进行同步转动。随着所述磨削头20的转动，其能够对井下落物进行打磨，从而起到去除指定的井下落物的作用。
25.需要说明的是，这种磨削头20的结构和作用原理是本领域技术人员所熟知的，在此略去对其的详细介绍。
26.如图1所示，在所述磨削头20的下端面22上还均匀地设置有多个铣削体30。所述铣削体30设置为凸出所述磨削头20的下端面22。由此，在所述磨削头20的下端面22与所述井下落物相接前，所述铣削体30能够首先与所述井下落物相接。通过这种设置，能够将井下落物与磨削头20通过铣削体30相接，从而减小井下落物与磨削头20的接触面积。
27.容易理解，在同等的力的作用下，当井下落物与磨削头20的接触面积降低时，作用于井下落物与磨削头20所接触的区域处的作用力会逐渐增大，从而更有利与对井下落物的打磨，提高所述磨鞋100的打磨效果。同时，由于在打磨时井下落物仅有部分区域与铣削体30相接触，因此通过这种设置，能够降低井下落物受力的均匀性，从而更有利于破话井下落物的结构，从而达到提高打磨效果的目的。
28.在一个优选的实施例中，所述铣削体30的结构设置为梯形或楔形。通过这种设置，能够使得所述铣削体30靠近井下落物的一端的尺寸小于远离井下落物的一端的尺寸，从而进一步降低井下落物与铣削体30的接触面积，提高打磨效果。同时，通过这种设置，能够使得所述铣削体30的侧面形成为锥面，从而更有利于铣削体30嵌入所述井下落物内，从而提高所述铣削体30对所述井下落物结构的破坏效果。
29.进一步地，所述铣削体30倾斜地设置在所述磨削头20上。这样作业人员可以通过调整所述铣削体30的布置角度，能够在铣削体30与所述井下落物相接时调整井下落物的受力方向，从而进一步提高所述铣削体30对井下落物的打磨和破坏效果。
30.在一个优选的实施例中，所述铣削体30与所述本体10轴向的夹角设置为15
°‑
30
°
。
现场的实验表明，通过将所述铣削体30的布置方向设置在这一角度范围内，能够使得所述铣削体30具有更好的打磨效果。
31.在本实用新型中，所述铣削体30的尺寸应根据磨削头20的尺寸而设定，使得所述的多个铣削体30能够均匀地布置在所述磨削头20的下端面22上。优选地，所述铣削体30的高度设置为其最大宽度(即所述铣削体30靠近磨削头20的一端的宽度)的1/4-1/2。并且，相邻的任意两个铣削体的间距设置为其最大宽度的1-3倍。现场的实验表明，通过这种设置，能够使得所述铣削体30具有更好的打磨效果，同时在打磨的过程中也具有更好的稳定性。
32.在一个优选的实施例中，所述铣削体30由硬质合金材料制成。这种材料不仅具有更高的硬度，能够满足对不同材料的井下落物的打磨要求。同时这种材料也具有良好的耐磨性，有助于提高铣削体30的使用寿命。
33.图2为图1所示的用于石油钻井的磨鞋100的磨削头20的仰视图。如图所示，在所述磨削头20的下端面22上设置有多个凹槽25，所述铣削体30靠近磨削头20的一端伸入所述凹槽内，从而提高铣削体30与磨削头20连接的稳定性。进一步地，所述铣削体30通过焊接的方式与所述凹槽25相连接。从而能够进一步体高铣削体30与磨削头20连接的可靠性，防止铣削体30在高强度的振动下自磨削头20上脱离。
34.图3为图1所示的用于石油钻井的磨鞋100的铣削体30的示意图。如图3所示，在所述铣削体内限定有连通所述管柱的内腔32，同时，在所述铣削体30的外壁上还设置有连通所述内腔32的通孔35。由此，作业人员可以将高压的流体通过所述管柱通入所述内腔32内，并通过所述通孔35喷出。通过通孔35喷出的高压流体能够在打磨的过程中对磨削头20的下端面22进行清理，从而能够避免打磨过程中井下落物所产生的固态杂质粘结并集聚在磨削头20的下端面22上，影响磨削头20的正常转动。
35.进一步地，所述通孔35设置为锥形，使得所述通孔35靠近内腔32的内端直径大于靠近内腔32的外端直径。通过这种设置，可以在流体通过所述通孔35时提高流体的流速，从而提高流体的清理效果。
36.以下简述根据本实用新型的用于石油钻井的磨鞋100的工作过程。
37.本实用新型的用于石油钻井的磨鞋100用于对井下落物进行打磨。在打磨过程中，作业人员需要将所述磨鞋100安装在管柱上，随着管柱一同下入油井之中，使得所述铣削体30与待打磨的井下落物相接。
38.随后，作业人员即可通过转动钻柱使得铣削体30进行通过转动，对井下落物进行打磨。在这一过程中，通过钻柱能够向所述铣削体30的内腔32通入高压流体，从而能够冲刷磨削头20的下端面22，从而能够避免打磨过程中井下落物所产生的固态杂质粘结并集聚在磨削头20的下端面22上，影响磨削头20的正常转动。
39.最后应说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施方案而已，并不构成对本实用新型的任何限制。尽管参照前述实施方案对本实用新型进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的惰性范围之内。