CN112031691A - 一种油气井用环形外切割装置及切割方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种油气井用环形外切割装置及切割方法，其主要结构包括：外壳体、内壳体、固定托盘、盖体、切割体、导爆索、传爆管、转接头和密封圈。主要针对目前油田部分老井油管变形严重，现有切割弹无法通过油管通径下入到指定切割位置进行切割而提出来的一种油气井用环形外切割装置。作业时将其套在油管外向内进行切割，切割后，油管切口较平整且内缩，无外翻现象，有利于使用油管打捞工具进行打捞作业。且切割后，套管基本不会产生损坏。
Description
技术领域
本发明属于老油气井改造技术领域，涉及一种废旧油管切割装置，尤其涉及一种环形外切割装置及切割方法。
背景技术
国内，随着油气田开发进入中后期，目前有许多老井因开采时间长，地层出砂造成油管变形和损坏严重，直接上提油管无法控制油管的断裂位置，需要采用切割方法先进行切割后再将油管提出。目前现有油管切割方法有机械切割、水力切割、聚能切割、烟火切割、化学切割等。这些切割工艺均需要将切割工具通过油管内部下入到指定位置，才能进行切割。但由于该类井长期出砂，油管因挤压局部变形严重，内径变小甚至是被挤扁，现有切割工具无法进行切割作业，这给油田修井提出了新的课题。因此针对这种井况，设计了一种能够穿过油管外管的环形切割装置，该装置结构简单，且能够实现大部分井油管切割。
发明内容
本发明解决的技术问题是：提供一种井下油管切割装置，解决目前因油管内缩引起通径过小无法切割的问题，设计了一种新结构的过油管的环形外切割装置。
本发明的技术方案是：一种油气井用环形外切割装置，包括外壳体、内壳体、固定托盘、盖体、切割体、导爆索、传爆管、和转接头；
所述外壳体为两端开口的柱状体，沿轴线开有多阶通孔，内壁上设有内螺纹和密封槽，外壳体端面开有通孔，通孔轴线与外壳体轴线相互平行，孔内设有内螺纹和密封槽；
内壳体为两端开口的管状体结构，内部为空腔；盖体为两端开口的柱状体结构，内部为空腔体，盖体沿轴线开有二阶通孔，大径端设有螺纹，小径端开有密封槽；外壁为多阶状，小径端开有螺纹和密封槽；外壳体内壁和盖体小径端外壁螺纹配合连接，内壳体位于腔体内，内壁分别与外壳体内壁、盖体小径端内壁连接，连接后，外壳体、内壳体和盖体三者轴线重合；内壳体外壁、外壳体内腔和盖体顶部之间组成环形腔室；两个固定托盘位于该腔室内，盘面中心开有通孔，周向均布若干沉头通孔，两个固定托盘中心孔套在内壳体管壁上且两者不接触，且沉头通孔相互对正，轴线重合；若干个切割体首尾相接摆放组成环状体，位于两个固定托盘之间，且每个切割体安装在两个沉头通孔之间，切割体的罩体口部朝向内壳体中心线方向；导爆索绕成环形安装在若干切割体导爆索槽内，在导爆索伸出端上安装传爆管，传爆管与外壳体端面开有的通孔固连，其端面与外壳体顶部端面平齐，转接头为多阶状圆柱体，中心设有通孔，小径设有外螺纹和密封面，大径内腔设有内螺纹和密封面；与外壳体连接，传爆管穿过中心孔，且轴线重合。
本发明的进一步技术方案是：所述切割体为直线性结构，由炸药柱和罩体组成；炸药柱横截面为梯形和方形组成的结构，梯形顶部有半圆形缺口，方形下部有倒V形缺口；梯形、方形、半圆形缺口和倒V形缺口位于同一中心线；罩体横截面为倒V形结构；炸药柱位于罩体上，且上部开有导爆索槽。
本发明的进一步技术方案是：一种油气井用环形外切割装置的切割方法，包括以下步骤：
步骤1：在油气井用环形外切割装置转接头上安装压力起爆器，另一端与套铣管连接，穿过油管下入井中；
步骤2：顺序连接套铣管，将油气井用环形外切割装置输送到指定位置；
步骤3：通过井口下入校深工具进行校深，调整好油气井用外环形切割装置的位置；步骤4：井口加压起爆器起爆，首先引爆外环形切割装置中的传爆管和导爆索，然后导爆索传爆将首尾相接组成的切割体相继引爆，切割体爆炸形成金属射流向内穿过内壳体和井筒内的液体，最后侵彻油管，将油管管体切断；外壳体和内壳体在爆炸后，形成直径很小的碎片，掉落井筒中；盖体随着套铣管被提出井外。
