CN104712276A - 一种用于深海切割套管的水力式内割刀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于深海切割套管的水力式内割刀，属石油、天然气套管修复工具技术领域。它由壳体、切刀组件、活塞总成等构成，其特点是：壳体两端分别安装有活塞总成、下接头，壳体中部安装有切刀组件；壳体外安装有扶正器；活塞总成中间、下接头中间均开制有流道；刀体的锋刃上嵌制有硬质合金，刀体末端两侧通过销轴安装有片弹簧；阀盘中心开制有中心孔，其周向制作有小孔；活塞与阀盘通过缸套定位连接，活塞与壳体间安装有弹簧。刀体硬度高，使用寿命长；刀体收回自如，确保刀体居中作业，结构简单，操作方便，切割效率大大提高；解决了现有刀体收回壳体中困难，刀体硬度较差，使用寿命短，且结构及操作复杂，极易发生切割事故的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于深海切割套管的水力式内割刀，属石油、天然气套管修复工具技术领域。
背景技术
针对一些已经没有了开采价值的海上油气井，为了减少或消除其对海洋环境的污染，需要封闭这些已经没有经济价值的油气井，然后再逐步完成弃井作业，完成弃井作业的最后一道工序是回收套管。现有技术中针对深海水下的切割技术主要为热切割和冷切割两种方式，热切割和冷切割各自也包含很多切割方法，然而根据国家海洋局的有关法律及其需要考虑的成本、技术、安全性、可靠性等问题，可供选择的切割技术并不是很多。
为了安全、高效、优质、环保的完成深水套管切割，机械水力式割刀切割套管以其安全、稳定、经济的特点而被广泛的应用。但此类水力式内割刀的刀片机械强度较差，使用寿命短；且切割后刀体收回套内困难；另外，工具结构及操作复杂，极易导致切割事故，严重影响切割效率。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种增加刀体硬度，使用寿命长；刀体收回、放开自如，保证刀体始终居中作业，结构简单，操作方便、安全，切割效率大大提高；以解决现有刀体收回壳体中困难，刀体硬度较差，导致使用寿命短，且结构及操作复杂，极易发生切割事故，严重影响切割效率问题的用于深海切割套管的水力式内割刀。
本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：
该用于深海切割套管的水力式内割刀由缸套、壳体、扶正器、下接头、限位块、片弹簧、压紧块、切刀组件、活塞总成构成，其特征在于：壳体一端安装有活塞总成，壳体另一端安装有下接头，壳体中部安装有切刀组件；壳体外安装有扶正器；扶正器由沿壳体圆周方向均布安装的六个扶正块组成；活塞总成中间、下接头中间均开制有流道。
所述的活塞总成由活塞、弹簧、中心体、阀盘组成；活塞总成的活塞末端与中心体、阀盘与中心体均通过焊接连接；活塞与阀盘通过缸套定位紧固连接，活塞与壳体间安装有弹簧。
所述的缸套由大小相等的三片弧形瓣组成。
所述的阀盘中心开制有中心孔，中心孔周围均布制作有至少五个小孔。
所述的切刀组件由刀体、刀架、销轴组成，切刀组件的三个刀架沿壳体内壁的周向相互间隔120°安装，刀体通过螺栓安装在刀架上，刀体末端两侧通过销轴安装有片弹簧，刀体末端前方的壳体上安装有限位块，限位块与壳体之间的结合面上安装有压紧块。
所述的刀体的锋刃上镶嵌有硬质合金。
所述的下接头通过螺纹装接在壳体上，下接头中间开制有流道，下接头一端制作有锥螺纹。
本发明与现有技术相比的有益效果在于：
该用于深海切割套管的水力式内割刀由于刀体上镶嵌有硬质合金，有效提高刀体硬度，大大增强切削性能，延长了刀体的使用寿命。增设片弹簧，保证刀体收入壳体顺畅自如。开泵钻具转速较小时，扶正器可使刀体始终居中稳妥牢靠地作业。整体结构简单，操作方便、安全，切割效率大大提高；完善地解决了现有刀体收回壳体中困难，刀体硬度较差，导致使用寿命短，且结构及操作复杂，极易发生切割事故，严重影响切割效率的问题。本发明能准确、利落、安全地完成深海套管的切割。
附图说明
附图1为一种用于深海切割套管的水力式内割刀的整体结构示意图；
附图2为阀盘的端面结构示意图；
附图3为片弹簧的主视结构示意图。
图中：1、缸套，2、活塞，3、壳体，4、刀体，5、限位块，6、扶正器，7、下接头，8、中心体，9、弹簧，10、刀架，11、销轴，12、片弹簧，13、压紧块，14、阀盘，15、中心孔，16、小孔。
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：
