CN109138891A - 连续油管外割捞一体装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了连续油管外割捞一体装置，包括筒体，筒体内侧依次设有夹持机构、助推机构和切割机构，夹持机构包括滑块卡瓦和梯形锥度槽；助推机构包括液压助推活塞、梯形槽以及限位凹槽，梯形槽位置与所述梯形锥度槽对应，限位凹槽对液压助推活塞上下移动的行程进行限位，液压助推活塞与限位凹槽之间设有活塞复位结构；切割机构包括设置在筒体周向上的多个刀片室，刀片室内通过销轴安装有刀片，刀片室内还设有刀片复位结构；液压助推活塞朝向刀片的一端设有导向内锥面。本发明通过上提下放操作配合液压泵完成了切割和打捞，实现了从连续油管外侧进行切割和打捞一体化，加快了被卡油管的处理进度，降低了油气井报废的风险，结构简单，控制可靠。

Description

连续油管外割捞一体装置

技术领域

本发明属于打捞工具技术领域，具体涉及一种连续油管外割捞一体装置。

背景技术

在试油修井作业过程中，为加快完井作业速度，缩短完井作业时间，通常采用连续油管一次性完成通井、刮管、清洗管壁等作业。由于井下复杂或其他原因，一旦造成连续油管被卡，由于连续油管管无法转动，且其内径小又不能采取爆炸切割、内部切割等方法进行解除，只有通过大力上下活动解卡。但由于应力集中于井口或工具抓捞部位，可能造成连续油管从井口、工具抓捞位置下方断裂，打捞进展缓慢甚至导致油气井报废。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种能够将连续油管分段切割并一次性捞出上部管柱、通过上提下放操作配合液压泵完成切割和打捞、实现从连续油管外侧进行切割和打捞一体化、加快被卡连续油管的处理进度、降低油气井因连续油管打捞困难而报废的风险、结构简单、控制可靠的连续油管外割捞一体装置。

连续油管外割捞一体装置，包括用于供所述连续油管通过的筒体，所述筒体内侧从上到下依次设有夹持机构、助推机构和切割机构，所述夹持机构包括多个滑块卡瓦和与所述滑块卡瓦相配合的设置在所述筒体内侧的上宽下窄的梯形锥度槽，所述滑块卡瓦能够在所述梯形锥度槽内上下滑动；所述助推机构包括液压助推活塞以及设置在所述筒体内侧壁的与所述液压助推活塞配合的梯形槽以及限位凹槽，所述梯形槽位置与所述梯形锥度槽对应且能够引导所述液压助推活塞上下移动，所述限位凹槽对所述液压助推活塞上下移动的行程进行限位，所述液压助推活塞与所述限位凹槽之间设有活塞复位结构，所述活塞复位结构在初始状态下使所述液压助推活塞停留在所述限位凹槽的上侧壁位置且将所述滑块卡瓦顶到不能进行夹持的位置；所述切割机构包括均匀设置在所述筒体周向上的多个刀片室，所述刀片室内通过销轴安装有刀头朝上的可向内旋转的刀片，所述刀片室内还设有刀片复位结构，所述刀片复位结构在初始状态下使所述刀片停留在朝向所述液压助推活塞且不能进行切割的位置；所述液压助推活塞朝向刀片的一端设有上窄下宽的导向内锥面，所述导向内锥面在液压助推活塞向下运动时推动刀片向内旋转。

进一步地，所述活塞复位结构是活塞复位弹簧，所述液压助推活塞在靠近所述限位凹槽上侧壁的位置设有沿径向向外的凸起部，所述液压助推活塞在所述凸起部以下的部分与所述限位凹槽内侧壁之间形成容置腔；所述活塞复位弹簧设置在液压助推活塞和限位凹槽内侧壁之间的容置腔内，所述活塞复位弹簧一端连接在所述液压助推活塞凸起部的下方，另一端连接在所述限位凹槽的下侧壁。

进一步地，所述刀片复位机构是刀片复位弹簧。

进一步地，所述筒体分为打捞筒体和切割筒体两部分，所述打捞筒体通过连接扣与切割筒体连接；所述夹持机构设置在打捞筒体上，所述切割机构设置在切割筒体上。

进一步地，所述多个滑块卡瓦沿圆周方向上均匀分布，所述滑块卡瓦朝向筒体轴心的一侧上设有纵剖面为锯齿状的夹持部。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明通过采用液压助推活塞与卡瓦和刀片相配合，利用液压助推活塞的运动来控制夹持和切割操作，实现了从连续油管外侧进行切割和打捞一体化，可通过对管柱的上提下放等简单操作配合液压泵的控制就能连续完成切割和打捞。本装置结构简单可靠，容易对工作过程进行控制；

