CN107288566A - 一次完成多层切割的泄压式水力割刀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种一次完成多层切割的泄压式水力割刀，属于水下井口弃井工具技术领域，其技术方案是：上接头与割刀本体通过螺纹连接；上中心体与限位块通过螺纹连接，与刀体之间通过间隙配合放置在刀体内；活塞为十字型，与上中心体之间通过特制的接头接触，接头通过螺纹连接在活塞上，密封胶体通过弹簧挡圈固定在活塞上；弹簧放置于活塞与割刀体之间的腔体内；刀片通过销轴与割刀本体连接；下中心体通过螺纹连接固定在螺纹套筒上，再通过螺纹套筒放置在刀体内，通过限位螺钉固定。本发明可完成对9‑5/8″至13‑3/8″套管的高效切割，节省弃井作业时间，从而达到节约成本的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种一次完成切割多层不同直径套管的泄压式水力割刀，可用于油气勘探开采过程中的不同规格套管切割以及后期的弃井作业。
背景技术
随着海洋石油开采逐步向深海发展，原有的弃井作业切割技术，已经不能适应当前的深海作业条件。对于弃井作业高达数百万美元的成本，打捞回收的作业费用是该行业的主要成本。
套管切割是弃井作业中的重要工序，对于永久弃井作业，其中最关键的环节就是切割套管。套管切割作业首先切割回收的是9-5/8″和13-3/8″套管，属小直径薄壁管，单层切割回收，套管的切割质量将会决定之后的打捞回收等一系列的操作。
现有的机械切割技术无法满足深海复杂的水下情况，缺乏对切割完成的准确判断、容易导致切割事故，切割效率也较为低下。为了实现高效、迅速、优质、环保的完成套管切割，并且达到工具结构简单，操作方便，作业安全、能适应多种井况和不同井口大小的目标，设计了一次完成多层切割的泄压式水力割刀。
发明内容
本发明的目的在于：克服现有机械切割套管技术中剧烈振动、偏心的问题，以结构简单，操作方便，作业安全、能适应多种井况和不同井口大小为目标，实现弃井作业的高效进行、套管的多层一次性切割，从而达到节约弃井作业成本的目的。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是新型水力割刀主要由上接头、喷嘴、上中心体、割刀本体、活塞、弹簧、刀片、下中心体、密封胶体、限位螺钉、弹性挡圈、螺纹套筒等机构组成。上接头与割刀本体通过螺纹连接；上中心体限位机构主要由喷嘴、上中心体、限位块组成，上中心体与限位块通过螺纹连接，连接的具体位置取决于所需切割套管的尺寸，限位块与刀体之间通过间隙配合放置在刀体内，喷嘴的外缘和通道内缘之间设有O型圈，限位块设有4个均与分布的通孔；活塞为十字型，与上中心体之间通过特制的接头接触，接头通过螺纹连接在活塞上，密封胶体通过弹簧挡圈固定在活塞上；弹簧放置于活塞与割刀体之间的腔体内；刀片通过销轴与割刀本体连接；下中心体通过螺纹连接固定在螺纹套筒上，再通过螺纹套筒放置在刀体内，通过限位螺钉固定，下中心体主要起到支撑刀具以及停止活塞行程的作用。
本发明与现有技术比较，其有益效果是：（1）与目前常用割刀结构相比该割刀结构简单，易损件少，刀片张开角度更大，能适应更广的切割范围和复杂的作业情况；（2）有割刀限位装置，当导管被割断，活塞的继续下行带来急速泄压，少，让操作者可以及时判断导管已是否被割断，可避免因数据变化不明显，重复切割而耗费不必要的工时；（3）刀片采用了双刃带排屑槽的凹形结构，提高了切割效率且有利于刀片的顺利回收；（4）可以控制活塞的运动行程以及切割时刀片张开角度的大小等切割参数。
附图说明
图1为本发明所述的一次完成多层切割的泄压式水力割刀的结构示意图。
图中：1-上接头、2-喷嘴、3-O型密封圈、4-上中心体、5-限位块、6-接触头、7-活塞、8-弹簧、9-刀片、10-销轴、11-下中心体、12-割刀本体、13-限位螺钉、14-弹性挡圈、15-密封胶体、16-螺纹套筒。
图2为本发明所述的一次完成多层切割的泄压式水力割刀的切割状态示意图。
图中：1-上接头、2-喷嘴、3-O型密封圈、4-上中心体、5-限位块、6-接触头、7-活塞、8-弹簧、9-刀片、10-销轴、11-下中心体、12-割刀本体、13-限位螺钉、14-弹性挡圈、15-密封胶体、16-螺纹套筒。
