CN104453762A - 一种泄压式深水套管内切割装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种泄压式深水套管内切割装置，属石油、天然气井下套管内部切割工具技术领域。它由上部短接、阀芯、推杆、复位弹簧、割刀和外壳本体等构成，外壳本体通过螺纹连接有一上部短接；外壳本体内装有推杆，推杆与上部短接的端部之间装有阀芯和节流喷嘴，推杆上套装有复位弹簧，外壳本体的左端上制作有溢流口。本发明在套管被割断后即能产生较大的压降信号，很容易判断套管是否被割断，操作过程简单方便。从根本上解决了现有深水套管切割作业中，无法判断套管是否被割断的难题。本发明无需投球操作，适用于油水井大修施工取换套管作业，可广泛用于石油、天然气开采油井大修作业及油气井完井作业中。
Description
技术领域
本发明涉及一种泄压式深水套管内切割装置，属石油、天然气井下套管内部切割工具技术领域。
背景技术
自海洋油气开发近50年以来，全球各大石油公司在各大海域建立的石油生产设施大约有7500座，分布在全球50多个国家和地区。海洋石油平台的设计寿命均在20年左右，按照各国和国际的法律规定，当海洋平台的寿命到达设计的使用期限后，如果没有其他用途，均需被废弃拆除。自上世纪80年代拆除第一座海洋石油平台到2012年以来，平台拆除的数目约为2000多座。我国海洋石油开发的时间大概约为50年，分布在渤海、黄海、东海和南海，有部分平台已达到使用寿命，按照我国海洋石油开发的相关条例，均需要将它们拆除。而且在若干年后，我国将会有更多的海洋石油平台将会被拆除。
对于永久弃井作业，其中最关键的环节就是套管切割。目前深水套管切割技术主要包括聚能切割、 化学切割、 金刚石切割绳技术、 磨料水射流技术、电弧切割和机械切割。这些技术虽能完成套管切割，但是其成本高、容易造成环境污染，以及操作复杂，可靠性差。目前，深海平台弃井作业中，机械水力切割因其经济、快速、安全的特点而被普遍采纳。然而，随着作业水深的增加，针对如何判断套管是否被切断成为弃井作业的难题。在浅水区域，可由扭矩突然降低来判断套管被切断；然而在深水作业时，即使套管被切断，扭矩也不会突然降低，导致无法判断套管是否被切断，给平台拆除作业带来很多不确定因素，因而必须要对切割工具进行结构改进。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种泄压式深水套管内切割装置，该装置在套管被割断后即能产生较大的压降信号，从根本上解决深水套管切割作业中，判断套管是否被割断的难题，同时，通过更换节流喷嘴和割刀，即能适用于其他尺寸的套管切割，从而节约作业成本和时间。
本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的
该泄压式深水套管内切割装置由上部短接、节流喷嘴、阀芯、推杆、复位弹簧、割刀和外壳本体构成；其特征在于：外壳本体的一端通过螺纹连接有一上部短接；外壳本体内装有推杆，推杆与外壳本体通过花键连接；推杆与上部短接的端部之间装有阀芯，阀芯内装有节流喷嘴，推杆上套装有复位弹簧；外壳本体的左端上制作有溢流口，外壳本体的右端上通过销轴活动安装有3个割刀，割刀在外壳本体的圆周上均布，割刀与推杆的端部采用曲面接触。
切割套管时，钻井液通过节流喷嘴产生压降，使阀芯及推杆下移，推杆推动割刀绕销轴转动伸出外壳本体并开始切割套管作业；当套管被完全割断后，溢流口打开，泵压急剧下降，表示套管被割断；然后减小泵冲，复位弹簧推动阀芯及推杆上移，将溢流口关闭，割刀收回外壳本体内。
所述的节流喷嘴能根据需要更换不同尺寸的节流喷嘴。
所述的割刀能根据需要更换不同尺寸的割刀。
本发明与现有技术相比的有益效果在于
1、具有可在任意井深位置切割套管的功能。
2、在套管切割过程中，地面可以通过明显的压降信号来判断套管被割断。
3、无需采用投球操作，作业简单，切割效率高。
4、可以很方便的更换不同尺寸的喷嘴及割刀，以便适用于不同尺寸的套管切割作业，提高作业效率，节约作业成本。