发明效果
本发明的技术效果在于：针对目前油田部分老井油管变形严重，现有切割弹无法通过油管通径下入到指定切割位置进行切割而提出来的一种油气井用环形外切割装置。区别于现有油管切割器，使用时，正是由于本发明装置能够套在待切割油管的外圆面上，通过套铣筒将本发明切割装置下入到油管指定切割位置处，通过加压或电缆起爆的方式激发起爆装置发火，实现切割装置油管切割。切割后，油管切口较平整且内缩，无外翻现象，有利于使用油管打捞工具进行打捞作业。且切割后，套管基本不会产生损坏。本装置改变了切割弹只能从油管内输送到切割位置进行油管切割的技术方法，且解决了现有油管切割技术难题，体现了该发明的先进性和优越性。
附图说明
图1.一种油气井用环形外切割装置结构示意图。
图2.固定托盘结构示意图。
图3.切割体结构示意图。
附图标记说明：1-外壳体；2-内壳体；3-固定托盘；4-盖体；5-切割体；6-导爆索；7-传爆管；8-转接头；9-密封圈，10-炸药柱；11-罩体；12-导爆索槽
具体实施方式
参见图1—图3，以下结合附图1～附图3对本发明的具体实施方式进行说明。此处所描述的实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
一种油气井用环形外切割装置，其主要结构包括：外壳体、内壳体、固定盘托、盖体、切割体、导爆索、传爆管、转接头和密封圈；所述外壳体中与内壳体插接方式组合，若干切割体首尾相接组成环形，安装在两个固定托盘之间，导爆索绕成环形安装在若干切割体导爆索槽内，在导爆索伸出端上安装传爆管，然后整体放置在外壳体和内壳体组成的腔体内，将导爆索伸出端穿过外壳体端面上的螺纹孔。将盖体与外壳体螺纹连接，最后将转接头通过导爆索伸出端中心孔，螺纹安装在外壳体端面上，传爆管的端面与转接头中心孔靠近内螺纹方向端面齐平。
本发明的进一步技术方案是：其特征在于，所述外壳体为圆柱体结构，直径为100mm～260mm。中心设有通孔，通孔由大圆柱面和小圆柱面组成，大圆柱面上设有内螺纹和密封槽，小圆柱面上设有密封槽，在密封槽内安装有密封圈。小圆柱面方向端面上设有内螺纹孔,与转接头连接。
本发明的进一步技术方案是：其特征在于，所述内壳体为圆管状结构，直径为60mm～150mm，壁厚不小于3mm。
本发明的进一步技术方案是：其特征在于，所述固定托盘为圆柱体结构，直径为80mm～250mm，在周向上均布若干个沉孔，中心设有中心孔。若干切割体首尾相接安装在沉孔内，两个固定托盘上下配合使用将若干切割体固定。
本发明的进一步技术方案是：其特征在于，所述盖体为圆柱体结构，直径为100mm～260mm。外表面上一端设有螺纹与密封槽，密封槽安装有密封圈，与外壳体螺纹连接。中心设有中心孔，由大圆柱面和小圆柱面组成，大圆柱面上设有螺纹，小圆柱面上设有密封槽，密封槽安装有密封圈。
本发明的进一步技术方案是：其特征在于，所述转接头为圆柱体结构，中心设有中心孔，用于穿过导爆索和传爆管，外表面一端设有外螺纹和密封槽，密封槽内安装有密封圈，用于与外壳体小圆柱面方向端面上的内螺纹连接。外表面另一端中心孔内设有内螺纹和密封面，密封槽安装有密封圈，用于连接起爆装置。
本发明的进一步技术方案是：其特征在于，所述切割体为直线性结构，由罩体和炸药柱组成。若干切割弹首尾相接组成环形。
本发明实施例中，提供一种油气井用环形外切割装置，其主要结构包括：外壳体、内壳体、盖体、固定托盘、切割体、导爆索、传爆管、转接头和密封圈。在外壳体的密封槽中安装密封圈，将内壳体从外壳体中心孔大圆柱面方向同轴安装。
选用SH931炸药和紫铜折弯成的罩体，使用模具压制成若干线性切割体。然后将单发线性切割体放置在固定盘的沉孔内，并在沉孔内倒入固化剂进行固定。同样步骤下，将若干线性切割体全部安装完成，然后将另一个固定托盘安装在组装好的若干切割体上部。根据切割体构成的环形圆周长，剪切合适长度的导爆索，绕成环形安装在若干切割体导爆索槽内，并使用扎带固定。然后在导爆索伸出端安装一发传爆管，使用导爆索锁紧钳锁紧。将组装好的切割体放入到外壳体和内壳体组装形成的环形内腔中，并将安装有传爆管的导爆索伸出端穿过外壳体端面的螺纹孔。
