一种用于井下作业施工的增力解卡、套磨铣一体化工具的制作方法

1.本发明涉及石油开采维护设备技术领域，具体为一种用于井下作业施工的增力解卡、套磨铣一体化工具。


背景技术：

2.在油田开发中，大负荷解卡是修井作业中常见的工序之一。由于受到地面环境、修井设备、作业管柱拉伸负荷的限制，处理井下落物，解卡作业出现超负荷，解卡作业的成功率一直比较低，甚至事故趋于复杂，未能成功的需大负荷解卡的井需要转大修，导致石油开采管道维护耗时耗力，同时维护效益较差的问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种使用稳定可靠、解卡便捷的用于井下作业施工的增力解卡、套磨铣一体化工具，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于井下作业施工的增力解卡、套磨铣一体化工具，包括抽油杆和固定端套，所述固定端套固定卡接安装在所述抽油杆外部顶端；所述固定端套外部底端套接卡接安装有磨铣机构，所述磨铣机构用于对所述抽油杆外部顶端与采油孔内部卡死位置处进行磨铣，所述磨铣机构包括磨铣卡座、磨铣刀环、支护侧管、金刚石刀块、橡胶液囊以及支护侧辊，所述磨铣卡座固定卡接安装在所述固定端套外部底端边缘位置处，所述磨铣刀环焊接安装在所述磨铣卡座底端表面，所述金刚石刀块均匀设置在所述磨铣刀环外壁底端表面边缘位置处，所述支护侧管嵌入卡接安装在所述磨铣卡座内部一侧，所述橡胶液囊嵌入贴覆在所述支护侧管内部中部，所述支护侧辊转动嵌入安装在所述磨铣卡座外壁两侧。
5.进一步的，所述橡胶液囊内部灌注有油质冲砂液，且所述橡胶液囊为复合聚氨酯弹性橡胶材质制成。
6.进一步的，所述固定端套外部顶端固定卡接安装有上接头，所述上接头内部底端对应所述抽油杆外部顶端卡接安装有增力机构，所述增力机构用于对所述抽油杆外部顶端进行增力解卡，所述增力机构包括活动夹爪、提升端座、支撑座、提升臂以及从动齿环，所述活动夹爪均匀转动活动铰接在所述抽油杆外壁顶端边缘位置处，所述提升端座固定卡接安装在所述活动夹爪外部顶端，所述支撑座固定焊接在所述活动夹爪中部与所述抽油杆外壁表面连接位置处，所述提升臂底端贯穿卡接安装在所述提升端座内部，所述从动齿环固定卡接安装在所述提升臂外部顶端。
7.进一步的，所述活动夹爪为钛合金材质制成，且所述活动夹爪外部底端套接安装有橡胶垫帽，所述提升臂外部底端与所述提升端座之间通过螺栓固定卡接。
8.进一步的，所述从动齿环外部卡接安装有驱动机构，所述驱动机构用于对所述增力机构进行驱动，所述驱动机构包括驱动齿环、旋转齿环、支撑弹簧、固定卡座以及螺纹导向套，所述驱动齿环啮合套接安装在所述从动齿环外部，所述旋转齿环啮合套接安装在所
述驱动齿环外部，所述支撑弹簧固定卡接安装在所述提升臂外部顶端，所述支撑弹簧套接安装在所述提升臂顶端外壁与所述从动齿环内壁连接位置处。
9.进一步的，所述固定卡座焊接安装在所述驱动齿环外部顶端表面，且所述固定卡座内部两侧贯穿开设有螺孔，所述螺纹导向套外壁与所述从动齿环内壁之间通过螺纹旋槽固定连接。
10.进一步的，所述旋转齿环外壁表面与所述上接头内壁通过螺母固定连接，且所述上接头外部底端与所述固定端套外部顶端之间通过螺栓固定连接。
