CN115405247B - 一种收放可控的井下切割装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种收放可控的井下切割装置，涉及钻采技术领域，包括上接头、锁定机构、活塞、割刀收放机构、扶正机构和引导体；所述锁定机构包括上部本体、滑爪套、棘轮和弹簧，所述割刀收放机构包括下部本体、连接盘、归位弹簧、连杆和割刀；所述活塞位于上部本体内侧，所述上接头的下部连接上部本体，下部本体位于上部本体的下部，在下部本体上设置有割刀收放机构和扶正机构，下部本体下部安装有有引导体；其可以实现割刀的伸出作业和归位，可以对不同深度钻杆柱实现一次下井、多次切割的功能，可有效提高复杂处理或修井效率。

Description

一种收放可控的井下切割装置

技术领域

本发明涉及石油与天然气钻采技术领域，具体涉及一种割刀可控的井下切割装置。

背景技术

在石油钻井或采油过程中，常会出现钻杆柱或油管柱遇卡问题。目前常用的切割解卡工具类型有水力射流切割、爆炸切割、电缆动力切割、机械式切割等。由于水平井的泄油面积大、采收率高，所以近年来完钻油气井中水平井占比大幅度增加，如果水平段或造斜段遇卡，则不能使用电缆动力切割。水力射流切割其对于工具承压能力要求较高，且工作效率低。当油气井的杆管柱发生卡钻，如果采用爆炸切割，则存在装药量难以控制、运输难度大等问题。综合比较，采用机械式切割较为理想。

专利号为CN208473752U的“切割打捞一体打捞工具”专利，主要包括上接头、打捞矛杆、下接头、延伸管、割刀工具，该工具理论上可以实现被卡管柱的打捞、切割作业，但是其主要存在问题是只能实现常规遇卡管柱的打捞作业，因为该专利的切割刀具为固定式，不能实现扩径切割，故而不能对挤毁等工况下的非规则直径管柱实现切割。

专利号为CN204386533U的“一种井下切割装置”专利，主要包括切割刀、定心块、内筒、滚珠、弹簧、密封圈等，该专利存在的主要问题是割刀的收缩、外伸全部依赖于水力作用，通过水力作用控制大弹簧的伸缩进而实现割刀收放，这种设计难以实现割刀的定位，在井下的作业中没有实际意义。

鉴于此，需要设计一种稳定、准确的井下多用途切割装置。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种稳定、准确的井下多用途切割装置。

具体技术方案如下：一种收放可控的井下切割装置，包括上接头、锁定机构、活塞、割刀收放机构、扶正机构和引导体；

所述锁定机构包括上部本体、滑爪套、棘轮和弹簧，所述割刀收放机构包括下部本体、连接盘、归位弹簧、连杆和割刀；所述连接盘通过连杆与所述割刀连接；所述归位弹簧设置于下部本体的内部，上部与连接盘连接，下部与下部本体连接；

所述活塞位于上部本体内侧，所述上接头的下部连接上部本体，下部本体位于上部本体的下部，在下部本体上设置有割刀收放机构和扶正机构，下部本体下部安装有引导体；

所述上部本体包括滑轨凹槽，所述滑爪套包括滑移凸台，所述棘轮包括斜面滑移凸台，述所述滑轨凹槽内滑动连接有滑移凸台和斜面滑移凸台，所述斜面滑移凸台位于滑移凸台下方；弹簧套设与棘轮的外侧；

所述扶正机构包括钢球、浮球支座和与支座弹簧，所述钢球安装于浮球支座中；

所述下部本体包括与支座弹簧适配的弹簧凹槽；所述连接盘位于下部本体内，所述连接盘一端与棘轮下部连接，另一端与归位弹簧的上部连接；

所述上接头包括第一中间流道，所述滑爪套包括第二中间流道，所述棘轮包括第三中间流道，所述下部本体包括第四中间流道，引导体包括第五中间流道，所述第一中间流道、第二中间流道、第三中间流道、第四中间流道和第五中间流道连通。