在盖体密封槽中安装密封圈，将盖体与外壳体螺纹连接。最后将导爆索伸出端穿过转接头的中心孔，将转接头螺纹安装在外壳体端面上，安装到位后，应保证传爆管的端面与转接头中心孔靠近内螺纹方向端面齐平。
本发明环形外切割在油田施工作业时，将压力起爆装置安装在转接头上，然后将环形切割器通过盖体上的内螺纹与套铣管外螺纹连接，穿过待切割油管，下入到指定位置进行切割，通过向井筒打液压激发起爆装置点火，引爆切割器做功切割油管，切割完成后，提出作业管柱。
Claims (3)
1.一种油气井用环形外切割装置，其特征在于，包括外壳体(1)、内壳体(2)、固定托盘(3)、盖体(4)、切割体(5)、导爆索(6)、传爆管(7)、和转接头(8)；
所述外壳体(1)为两端开口的柱状体，沿轴线开有多阶通孔，内壁上设有内螺纹和密封槽，外壳体(1)端面开有通孔，通孔轴线与外壳体(1)轴线相互平行，孔内设有内螺纹和密封槽；
内壳体(2)为两端开口的管状体结构，内部为空腔；盖体(4)为两端开口的柱状体结构，内部为空腔体，盖体(4)沿轴线开有二阶通孔，大径端设有螺纹，小径端开有密封槽；外壁为多阶状，小径端开有螺纹和密封槽；外壳体(1)内壁和盖体(4)小径端外壁螺纹配合连接，内壳体(2)位于腔体内，内壁分别与外壳体(1)内壁、盖体(4)小径端内壁连接，连接后，外壳体(1)、内壳体(2)和盖体(4)三者轴线重合；内壳体(2)外壁、外壳体(1)内腔和盖体(4)顶部之间组成环形腔室；两个固定托盘(3)位于该腔室内，盘面中心开有通孔，周向均布若干沉头通孔，两个固定托盘(3)中心孔套在内壳体(2)管壁上且两者不接触，且沉头通孔相互对正，轴线重合；若干个切割体(5)首尾相接摆放组成环状体，位于两个固定托盘(3)之间，且每个切割体(5)安装在两个沉头通孔之间，切割体(5)的罩体(11)口部朝向内壳体(2)中心线方向；导爆索(6)绕成环形安装在若干切割体(5)导爆索槽(12)内，在导爆索(6)伸出端上安装传爆管(7)，传爆管(7)与外壳体(1)端面开有的通孔固连，其端面与外壳体(1)顶部端面平齐，转接头(8)为多阶状圆柱体，中心设有通孔，小径设有外螺纹和密封面，大径内腔设有内螺纹和密封面；与外壳体连接，传爆管(7)穿过中心孔，且轴线重合。
2.如权利要求1所述的一种油气井用环形外切割装置，其特征在于，所述切割体(5)为直线性结构，由炸药柱(10)和罩体(11)组成；炸药柱(10)横截面为梯形和方形组成的结构，梯形顶部有半圆形缺口，方形下部有倒V形缺口；梯形、方形、半圆形缺口和倒V形缺口位于同一中心线；罩体(11)横截面为倒V形结构；炸药柱(10)位于罩体(11)上，且上部开有导爆索槽(12)。
3.基于权利要求1所述一种油气井用环形外切割装置的切割方法，包括以下步骤：
步骤1：在油气井用环形外切割装置转接头(8)上安装压力起爆器，另一端与套铣管连接，穿过油管下入井中；
步骤2：顺序连接套铣管，将油气井用环形外切割装置输送到指定位置；
步骤3：通过井口下入校深工具进行校深，调整好油气井用外环形切割装置的位置；
步骤4：井口加压起爆器起爆，首先引爆外环形切割装置中的传爆管(7)和导爆索(6)，然后导爆索(6)传爆将首尾相接组成的切割体(5)相继引爆，切割体(5)爆炸形成金属射流向内穿过内壳体(2)和井筒内的液体，最后侵彻油管，将油管管体切断；外壳体(1)和内壳体(2)在爆炸后，形成直径很小的碎片，掉落井筒中；盖体(3)随着套铣管被提出井外。
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| GR01 | Patent grant | ||
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