CN109653697A - 油管水力机械切割打捞工具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了油管水力机械切割打捞工具，包括自上而下依次连接的上扶正器、油管锚、螺杆泵、切割工具、下扶正器，所述切割工具包括缸套、壳体、复位弹簧、活塞、切割刀，所述缸套设置在壳体内部，所述活塞设置在缸套内，活塞中心开设轴向贯通孔，所述外壳开设径向窗，所述切割刀上端通过销柱铰接在径向窗上端，所述切割刀内侧面为斜面，外侧面为刀刃，所述活塞下端顶在切割刀内侧面的斜面上，切割刀能在活塞的推动下向径向窗外部旋出，所述壳体内壁开设内凸台，所述活塞外壁开设外凸台，所述内凸台和外凸台之间安装复位弹簧。该工具提高了油管切割效率和成功率，并能够一次性完成油管打捞工作，满足了老油田封井的实际要求。
Description
技术领域
本发明涉及油田绝大部分废弃井井下油管的切割和打捞工作，具体地说是油管水力机械切割打捞工具。
背景技术
胜利油田开发50余年来，部分井由于年代久远、套损、套变、水淹、落物等各方面原因不再具备工业开采价值，导致废弃井井数逐年增加。这些废弃井大多已经多年停产不用，存在较大的安全隐患；套损、套断、套窜严重，以至于发生套返问题，易造成大面积的环境污染。因此，废弃井治理是非常有必要的。
对于这些废弃井，由于井内油管的存在，因落物无法打捞达不到封井要求。井下油管所处介质环境极其复杂，地层流体所含CO2、H2S、有机酸等对油管丝扣及本体形成长期综合腐蚀，加之井温、管柱应力作用等因素，导致井下油管大面积或局部穿孔、破裂、管壁变薄等，直接上提油管或倒扣起油管很难控制油管断裂位置。因此为提高封井质量，提出先对这些油管进行切割处理后再有效封井的方法。
目前现有油管切割工具对低于70mm以下管径的切割具有一定的局限性。研究油管切割技术，实现对油管的高效切割，同时又不伤害套管。
聚能切割是目前常用油管切割技术。利用聚能喷射原理和特定的聚能喷射工具形成高速熔融的喷射物质来冲击切割管柱。其缺点是：切割弹爆破易造成同部位套管的损坏；污染环境，而且这对废弃井是个风险；成本高。为了达到切割目的，切割弹切断油管而不能损坏套管，必须准确计算装药并严格控制切割量。
近年来，油管切割方法还有3类—机械切割、射流切割及化学切割。
机械切割：机械切割是依靠转台上的转盘带动管内的机械式割刀旋转完成切割。但这种切割方法对深井油管切割不大使用。
水射流切割：在液体中加入磨料，通过高压射流的旋转达到切割管柱的目的；但这种切割的速度很难控，且成本高。
化学切割：用电流引燃炸药包，使化学药剂和催化剂混合并反应，产生具有强烈腐蚀性的液体周向喷出，达到切割管材的目的。但由于喷出的流体多为氟化物，具有强烈的毒性，且装置对密封性要求高，限制了它的使用。
为此，提出水力机械油管切割打捞工艺。工具首先通过公锥咬住井下油管，再利用流体驱动液压马达带动机械切割工具旋转，利用液压差推动刀具进给，实现对油管切割。油管切割完成后直接上提工具，起出全部油管，之后再对废弃井进行封井。
经过检索专利文献，没有发现类似本申请的现有技术。虽然申请号：201520606408.3，公开日2016-01-27公开了一种水力切割工具，包括：上接头；上端与上接头相密封连接、下端与下割刀筒体相密封连接的上割刀筒体；下割刀筒体，其下端与打捞篮组件密封相连接；可纵向移动地密封安装在上割刀筒体内的推杆，推杆的下端抵触在下割刀筒体或上割刀筒体上；刀体；打捞篮组件；和具有通孔的活页板，可纵向摆动地安装在水力切割工具的水眼内、并覆盖在水眼内部的朝上的台面上。本发明提供的水力切割工具，通过正反循环时水眼内部直径的变化(即：通过活页板来实现水眼内部直径的变化)，实现反循环时较大排量的洗井，以此来解决水眼的堵塞问题。但该技术跟本发明相比，技术方案，解决的技术问题，技术效果等均不相同，也不具有任何技术启示。
发明内容