2、本发明在滑块卡瓦内侧设置锯齿状的夹持部，可增大卡瓦咬合能力并防滑，有效提高夹持部的夹持能力，避免夹持上提油管时发生松动或滑脱；

3、将筒体分为打捞筒体和切割筒体两部分，不但可以更方便地安装筒体，还方便对磨损的刀片等部件进行更换，节省人力和物力，减少浪费；

4、在滑块卡瓦内侧设置锯齿状的夹持部，可以增大卡瓦咬合的摩擦力并有效防滑，显著提高夹持部的夹持能力，避免夹持上提油管时发生松动或滑脱等意外情况。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明打捞筒体的俯视剖面视图；

图3为本发明A-A剖面视图；

图4为本发明液压助推活塞的剖面视图。

其中，1筒体，2滑块卡瓦，3梯形锥度槽，4液压助推活塞，5梯形槽，6限位凹槽，7活塞复位结构，8刀片室，9销轴，10刀片，11刀片复位结构，12导向内锥面，13打捞筒体，14切割筒体，15连接扣，16刀片室封盖，17固定螺栓，18凸起部。

具体实施方式

为了使发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。在本发明的描述中，需要注意的是，所述“上”、“下”等指示的方位或位置关系是将连续油管外割捞一体装置以卡瓦在上刀片在下的竖直摆放时的方位或位置关系，仅仅是为了方便本发明进行描述，而并非暗示所述装置和元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，并不能理解为对本发明的限制。除非另有说明，“多个”的意思是两个或两个以上。

如图1～4所示，连续油管外割捞一体装置，包括用于供所述连续油管通过的筒体1，所述筒体1内侧从上到下依次设有夹持机构、助推机构和切割机构，所述夹持机构包括多个滑块卡瓦2和与所述滑块卡瓦2相配合的设置在所述筒体1内侧的上宽下窄的梯形锥度槽3，所述滑块卡瓦2能够在所述梯形锥度槽3内上下滑动；所述助推机构包括液压助推活塞4以及设置在所述筒体1内侧壁的与所述液压助推活塞4配合的梯形槽5以及限位凹槽6，所述梯形槽5位置与所述梯形锥度槽3对应且能够引导所述液压助推活塞4上下移动，所述限位凹槽6对所述液压助推活塞4上下移动的行程进行限位，所述液压助推活塞4与所述限位凹槽6之间设有活塞复位结构7，所述活塞复位结构7在初始状态下使所述液压助推活塞4停留在所述限位凹槽6的上侧壁位置且将所述滑块卡瓦2顶到不能进行夹持的位置；所述切割机构包括均匀设置在所述筒体1周向上的多个刀片室8，所述刀片室8内通过销轴9安装有刀头朝上的可向内旋转的刀片10，所述刀片室8内还设有刀片复位结构11，所述刀片复位结构11在初始状态下使所述刀片10停留在朝向所述液压助推活塞4且不能进行切割的位置；所述液压助推活塞4朝向刀片10的一端设有上窄下宽的导向内锥面12，所述导向内锥面12在液压助推活塞4向下运动时推动刀片10向内旋转；所述刀片室8外侧设有刀片室封盖16，所述刀片室封盖16通过固定螺栓17安装在所述筒体1上。所述液压助推活塞4在初始状态下将所述滑块卡瓦2限位在不能夹住所述连续油管的位置，在刀片10切割所述连续油管时所述滑块卡瓦2下滑至能够夹住所述连续油管的位置。

所述滑块卡瓦在梯形锥度槽内上下滑动过程中，其与筒体轴心线的距离也发生变化，越往上滑则距离越远，越往下滑则距离越近；由于重力的影响，滑块卡瓦可以在向上提拉时在梯形锥度槽的压迫下向内收缩夹紧油管。所述初始状态是指在未开始切割和打捞时所述夹持机构、助推机构和切割机构的状态，即没有进行上提操作时的状态，此时可让连续油管通过。本装置在使用时，先选择合适通径的管柱连接本装置，穿心下钻至预定切割位置，记录好悬重、上提和下放摩阻、空转扭矩、方入并记录相关数据。刚开始时缓慢小排量开启液压泵转动转盘开始切割，注意转盘扭矩变化，将转盘转速控制在20～40r/min，切割正常时调整并保持预定排量循环切割，切割一定时间后可适当增加排量以增加液压助推活塞的推力，直至将连续油管切断为止，在切割作业后期连续油管即将被割穿时为防止扭矩过大损坏切割管柱，可适当降低循环排量减小活塞助推力进行切割；当连续油管被割断时转盘扭矩下降到接近空转扭矩值，此时可继续循环满足井控需要后起钻，起钻至被切割连续油管顶时，可采用一次性抽出连续油管或边起边切的方法进行处理。当连续油管未能割断，且适当增加上提拉力不能拉断时，停泵下压切割管柱使合金刀片、滑块卡瓦松开咬合，刀片及卡瓦在复位弹簧作用下复位并保持松开状态，此时可缓慢上提切割管柱出连续油管顶，然后正常起钻完更换合金刀片并检查卡瓦和复位弹簧，再次进行切割打捞。切割管柱未起出连续油管顶以前，须严格控制起升速度以防卡瓦意外座卡造成管柱或装置损坏带来井下复杂的问题。