5、推杆与外壳本体采用花键连接，起导向作用，提高了推杆的稳定性。
6、割刀本体与推杆采用特殊圆弧曲面接触，增加了推杆的移动距离，同时增加了内切割装置的可靠性。
附图说明
附图为一种泄压式深水套管内切割装置结构示意图。
图中：1、上部短接，2、节流喷嘴，3、阀芯，4、推杆，5、复位弹簧，6、割刀，7、外壳本体，8、销轴，9、花键，10、溢流口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式进行详细描述：
该泄压式深水套管内切割装置由上部短接1、节流喷嘴2、阀芯3、推杆4、复位弹簧5、割刀6和外壳本体7构成；其特征在于：外壳本体7的一端通过螺纹连接有一上部短接1；外壳本体7内装有推杆4，推杆4与外壳本体7通过花键9连接；推杆4与上部短接1的端部之间装有阀芯3，阀芯3内装有节流喷嘴2，推杆4上套装有复位弹簧5；外壳本体7的左端上制作有溢流口10，外壳本体7的右端上通过销轴8活动安装有3个割刀6，割刀6在外壳本体7的圆周上均布，割刀6与推杆4的端部采用曲面接触。所述的节流喷嘴2能根据需要更换不同尺寸的节流喷嘴2。所述的割刀6能根据需要更换不同尺寸的割刀6。
该泄压式深水套管内切割装置的工作过程如下：
在切割套管时，钻井液通过节流喷嘴2产生压降，使阀芯3及推杆4下移，推杆4推动割刀6绕销轴8转动，割刀6伸出外壳本体7并开始切割套管作业，随着切割的不断进行，割刀6不断张开，由于割刀6与推杆4采用特殊曲面接触，割刀6张开较小的角度，阀芯3及推杆4即能移动较大的距离，当套管被完全割断后，被关闭的溢流口10打开，泵压急剧下降，表示套管被割断。然后减小泵冲，在复位弹簧5的作用下，阀芯3及推杆4上移，溢流口10关闭，割刀6收回外壳本体7内。切割其他尺寸套管时，在该泄压式深水套管内切割装置下放之前，先在地面上更换其他孔径的节流喷嘴2和其他尺寸的割刀6，然后下放井下即可进行其他尺寸套管的切割作业。
以上所述只是本发明的较佳实施例而已，上述举例说明不对本发明的实质内容作任何形式上的限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了本说明书后依据本发明的技术实质对以上具体实施方式所作的任何简单修改或变形，以及可能利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，均仍属于本发明技术方案的范围内，而不背离本发明的实质和范围。
Claims (2)
1.一种泄压式深水套管内切割装置，它由上部短接（1）、节流喷嘴（2）、阀芯（3）、推杆（4）、复位弹簧（5）、割刀（6）和外壳本体（7）构成；其特征在于：外壳本体（7）的一端通过螺纹连接有一上部短接（1）；外壳本体（7）内装有推杆（4），推杆（4）与外壳本体（7）通过花键（9）连接；推杆（4）与上部短接（1）的端部之间装有阀芯（3），阀芯（3）内装有节流喷嘴（2），推杆（4）上套装有复位弹簧（5）；外壳本体（7）的左端上制作有溢流口（10），外壳本体（7）的右端上通过销轴（8）活动安装有有3个割刀（6），割刀（6）在外壳本体（7）的圆周上均布，割刀（6）与推杆（4）的端部采用曲面接触；
切割套管时，钻井液通过节流喷嘴（2）产生压降，使阀芯（3）及推杆（4）下移，推杆（4）推动割刀（6）绕销轴（8）转动伸出外壳本体（7）并开始切割套管作业；当套管被完全割断后，溢流口（10）打开，泵压急剧下降，表示套管被割断；然后减小泵冲，复位弹簧（5）推动阀芯（3）及推杆（4）上移，将溢流口（10）关闭，割刀（6）收回外壳本体（7）内。
2.根据权利要求1所述的一种泄压式深水套管内切割装置，其特征在于：所述的节流喷嘴（2）能根据需要更换不同尺寸的节流喷嘴（2）；所述的割刀（6）能根据需要更换不同尺寸的割刀（6）。
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