本发明的目的在于提供油管水力机械切割打捞工具，该工具实现了油管切割打捞一体化工作，解决了传统起油管难以控制断裂位置的问题，提高了油管切割效率和成功率，并能够一次性完成油管打捞工作，满足了老油田封井的实际要求。
为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，油管水力机械切割打捞工具，包括自上而下依次连接的上扶正器、油管锚、螺杆泵、切割工具、下扶正器，所述切割工具包括缸套、壳体、复位弹簧、活塞、切割刀，所述缸套设置在壳体内部，所述活塞设置在缸套内，活塞中心开设轴向贯通孔，所述外壳开设径向窗，所述切割刀上端通过销柱铰接在径向窗上端，所述切割刀内侧面为斜面，外侧面为刀刃，所述活塞下端顶在切割刀内侧面的斜面上，切割刀能在活塞的推动下向径向窗外部旋出，所述壳体内壁开设内凸台，所述活塞外壁开设外凸台，所述内凸台和外凸台之间安装复位弹簧。
所述油管锚包括卡瓦、液缸、活塞杆、短节，所述液缸套在活塞杆外壁，液缸和活塞杆之间形成液腔，活塞杆开设径向的液孔，液孔连通液腔和活塞杆内腔，所述液缸上端设置卡瓦，所述卡瓦通过销钉暂时固定在活塞杆外壁。
所述壳体上端通过切割工具上接头连接螺杆泵，壳体下端连接下扶正器。
所述活塞杆上端通过油管锚上接头连接上扶正器，活塞杆下端通过短节连接油管锚下接头，油管锚下接头连接螺杆泵。
所述上扶正器、油管锚、螺杆泵、切割工具、下扶正器全部设置在井下油管内部。
所述上扶正器上端通过螺纹连接头连接公锥的内径口，所述公锥上端连接上部油管，公锥外锥面壁下端连接井下油管，公锥中心开设轴向贯通孔。
所述上部油管连接水龙头。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
油管水力机械切割打捞工具主要由打捞部分和切割部分两部分组成，主要驱动力为地面泥浆泵，辅助以转盘驱动，完成切割打捞工作。
油管水力机械切割打捞主要针对油管距离井口有一段距离、且有变形的情况，使用内打捞和内切割相结合的方案。根据废弃井大小选用合适的打捞工具和切割工具尺寸，通过螺纹连接头将两者连接。打捞工具通过地面转盘驱动，上端通过油管连接。到达指定工作位置时，先通过转盘驱动打捞公锥部分工作，咬住油管后再加大泥浆泵排量使切割工具工作。该装置避免了切割工作时刀具卡刀、崩刀的情况，且能够一次性完成切割和打捞工作。本方案提出了一种改进后的油管水利切割打捞一体化工具，极大提高了油管切割效率，保证了切割的安全性、环保性，满足了老油田封井的实际需求。
附图说明
图1为本发明的油管水力机械切割打捞工具结构示意图；
图2为油管锚结构示意图；
图3为切割工具结构示意图。
图中：水龙头1-1，套管1-2，上部油管1-3，公锥1-4，螺纹连接头1-5，井下油管1-6，上扶正器1-7，油管锚1-8，螺杆泵1-9，切割工具1-10，下扶正器1-11；
上接头2-1，O型圈2-2，卡瓦2-3，销钉2-4，液缸2-5，活塞杆2-6，短节2-7，下接头2-8；
上接头3-1，缸套3-2，壳体3-3，复位弹簧3-4，活塞3-5，销柱3-6，切割刀3-7。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅为参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
如附图1至图3所示，油管水力机械切割打捞工具，包括自上而下依次连接的上扶正器1-7、油管锚1-8、螺杆泵1-9、切割工具1-10、下扶正器1-11，所述切割工具包括缸套3-2、壳体3-3、复位弹簧3-4、活塞3-5、切割刀3-7，所述缸套3-2设置在壳体内部，所述活塞3-5设置在缸套内，活塞中心开设轴向贯通孔，所述外壳开设径向窗，所述切割刀3-7上端通过销柱3-6铰接在径向窗上端，所述切割刀内侧面为斜面，外侧面为刀刃，所述活塞下端顶在切割刀内侧面的斜面上，切割刀能在活塞的推动下向径向窗外部旋出，所述壳体内壁开设内凸台，所述活塞外壁开设外凸台，所述内凸台和外凸台之间安装复位弹簧3-4。所述上扶正器、油管锚、螺杆泵、切割工具、下扶正器全部设置在井下油管1-6内部。所述上扶正器上端通过螺纹连接头1-5连接公锥1-4的内径口，所述公锥上端连接上部油管1-3，公锥外锥面壁下端连接井下油管，公锥中心开设轴向贯通孔。所述上部油管连接水龙头1-1。