11.进一步的，所述固定端套内部中部对应所述抽油杆外部边缘处套接嵌入安装有油脂卡环，且所述固定端套和所述上接头外壁表面均匀涂覆有碳化铬防腐蚀涂层。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设置有磨铣机构，当将固定端套底端的磨铣卡座在井下伸入至抽油杆外部与开采管壁堵塞卡死位置处时，经外接设备带动磨铣卡座外部顶端的上接头进行转动，经磨铣卡座底端磨铣刀环处的金刚石刀块可以对旋转对堵塞卡死处进行切割磨铣，对堵塞物进行消除，同时配合磨铣卡座旋转时管壁对支护侧管处的橡胶液囊进行间断挤压，可以将橡胶液囊内部的冲砂液进行排出，进一步提高了磨铣时的效率，并经支护侧管侧的支护侧辊可以对其两侧进行支护，从而实现了对抽油杆外部堵塞卡死处快速的磨铣功能，解决了现有大负荷解卡过程中容易造成作业管柱拉伸超负荷的限制，导致解卡作业失败的问题。
13.本发明设置有增力机构，当从动齿环受到驱动进行旋转时，使得提升臂顶端处的螺纹导向套在从动齿环内部向上移动，经提升端座向上对活动夹爪顶端处在支撑座处的向上抬起，并经活动夹爪底端可以对抽油杆外部顶端边缘处均匀进行卡接固定，配合从动齿环的周期性顺时针和逆时针转动，可以对提升臂周期性上升和下降，实现了对抽油杆外部进行间断性向上的增力，提供对抽油杆解卡时向上的提升拉力，有效提高了抽油杆解卡时的便捷性能和解卡效率。
14.本发明设置有驱动机构，将驱动齿环外部顶端处的固定卡座可以与井口设备处的驱动电机输出轴进行连接固定，并当驱动电机输出轴带动驱动齿环进行旋转时，经驱动齿环外壁与旋转齿环之间的啮合连接，可以带动固定端套和磨铣机构在油井管道中进行旋转磨铣，经驱动齿环内壁与从动齿环之间的啮合连接，使得提升臂顶端的螺纹导向套可以在从动齿环内部向上进行旋出，经支撑弹簧对提升臂外部端部进行支撑导向，同时通过控制驱动电机的正反转，使得螺纹导向套可以周期性带动提升臂进行上升及下降，对活动夹爪的增力及释放，从而实现了一个驱动电机对装置磨铣部件和增力部件的供能，保证了装置驱动源的稳定性、可靠性及经济效能。
附图说明
15.图1为本发明一实施例中装置整体的立体结构示意图；图2为图1实施例中的装置整体内部的剖视结构示意图；图3为图1实施例中的磨铣机构安装的立体结构示意图；图4为图3实施例中的橡胶液囊安装的立体结构示意图；图5为图1实施例中的活动夹爪安装的立体结构示意图；图6为图1实施例中的伸抽油杆与提升端座连接的立体结构示意图；
图7为图6实施例中的提升臂安装的立体结构示意图；图8为图7实施例中的从动齿环安装的立体结构示意图。
16.附图标记：1、抽油杆；2、固定端套；3、磨铣机构；301、磨铣卡座；302、磨铣刀环；303、支护侧管；304、金刚石刀块；305、橡胶液囊；306、支护侧辊；4、上接头；5、增力机构；501、活动夹爪；502、提升端座；503、支撑座；504、提升臂；505、从动齿环；6、驱动机构；601、驱动齿环；602、旋转齿环；603、支撑弹簧；604、固定卡座；605、螺纹导向套。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.参阅图1-图8，在一实施例中，一种用于井下作业施工的增力解卡、套磨铣一体化工具，包括抽油杆1和固定端套2。