图3为本发明图1中A-A面的截面图。
图4为本发明图1中B-B面的截面图。
具体实施方式
根据附图所示，.一次完成多层切割的泄压式水力割刀，主要由上接头、喷嘴、O型密封圈、上中心体、限位块、接触头、活塞、弹簧、密封胶体、弹性挡圈、刀片、销轴、下中心体、螺纹套筒、限位螺钉、割刀本体组成，其特征在于该工具整体由上接头1与割刀本体12通过螺纹连接组成，内部由上中心体4、限位块5、活塞7、刀片9、下中心体11构成；上中心体4与限位块5通过螺纹连接，限位块设有均匀分布的4个通孔，限位块5通过间隙配合放置在割刀本体12内；活塞7为十字型，活塞7上端与上中心体4之间通过特制的接触头6接触，活塞7下端始终于刀片9接触，弹簧8放置于活塞7与割刀体12之间的腔体内，活塞7通过间隙配合置于割刀本体12内；刀片9通过销轴10与割刀本体12连接，4个刀片周向均布；下中心体11通过螺纹连接固定在螺纹套筒16上，再通过螺纹套筒16放置在割刀本体12内，通过限位螺钉固定13，下中心体11主要起到支撑刀片9以及停止活塞7行程的作用；
当水力割刀下放到指定位置后，通入钻井液，刚开始时，一部分钻井液从接杆流道经喷嘴、上中心体、活塞的流道向下流动，另一部分钻井液流经限位块上的 4 个通孔， 当上中心体与活塞的空腔充满钻井液后，所有钻井液经喷嘴上的小孔向下流去。由于喷嘴的节流作用，钻井液在喷嘴处产生压耗，且上中心体较长，钻井液在流经上中心体时会产生沿程损失压耗，由这两部分压耗产生的液体压力推动上中心体与活塞下行，活塞下端面推动刀片端部下行， 由于刀片与水力割刀壳体之间通过销轴连接，则刀片张开，周向切割套管。切割完成时，上中心体与限位块因为限位无法继续下行，而活塞继续向下移动，此时上中心体与活塞间的作用力为零，导致上中心体下端面与活塞接头分离开。钻井液只在活塞处产生压降，此时产生的压降明显低于水力割刀正常作业中的压降，故在平台上通过压降的显著变化可以判断切割是否完成。当切割完成后，停止钻井液循环供给，活塞在弹簧作用力下复位，割刀片在自身重力作用下收回。
Claims (5)
1.一次完成多层切割的泄压式水力割刀，主要由上接头、喷嘴、O型密封圈、上中心体、限位块、接触头、活塞、弹簧、密封胶体、弹性挡圈、刀片、销轴、下中心体、螺纹套筒、限位螺钉、割刀本体组成，其特征在于该工具整体由上接头（1）与割刀本体（12）通过螺纹连接组成，内部由上中心体（4）、限位块（5）、活塞（7）、刀片（9）、下中心体（11）构成；上中心体（4）与限位块（5）通过螺纹连接，限位块（5）通过间隙配合放置在割刀本体（12）内；活塞（7）为十字型，活塞（7）上端与上中心体（4）之间通过特制的接触头（6）接触，活塞（7）下端始终于刀片（9）接触，弹簧（8）放置于活塞（7）与割刀体（12）之间的腔体内，活塞（7）通过间隙配合置于割刀本体（12）内，；刀片（9）通过销轴（10）与割刀本体（12）连接，4个刀片周向均布；下中心体（11）通过螺纹连接固定在螺纹套筒（16）上，再通过螺纹套筒（16）放置在割刀本体（12）内，通过限位螺钉固定（13），下中心体（11）主要起到支撑刀片（9）以及停止活塞（7）行程的作用。
2.根据权利要求1所述的一次完成多层切割的泄压式水力割刀，其特征在于上中心体（4）和限位块（5）、下中心体（11）和螺纹套筒（16）之间都采用螺纹连接，上中心体和下中心的位置都通过螺纹实现调节。
3.根据权利要求1所述的一次完成多层切割的泄压式水力割刀，其特征在于限位块（5）与上中心体（4）之间构成整体运动，限位块（5）受到割刀本体（12）上的限位台阶的限位。
4.根据权利要求1所述的一次完成多层切割的泄压式水力割刀，其特征在于活塞（7）与上中心体（4）之间通过接触头（6）接触，接触头（6）为凹陷状，上中心体（4）下端为凸出状，接触头（6）通过螺纹连接在活塞（7）顶端。
5.根据权利要求1所述的一次完成多层切割的泄压式水力割刀，其特征在于密封胶体（15）设计为盘状，并通过弹簧挡圈（14）固定在活塞上。
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