本发明通过采用液压助推活塞与卡瓦和刀片相配合，实现了从连续油管外侧进行切割和打捞一体化，可通过对管柱的上提下放等简单操作配合液压泵的控制就能连续完成切割和打捞。本装置结构简单可靠，容易对工作过程进行控制。

作为优化的方案，所述活塞复位结构7可以是活塞复位弹簧，所述液压助推活塞4在靠近所述限位凹槽6上侧壁的位置设有沿径向向外的凸起部18，所述液压助推活塞4在所述凸起部18以下的部分与所述限位凹槽6内侧壁之间形成容置腔；所述活塞复位弹簧设置在液压助推活塞4和限位凹槽6内侧壁之间的容置腔内，所述活塞复位弹簧一端连接在所述液压助推活塞4凸起部18的下方，另一端连接在所述限位凹槽6的下侧壁。活塞复位弹簧在在筒体向上提拉时被所述液压助推活塞挤压；在未工作时或筒体向下移动时将所述液压助推活塞顶在上侧壁位置，此时筒体中部的空腔可容连续油管通过。

作为优化的方案，所述刀片复位结构11可以是刀片复位弹簧。所述刀片复位弹簧可以设置在靠近销轴内侧的位置并顶住销轴，在刀片带动销轴发生向内转动的时候挤压刀片复位弹簧，刀片复位弹簧在没有外力作用的时候将所述刀片复位至指向筒体上方以使刀片不能对连续油管进行切割操作。

作为优化的方案，所述筒体分为打捞筒体13和切割筒体14两部分，所述打捞筒体13通过连接扣15与切割筒体14连接。所述夹持机构设置在打捞筒体13上，所述切割机构设置在切割筒体14上。本发明将筒体分为打捞筒体和切割筒体两部分，不但可以更方便地安装筒体，还方便对磨损的刀片等部件进行更换，节省人力和物力，减少浪费。

作为优化的方案，所述多个滑块卡瓦2沿圆周方向上均匀分布，所述滑块卡瓦2朝向筒体轴心的一侧上设有纵剖面为锯齿状的夹持部。特别地，所述滑块卡瓦2可以是2～8个，优选为3个。这样可以增大卡瓦咬合的摩擦力并防滑，有效提高夹持部的夹持能力，避免夹持上提油管时发生松动或滑脱等意外情况。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本发明原理的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理的前提下进行的若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.连续油管外割捞一体装置，其特征在于：包括用于供所述连续油管通过的筒体，所述筒体内侧从上到下依次设有夹持机构、助推机构和切割机构，所述夹持机构包括多个滑块卡瓦和与所述滑块卡瓦相配合的设置在所述筒体内侧的上宽下窄的梯形锥度槽，所述滑块卡瓦能够在所述梯形锥度槽内上下滑动；所述助推机构包括液压助推活塞以及设置在所述筒体内侧壁的与所述液压助推活塞配合的梯形槽以及限位凹槽，所述梯形槽位置与所述梯形锥度槽对应且能够引导所述液压助推活塞上下移动，所述限位凹槽对所述液压助推活塞上下移动的行程进行限位，所述液压助推活塞与所述限位凹槽之间设有活塞复位结构，所述活塞复位结构在初始状态下使所述液压助推活塞停留在所述限位凹槽的上侧壁位置且将所述滑块卡瓦顶到不能进行夹持的位置；所述切割机构包括均匀设置在所述筒体周向上的多个刀片室，所述刀片室内通过销轴安装有刀头朝上的可向内旋转的刀片，所述刀片室内还设有刀片复位结构，所述刀片复位结构在初始状态下使所述刀片停留在朝向所述液压助推活塞且不能进行切割的位置；所述液压助推活塞朝向刀片的一端设有上窄下宽的导向内锥面，所述导向内锥面在液压助推活塞向下运动时推动刀片向内旋转。

2.根据权利要求1所述的连续油管外割捞一体装置，其特征在于：所述活塞复位结构是活塞复位弹簧，所述液压助推活塞在靠近所述限位凹槽上侧壁的位置设有沿径向向外的凸起部，所述液压助推活塞在所述凸起部以下的部分与所述限位凹槽内侧壁之间形成容置腔；所述活塞复位弹簧设置在液压助推活塞和限位凹槽内侧壁之间的容置腔内，所述活塞复位弹簧一端连接在所述液压助推活塞凸起部的下方，另一端连接在所述限位凹槽的下侧壁。

3.根据权利要求1所述的连续油管外割捞一体装置，其特征在于：所述刀片复位机构是刀片复位弹簧。

4.根据权利要求1所述的连续油管外割捞一体装置，其特征在于：所述筒体分为打捞筒体和切割筒体两部分，所述打捞筒体通过连接扣与切割筒体连接；所述夹持机构设置在打捞筒体上，所述切割机构设置在切割筒体上。

5.根据权利要求1所述的连续油管外割捞一体装置，其特征在于：所述多个滑块卡瓦沿圆周方向上均匀分布，所述滑块卡瓦朝向筒体轴心的一侧上设有纵剖面为锯齿状的夹持部。