固定端套2固定卡接安装在抽油杆1外部顶端；固定端套2外部底端套接卡接安装有磨铣机构3，磨铣机构3包括磨铣卡座301、磨铣刀环302、支护侧管303、金刚石刀块304、橡胶液囊305以及支护侧辊306，磨铣卡座301固定卡接安装在固定端套2外部底端边缘位置处，磨铣刀环302焊接安装在磨铣卡座301底端表面，金刚石刀块304均匀设置在磨铣刀环302外壁底端表面边缘位置处，支护侧管303嵌入卡接安装在磨铣卡座301内部一侧，橡胶液囊305嵌入贴覆在支护侧管303内部中部，支护侧辊306转动嵌入安装在磨铣卡座301外壁两侧，当将固定端套2底端的磨铣卡座301在井下伸入至抽油杆1外部与开采管壁堵塞卡死位置处时，经外接设备带动磨铣卡座301外部顶端的上接头4进行转动，经磨铣卡座301底端磨铣刀环302处的金刚石刀块304可以对旋转对堵塞卡死处进行切割磨铣，对堵塞物进行消除，同时配合磨铣卡座301旋转时管壁对支护侧管303处的橡胶液囊305进行间断挤压，可以将橡胶液囊305内部的冲砂液进行排出，进一步提高了磨铣时的效率，并经支护侧管303侧的支护侧辊306可以对其两侧进行支护，从而实现了对抽油杆1外部堵塞卡死处快速的磨铣功能，解决了现有大负荷解卡过程中容易造成作业管柱拉伸超负荷的限制，导致解卡作业失败的问题。
19.参照图4，橡胶液囊305内部灌注有油质冲砂液，经油质冲砂液可以对堵塞处磨铣时进行冲洗，为了保证橡胶液囊305的耐磨和弹性恢复性能，避免橡胶液囊305长时间挤压发生破损，橡胶液囊305为复合聚氨酯弹性橡胶材质制成。
20.参照图3，固定端套2外部顶端固定卡接安装有上接头4，上接头4内部底端对应抽油杆1外部顶端卡接安装有增力机构5，增力机构5用于对抽油杆1外部顶端进行增力解卡，增力机构5包括活动夹爪501、提升端座502、支撑座503、提升臂504以及从动齿环505，活动夹爪501均匀转动活动铰接在抽油杆1外壁顶端边缘位置处，提升端座502固定卡接安装在活动夹爪501外部顶端，支撑座503固定焊接在活动夹爪501中部与抽油杆1外壁表面连接位置处，提升臂504底端贯穿卡接安装在提升端座502内部，从动齿环505固定卡接安装在提升臂504外部顶端，当从动齿环505受到驱动进行旋转时，使得提升臂504顶端处的螺纹导向套605在从动齿环505内部向上移动，经提升端座502向上对活动夹爪501顶端处在支撑座503处的向上抬起，并经活动夹爪501底端可以对抽油杆1外部顶端边缘处均匀进行卡接固定，
配合从动齿环505的周期性顺时针和逆时针转动，可以对提升臂504周期性上升和下降，实现了对抽油杆1外部进行间断性向上的增力，提供对抽油杆1解卡时向上的提升拉力，有效提高了抽油杆1解卡时的便捷性能和解卡效率。
21.为了保证活动夹爪501自身的强度和韧性，活动夹爪501为钛合金材质制成，为了增加活动夹爪501底端与抽油杆1外壁顶端之间接触时的摩擦力，且活动夹爪501外部底端套接安装有橡胶垫帽，为了保证活动夹爪501外部底端与提升端座502外部顶端之间插接的牢固性，提升臂504外部底端与提升端座502之间通过螺栓固定卡接。
22.参照图7和图8，从动齿环505外部卡接安装有驱动机构6，驱动机构6用于对增力机构5进行驱动，驱动机构6包括驱动齿环601、旋转齿环602、支撑弹簧603、固定卡座604以及螺纹导向套605，驱动齿环601啮合套接安装在从动齿环505外部，旋转齿环602啮合套接安装在驱动齿环601外部，支撑弹簧603固定卡接安装在提升臂504外部顶端，支撑弹簧603套接安装在提升臂504顶端外壁与从动齿环505内壁连接位置处，将驱动齿环601外部顶端处的固定卡座604可以与井口设备处的驱动电机输出轴进行连接固定，并当驱动电机输出轴带动驱动齿环601进行旋转时，经驱动齿环601外壁与旋转齿环602之间的啮合连接，可以带动固定端套2和磨铣机构3在油井管道中进行旋转磨铣，经驱动齿环601内壁与从动齿环505之间的啮合连接，使得提升臂504顶端的螺纹导向套605可以在从动齿环505内部向上进行旋出，经支撑弹簧603对提升臂504外部端部进行支撑导向，同时通过控制驱动电机的正反转，使得螺纹导向套605可以周期性带动提升臂504进行上升及下降，对活动夹爪501的增力及释放，从而实现了一个驱动电机对装置磨铣部件和增力部件的供能，保证了装置驱动源的稳定性、可靠性及经济效能。
