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1、第四章检修磨铣类工具一、学习目标通过学习，掌握磨铣类工具的原理及使用方法并能够进行正确的检修保养。二、使用工具专用工具台、管钳、卡尺、钢板尺、抹布、黄油等。三、主要工作内容(一)维修保养钻头类工具1刮刀钻头1)用途刮刀钻头除有尖钻头的作用外，还有刮削井眼，使井壁光洁整齐的作用，可用于衬管内钻进、侧钻时钻进(可以破坏侧钻时形成的键槽)或对射孔炮弹垫子的钻磨等。2)结构刮刀钻头与尖钻头基本相同，都是由接头与钻头体焊接而成，只不过其底部是刀刃形而不是尖形。因其形状不同，又有鱼尾刮刀钻头(图 241)和三刮刀钻头(图 242)。若在刮刀钻头的头部增加一段尖部领眼，称其为领眼钻头，如图 243所示。尖部
2、领眼的重要作用之一是使钻头沿原孔眼刮削钻进。3)工作原理与尖钻头基本相同，只是刮刀钻头的刮刀体比尖钻头长，因而旋转后刀体所形成的圆柱体空间比尖钻头长，因而能较好地修整所钻出的井眼。4)技术规范技术规范见表 241所示。5)维修保养(1)每次使用后首先要清洗干净；(2)检查接头螺纹、刮刀磨损情况，若有问题则更换或重新进行焊接。2三牙轮钻头1)用途修井作业中，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。2)结构三牙轮钻头由接头、巴掌、牙轮、轴承及密封件等组成，如图 244所示。外径小于 3746mm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
3、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。3)工作原理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，
4、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。4)技术规范(1)三牙轮钻头系列特征代号见表 242所示。5)操作方法及注意事项(1)操作方法：用钻头规测量钻头尺寸并配好连接接头。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。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。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(o5o8)kN范围，不宜太大，否则有可能使钻头变形或致使牙轮脱落。选用适当的转速，钻水泥塞时一般用 5070rmin较为合适。
5、（2）注意事项：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。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。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25mm，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1)用途平底磨鞋是用底面所
6、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。2)结构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 245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。3)工作原理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。4)技
7、术规范技术规范见表 244所示。5)操作方法及注意事项(1)操作方法：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。将平底磨鞋连接在工具最下端。下至鱼顶以上 23m，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。(2)注意事项：下钻速度不宜太快。作业中不得停泵。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。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。6)维修保养(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
8、焊接表面加热均匀后，再施补焊料，并防止过热。2凹面磨鞋1)用途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。2)结构凹面磨鞋底面为 530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 246所示。3)工作原理与平底磨鞋相同。4)技术规范同平底磨鞋。5)操作方法及注意事项(1)操作方法：同平底磨鞋。(2)注意事项：除与平底磨鞋基本相同外，尚应注意：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
9、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。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。6)维修保养同平底磨鞋。3领眼磨鞋1)用途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。2)结构领眼磨鞋由磨鞋体，领眼锥体或圆柱体两部分组成，如图2-47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
10、通式。另外，无论在平底或凹面加焊底 YD合金问留 24个过水槽，保证循环畅通。3)工作原理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。4)技术规范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。5)操作方法及注意事项(1)操作方法：同平底磨鞋。(2)注意事项：使用前必须清洗水眼，在下钻过程中每下人 200300m时，洗井一次。一旦正洗不通可反憋压洗井；领眼磨鞋在下人斜井中时，下钻速度应慢，防止破坏套管；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。6)维修
11、保养同平底磨鞋。4梨形磨鞋1)用途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 12mmin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
12、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 300c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。5)维修保养与平底磨鞋相同。6内铣鞋1)用途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。2)结构内铣鞋由接头与铣鞋体构成。按其
13、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 2-410、图 2-411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。3)工作原理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。4)技术规范技术规范见表 2-47所示。5)操作方法及注意事项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
14、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 50rmin。(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。5)操作方法及注意事项与内铣鞋相同，6)维修保养与钻头相同。8裙边铣鞋1)用途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
15、刊，用它可以磨削各种管类和杆类落物。2)结构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 2413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。3)技术规范裙边铣鞋由于磨铣的对象不
16、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1)用途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。2)结构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 2414(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，
17、不易产生脱落，因而一般多用于深井。（2）分离型：如图 2414(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 2414(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 2414(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
18、底底部、内部与外部三向出刃，能在三个方向切削，如图 2414(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 12mmin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1)用途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。2)结构(1)冲铣型套铣筒：由上接头与筒体
19、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 2415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。