所述油管锚包括卡瓦2-3、液缸2-5、活塞杆2-6、短节2-7，所述液缸2-5套在活塞杆外壁，液缸和活塞杆之间形成液腔，活塞杆开设径向的液孔，液孔连通液腔和活塞杆内腔，所述液缸2-5上端设置卡瓦，所述卡瓦2-3通过销钉2-4暂时固定在活塞杆2-6 外壁。
所述壳体上端通过切割工具上接头连接螺杆泵1-9，壳体下端连接下扶正器1-11。所述活塞杆上端通过油管锚上接头连接上扶正器1-7，活塞杆下端通过短节连接油管锚下接头，油管锚下接头连接螺杆泵1-9。
工具在使用时，首先工具井眼大小选择合适的打捞工具和切割工具；工具上端接油管，下放至工作位置后开泵，低排量循环钻井液冲洗鱼顶，继续下放工具直至1-4公锥进入落鱼内。此时依靠地面转盘驱动，使1-4公锥在一定钻压下转动并造扣；
确认公锥1-4咬合住井下油管1-6后，加大泥浆泵排量，使液压增高，液体通过活塞杆2-6的小孔进入液缸2-5内，当压力达到油管锚1-8工作压力时，销钉2-4断裂，卡瓦2-3在液缸2-5的推动下沿斜面撑开，使油管锚1-8紧紧咬住油管内壁，以防止切割工作时刀具由于压力不稳造成的轴向窜动；
锚定后，继续增大泥浆泵排量，驱动螺杆泵1-9旋转；由于活塞3-5的节流效应，在其两端形成较大压差，当压差足够时，推动活塞3-5克服复位弹簧3-4的弹簧力沿轴向运动。切割刀3-7从而被推出壳体3-3，配合旋转运动形成有效切割；
切割完成后，管柱内泄压，切割刀3-7尾部凸起与活塞3-5上的滑槽配合作用使刀具在复位弹簧3-4作用下收回壳体3-3内；此时上提工具即可起出全部油管。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。
Claims (7)
1.油管水力机械切割打捞工具，其特征在于，包括自上而下依次连接的上扶正器、油管锚、螺杆泵、切割工具、下扶正器，所述切割工具包括缸套、壳体、复位弹簧、活塞、切割刀，所述缸套设置在壳体内部，所述活塞设置在缸套内，活塞中心开设轴向贯通孔，所述外壳开设径向窗，所述切割刀上端通过销柱铰接在径向窗上端，所述切割刀内侧面为斜面，外侧面为刀刃，所述活塞下端顶在切割刀内侧面的斜面上，切割刀能在活塞的推动下向径向窗外部旋出，所述壳体内壁开设内凸台，所述活塞外壁开设外凸台，所述内凸台和外凸台之间安装复位弹簧。
2.根据权利要求1所述的油管水力机械切割打捞工具，其特征在于，所述油管锚包括卡瓦、液缸、活塞杆、短节，所述液缸套在活塞杆外壁，液缸和活塞杆之间形成液腔，活塞杆开设径向的液孔，液孔连通液腔和活塞杆内腔，所述液缸上端设置卡瓦，所述卡瓦通过销钉暂时固定在活塞杆外壁。
3.根据权利要求2所述的油管水力机械切割打捞工具，其特征在于，所述壳体上端通过切割工具上接头连接螺杆泵，壳体下端连接下扶正器。
4.根据权利要求2所述的油管水力机械切割打捞工具，其特征在于，所述活塞杆上端通过油管锚上接头连接上扶正器，活塞杆下端通过短节连接油管锚下接头，油管锚下接头连接螺杆泵。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的油管水力机械切割打捞工具，其特征在于，所述上扶正器、油管锚、螺杆泵、切割工具、下扶正器全部设置在井下油管内部。
6.根据权利要求5所述的油管水力机械切割打捞工具，其特征在于，所述上扶正器上端通过螺纹连接头连接公锥的内径口，所述公锥上端连接上部油管，公锥外锥面壁下端连接井下油管，公锥中心开设轴向贯通孔。
7.根据权利要求6所述的油管水力机械切割打捞工具，其特征在于，所述上部油管连接水龙头。
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