井下工具7 整形类工具.pptVIP

第四节 整形类工具 作业 1、梨形胀管器的作用是什么？ 2、偏心棍子整形器的作用是什么？主要有哪几个零件组成？ 一、梨形胀管器 1、作用：利用梨形胀管器与钻柱组合成整形管柱，依靠钻具本身的重力或下击器施加的冲击力，迫使胀管器的锥形头部，楔人变形套管部位，进行挤胀，实现恢复套管通径尺寸的目的。 2、结构 梨形胀管器为一整体结构，其水槽有直槽式和螺旋槽式两种，如图2-5-1所示。 二、工作原理 当钻具施加给梨形胀管器P力时，梨形胀管器锥体部分与套管变形部位接触的瞬间所产生的侧向分力F直接挤胀套管变形部位，如图1所示。 梨形胀管器的挤胀力F随钻具质量m和下放速度v的增大而增大，随半锥角α/2的增大而减小。可见梨形胀管器的锥角α越小越好，但是，当锥角小于25?时，胀管器锥体与套管接触部位将产生挤压粘连，而发生卡钻事故，因此选用胀管器的锥角应大于30?较为合适。 三、技术规范（见表1） 四、操作方法 (1)打铅印或下通径规，搞清变形套管的最大通径。 (2)选用比最大通径大2mm的胀管器，接上钻具下井。当井较深，钻具重力足够大时，可不下下击器。若钻具重力不够大时，应在工具上部接下击器。 (3)下至套管变形井段以上一单根时，开泵洗井，然后下钻具，探遇阻深度，并作好深度记号。 (4)上提钻具2～3m后，以较快速度下放。当记号离转盘面高0.3～0.4m时，突然刹车，让钻具的惯性伸长使工具冲胀变形套管。如此数次之后尚不能通过，应将钻具刹车高度下降l0cm再重复操作。 （5）如使用下击器时钻具重力不够，应根据当时的钻具重力、井斜和井内液体情况，制定好钻具上提高度及下放速度，以达到冲击胀大变形套管的目的。 （6）经过以上操作仍不能通过时，则表明胀管器所选尺寸过大，应起钻，更换较小一级的胀管器重新进行挤胀。 （7）第一级胀管器通过之后，第二级胀管器的外径只能比第一级大1.5～2mm左右，以后逐级按1.5～2mm增量进行挤胀。 五、注意事项 当选用胀管器外径尺寸超过套管变形部位内通径2mm以上时，有可能按上述操作方法多次胀不开。此时切忌高速下放冲胀，由于速度及下放高度的增加所产生的瞬时冲击力很大，胀管器虽可强行通过，但套管被挤胀之后钢材本身的弹性恢复力，将使胀管器通过后的尺寸缩小，把胀管器卡死，形成恶性卡钻事故。 二、偏心辊子整形器 1．作用：对轻度变形的套管进行整形修复。 2、结构：如图10—3所示。 结构特点 （1）偏心轴 上端有与钻柱联接的母螺纹，下端为四阶不同尺寸，不同轴线的台阶。其中上接头、上辊、下辊三轴为同一轴线；中辊与锥辊为另一轴线，两条轴线的偏心距为e。 （2）辊子 共分上、中、下和锥辊四件，其中上、中、下三辊为对套管整形的挤胀零件。锥辊除起引鞋作用之外，在锥辊子内孔部加工有半球面形槽与芯轴相配合，装入相应的滚球，旋转时起上、中、下三辊的限位作用，同时锥辊也参与初始整形工作。 2．工作原理 当钻柱沿自身轴线旋转时，上、下辊绕自身轴线作旋转运动。而中辊轴线由于与上、下辊轴线有一偏心矩e，必绕钻具中心线以1/2 D中+e为半径作圆周运动，这样就形成一组曲轴凸轮机构，以上、下辊为支点，中辊以旋转挤压的形式对变形部位套管进行整形。 当工具在变形较复杂的井段内工作时，由于变形量的不同，上下辊与中辊又可互为支点，但各支点的阻力各不相同。在变形量小、阻力小的支点处，辊子边滚动边外挤；在变形量大、阻力也大的支点处，偏心轴与辊子间产生滑动摩擦运动，并对变形部位向外挤胀。 3．技术规范（略） 4．整形量计算 偏心辊子整形器的上、下辊尺寸均选用同一最大外径，只改变中辊尺寸，就能得到不同的整形尺寸的上、中、下辊组配合。 当偏心辊子整形器旋转通过套管后，修整后套管直径为D套。 D套＝1/2（D上＋ D中）＋ｅ （1） 套管未整形前的通径(或上次整形后的最大通径)应当大于或等于下辊外径，故一次整形量ε为D套与上辊直径之差 ε＝1/2 (D上＋D中)＋e－D上 （2） 由式（2）知，若三辊外径尺寸相同时ε＝e，此时该工具的偏心量即为该工具的整形量。 以上计算为理想值，实际工作中一次整形量ε同轴与辊子之间的间隙、辊子外径的磨损、套管材料本身的弹性恢复值等因素有关。从地面试验与井下试验资料证实三者总影响使整形量减少约1～1.5mm. 5．辊子尺寸的选择 （1）上、下辊尺寸选择原则 偏心辊子整形器上、下辊外径尺寸应相同，同时外径必须小于或等于套管损坏部位的最大通径。否则一旦下辊外径大于变形处的最大通径，则下辊将在该处遇阻，钻具转动之后，下辊遇卡不动，偏心轴与下辊相对滑动，上辊与中辊在完好的大井筒中自由空转