该用于深海切割套管的水力式内割刀由缸套1、壳体3、限位块5、扶正器6、下接头7、片弹簧12、压紧块13、切刀组件、活塞总成构成，壳体3一端安装有活塞总成，壳体3另一端安装有下接头7，壳体3中部安装有切刀组件；壳体3外安装有扶正器6；活塞总成中间、下接头7中间均开制有流道；活塞总成由活塞2、中心体8、弹簧9、阀盘14组成；切刀组件由刀体4、刀架10、销轴11组成；扶正器6由沿壳体3圆周方向均布安装的六个扶正块组成。
切刀组件的三个刀架10沿壳体3内壁的周向相互间隔120°均布安装，刀体4通过螺栓安装在刀架10上，刀体4的锋刃上镶嵌有硬质合金，刀体4末端两侧通过销轴11安装有片弹簧12，刀体4末端前方的壳体3上安装有限位块5，限位块5与壳体3之间的结合面上安装有压紧块13；活塞总成的活塞2末端与中心体8、阀盘14与中心体8均通过焊接连接；阀盘14中心开制有中心孔15，中心孔15的周围均布制作有至少五个小孔16；活塞2与阀盘14通过缸套1定位紧固连接，缸套1由大小相等的三片弧形瓣组成；活塞2与壳体3间安装有弹簧9；下接头7通过螺纹装接在壳体3上，下接头7中间开制有流道，下接头7一端制作有锥螺纹。（参见附图1～3）
下接头7一端制作的锥螺纹，可以装接堵头或其它井下工具。
限位块5起到限位作用，限制刀体4的最大伸出量。
刀体4两侧均装有片弹簧12，片弹簧12由压紧块13和限位块5压紧固定。
该用于深海切割套管的水力式内割刀的工作过程如下：
开泵后，钻井液由壳体3上端进入，流经壳体3上端调压孔后，通过阀盘14的中心孔15流道和周围的五个小孔16流道流出，该流体对活塞2和阀盘14同时产生压力的作用，推动活塞2、阀盘14和中心体8沿轴向向下运动压缩弹簧9，中心体8在向下运动时推出刀体4，刀体4沿销轴11转动伸出，由于限位块5的限位，刀体4的最大伸出量被限制。与此同时，刀体4伸出使片弹簧12受压，工具整体旋转开始切割作业；完成切割作业后停泵，活塞2和中心体8在弹簧9的作用下恢复到原位，此时在片弹簧12的作用下，刀体4可顺畅、迅速收回到壳体3内，然后起钻、从深海收回工具。
该用于深海切割套管的水力式内割刀的刀体4上镶嵌有硬质合金，大大改善了切削性能，提高了刀具寿命和切削效率。采用片弹簧12，保证了刀体4更加容易收拢到壳体3内。开泵初期钻具转速较小时，扶正器6能使刀体4保持居中状态。整体结构简单，使用方便，切割套管的效率高，能够好、快、安全地完成深海套管的切割。
以上所述只是该发明的具体实施方式，上述举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了本说明书后可以对上述的具体实施方式做修改或变形，而不背离本发明的实质和范围。
Claims (7)
1.一种用于深海切割套管的水力式内割刀，它由缸套（1）、壳体（3）、限位块（5）、扶正器（6）、下接头（7）、片弹簧（12）、压紧块（13）、切刀组件、活塞总成构成，其特征在于：壳体（3）一端安装有活塞总成，壳体（3）另一端安装有下接头（7），壳体（3）中部安装有切刀组件；壳体（3）外安装有扶正器（6）；扶正器（6）由沿壳体（3）圆周方向均布安装的六个扶正块组成；活塞总成中间、下接头（7）中间均开制有流道。
2.根据权利要求1所述的用于深海切割套管的水力式内割刀，其特征在于：所述的活塞总成由活塞（2）、弹簧（9）、中心体（8）、阀盘（14）组成；活塞总成的活塞（2）末端与中心体（8）、阀盘（14）与中心体（8）均通过焊接连接；活塞（2）与阀盘（14）通过缸套（1）定位紧固连接，活塞（2）与壳体（3）间安装有弹簧（9）。
3.根据权利要求1所述的用于深海切割套管的水力式内割刀，其特征在于：所述的缸套（1）由大小相等的三片弧形瓣组成。
4.根据权利要求1所述的用于深海切割套管的水力式内割刀，其特征在于：所述的阀盘（14）中心开制有中心孔（15），中心孔（15）周围均布制作有至少五个小孔（16）。
5.根据权利要求1所述的用于深海切割套管的水力式内割刀，其特征在于：所述的切刀组件由刀体（4）、刀架（10）、销轴（11）组成；切刀组件的三个刀架（10）沿壳体（3）内壁的周向相互间隔120°安装，刀体（4）通过螺栓安装在刀架（10）上，刀体（4）末端两侧通过销轴（11）安装有片弹簧（12），刀体（4）末端前方的壳体（3）上安装有限位块（5），限位块（5）与壳体3之间的结合面上安装有压紧块（13）。
6.根据权利要求1所述的用于深海切割套管的水力式内割刀，其特征在于：所述的刀体（4）的锋刃上镶嵌有硬质合金。
7.根据权利要求1所述的用于深海切割套管的水力式内割刀，其特征在于：所述的下接头（7）通过螺纹装接在壳体（3）上，下接头（7）中间开制有流道，下接头（7）一端制作有锥螺纹。
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