大修井打捞工具技术-02--套管开窗铣鞋、铣锥.pdfVIP

二、套管开窗铣鞋、铣锥

套管开窗的磨铣工具主要有：起(初)始铣鞋、开窗铣鞋、铣锥、西瓜皮式铣

鞋、钻柱铣鞋、复合式铣锥和钻铰式铣锥等。这些类型的铣鞋(锥)并非每次开窗

中都需完全使用。在初期开窗中，使用铣鞋的类型和数量较多。随着工艺改进和

技术进步，铣鞋的结构有了较大改进，铣鞋用量越来越少，近几年来用一只铣鞋

就可完成开窗作业。

一、起始铣鞋

起始铣鞋是对套管进行最初铣削的铣鞋。这种铣鞋的特点是具有导向杆。

1、结构

起始铣鞋主要由接头、切削部分和导向杆等组

成。按导向杆形状，起始铣鞋有两种型式，一种是圆

柱形导向杆，一种是锥形导向杆，如图2－1所示；

图2－1a用于注水泥锚定导斜器开窗；图2－1b

用于卡瓦式锚定导斜器开窗。

2、作用

起始铣鞋的颈部设计成锥形或圆柱形，这样就能

使切削作用力加到套管上，而不是加到造斜器上。起

始铣鞋也设计成在切削几寸之后，它不去铣掉凸缘而

继续铣削套管。为了防止起始铣鞋的磨损，在本体上

镶入了碳化乌抉，导向杆的作用还能防止铣鞋滑出套

管。

二、开窗铣鞋

图2－1起始铣鞋

1、结构

开窗铣鞋主要由接头和螺旋切削两部分组成。开窗铣鞋有硬质合金式和金刚石

式两种。

开窗铣鞋设计成中心具有稍微凹进的结构，如图2－2a、2－2b、2－2c所示。

这种结构有利于骑着套管断口铣削而不易使铣鞋过早滑出套管。

2、作用

开窗铣鞋是在继起始铣鞋之后，

继续对套管开窗的磨铣工具。右螺旋

侧翼切削刃可使工具在开窗磨铣过程

中不卡套管壁，工作平稳。底部凹面

的圆窝结构有助于铣鞋找中扶正，防

止过早滑出套管。铣鞋中心隆起的作

用是当铣鞋底面中心恰好处于套管壁

的正前方时，仍具有开窗磨铣作用。

3、金刚石开窗铣鞋特点

金刚石铣鞋(如图2－2c所示)是

图2－2开窗铣鞋

一特殊的用于初始铣鞋之后进行开窗

用的金刚石铣鞋。使用金刚石铣鞋之后，可以使窗口

变得光滑。

金刚石铣鞋与碳化钨铣鞋相比，有以下优点。

(1)金刚石铣鞋所产生的铣屑物更细小，铣削时所需

转矩很小。因而允许它与西瓜皮铣鞋串联在一起使用。

(2)因为铣削物较细，所以清洗井眼时仅需较低的返

速和钻井液粘度。

(3)因为金刚石铣鞋具有较长的寿命，所以能成倍地

减少起下钻次数。

(4)金刚石铣鞋基本上是一平底金刚石钻头。它的冠

部很短。中心凸起，这样有助于铣鞋中心处的铣削。

三、复式铣锥

复式铣锥由不同的锥度组成。锥度有两级、三级和四

级。一般使用两级和四级。

1、结构

两级复式铣锥结构：主要由接头和两级螺旋切削锥体

图2－3两级复式铣锥

织成，如图2－3所示。

四级复式铣锥结构：锥体由四级不同的锥体组成。如图2－4所示。

自上而下锥度逐渐增大，锥顶角的

一半I级为0°、Ⅱ级2°、Ⅲ级

6°50′，Ⅳ级20°。

2、作用

复式铣锥是铣穿套管的主要工

具。主要工作面均焊有硬质合金块。

复式铣锥最下一级锥体叫做引

子。其作用在于引导铣锥铣进，防

止提前滑出套管。当铣进到导斜器

斜面与套管的间隙小于引子直径的

位置时，引子就不再起引导作用，

此时，即不能再用复式铣锥铣进了。

第三级锥体斜度与导斜器斜面

斜度基本相同，其作用是稳定铣锥

扩大窗口。最上级锥度为零，主要

用于修整窗口。

图2－4复式铣锥图2－5单式铣锥

复式铣锥的最大铣进长度由下式计算。



Dhd

L=

tga

式中：L——最大铣进长度，mm；

D——套管内径，mm；

δ——套管壁厚，