23.为了保证固定卡座604与外部驱动电机输出轴之间连接的牢固性，固定卡座604焊接安装在驱动齿环601外部顶端表面，且固定卡座604内部两侧贯穿开设有螺孔，为了保证从动齿环505内壁与螺纹导向套605外壁之间啮合时的紧密性，螺纹导向套605外壁与从动齿环505内壁之间通过螺纹旋槽固定连接。
24.为了保证对上接头4内部设备维护拆装时的便捷性和组成时的牢固性，旋转齿环602外壁表面与上接头4内壁通过螺母固定连接，且上接头4外部底端与固定端套2外部顶端之间通过螺栓固定连接。
25.为了可以对固定端套2在抽油杆1外部磨铣转动时，对固定端套2内部与抽油杆1外部之间进行润滑，固定端套2内部中部对应抽油杆1外部边缘处套接嵌入安装有油脂卡环，为了改善固定端套2和上接头4外壁表面的抗腐蚀性能，延长固定端套2和上接头4的实际使用寿命，且固定端套2和上接头4外壁表面均匀涂覆有碳化铬防腐蚀涂层。
26.基于上述方案，在本发明工作时，首先，将驱动齿环601外部顶端处的固定卡座604可以与井口设备处的驱动电机输出轴进行连接固定，并当驱动电机输出轴带动驱动齿环601进行旋转时，经驱动齿环601外壁与旋转齿环602之间的啮合连接，可以带动固定端套2和磨铣机构3在油井管道中进行旋转磨铣，经驱动齿环601内壁与从动齿环505之间的啮合连接，使得提升臂504顶端的螺纹导向套605可以在从动齿环505内部向上进行旋出，经支撑弹簧603对提升臂504外部端部进行支撑导向，同时通过控制驱动电机的正反转，使得螺纹导向套605可以周期性带动提升臂504进行上升及下降，对活动夹爪501的增力及释放。
27.然后，将固定端套2底端的磨铣卡座301在井下伸入至抽油杆1外部与开采管壁堵
塞卡死位置处时，经外接设备带动磨铣卡座301外部顶端的上接头4进行转动，经磨铣卡座301底端磨铣刀环302处的金刚石刀块304可以对旋转对堵塞卡死处进行切割磨铣，对堵塞物进行消除，同时配合磨铣卡座301旋转时管壁对支护侧管303处的橡胶液囊305进行间断挤压，可以将橡胶液囊305内部的冲砂液进行排出，进一步提高了磨铣时的效率，并经支护侧管303侧的支护侧辊306可以对其两侧进行支护，实现了对抽油杆1外部堵塞卡死处快速的磨铣功能。
28.最后，当从动齿环505受到驱动进行旋转时，使得提升臂504顶端处的螺纹导向套605在从动齿环505内部向上移动，经提升端座502向上对活动夹爪501顶端处在支撑座503处的向上抬起，并经活动夹爪501底端可以对抽油杆1外部顶端边缘处均匀进行卡接固定，配合从动齿环505的周期性顺时针和逆时针转动，可以对提升臂504周期性上升和下降，实现了对抽油杆1外部进行间断性向上的增力，提供对抽油杆1解卡时向上的提升拉力，提高了抽油杆1解卡时的便捷性能和解卡效率。
29.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
30.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。