优选地，还包括密封结构，所述密封结构包括棘轮下O型密封圈、棘轮上O型密封圈和上接头O型密封圈，所述棘轮的上侧外部设置有棘轮上O型密封圈凹槽，下侧外部设置有棘轮下O型密封圈凹槽，所述棘轮下O型密封圈和棘轮上O型密封圈分别位于棘轮上O型密封圈凹槽和棘轮下O型密封圈凹槽内，所述上接头包括密封凹槽，所述上接头O型密封圈位于所述密封凹槽内。

优选地，所述上接头还包括第一连接螺纹、第二连接螺纹，所述第一中间流道为中结构，所述第一连接螺纹位于第一中间流道的上部内侧，所述密封凹槽位于下接头的下部外侧，所述密封凹槽的上下两侧均设置有第二连接螺纹；

所述上部本体还包括与第二连接螺纹配合的第三连接螺纹、密封凹台、第四连接螺纹，第三连接螺纹位于上部本体的上部内侧，与上接头的第二连接螺纹连接，密封凹台与密封凹槽连接，所述第四连接螺纹位于上部本体的下部内侧，与下部本体连接。

优选地，滑轨凹槽位于上部本体内侧，滑轨凹槽为竖直状凹槽，所述上部本体还包括第一斜面、卡槽和第二斜面，所述滑轨凹槽的外壁下部设置有卡槽，所述卡槽位于第一斜面和第二斜面之间，第二斜面高于第一斜面，所述第一斜面、卡槽和第二斜面呈现N型折线式，第一斜面、卡槽和第二斜面位于上部本体的内侧，且在上部本体的内侧均匀圆周阵列分布。

优选地，还包括截留活塞、压片和压片螺钉，所述截留活塞设置于活塞的下部，位于滑爪套的内侧，所述活塞上设置有多个过流孔；所述压片呈圆环，其圆环内径等于截留活塞上口内径，外径等于滑爪套压片预留槽直径；所述滑爪套包括与压片配合的压片预留槽、与截留活塞O型密封圈配合的截留活塞密封圈凹槽；所述截留活塞通过压片和压片螺钉与滑爪套形成一个整体；

滑龙套下端设置有若干个V型齿，V型齿包括第一V型齿斜面和第二V型齿斜面，所述第一V型齿斜面和第二V型齿斜面与棘轮的斜面滑移凸台接触；

所述棘轮的斜面滑移凸台环宽等于滑爪套的V型齿和上部本体的第一斜面或第二斜面之和，且上部本体的第一斜面或第二斜面内径等于滑爪套的V型齿的外径，滑爪套的滑移凸台的外径等于棘轮的斜面滑移凸台外径。

优选地，所述棘轮的内部设置有卡台Ⅰ，分为卡台上侧和卡台下侧，斜面滑移凸台通过卡台上侧和卡台下侧固定在卡台外侧；所述弹簧位于卡台Ⅰ的下方。

优选地，所述扶正机构还包括支座盖和支座盖固定螺钉，支座盖安装于下部本体的支座盖凹槽，支座盖固定螺钉安装于下部本体的螺钉孔；

所述下部本体包括与所述第四连接螺纹配合的第五连接螺纹、连杆通道、水眼流道、支座盖凹槽、螺钉孔、第六连接螺纹、卡台Ⅱ、水眼安装台、割刀销和与割刀配合的割刀槽，

所述支座盖安装于下部本体的支座盖凹槽，所述支座盖固定螺钉安装于下部本体的螺钉孔，所述连杆通道中容纳有连杆，所述卡台Ⅱ接触归位弹簧下部，所述水眼安装台上安装有喷嘴，割刀销用于连接割刀收放机构。

优选地，所述连杆包括连杆轴和连杆销，

所述连接盘上还设置有连杆连接架、连杆连接、连接盘O型密封圈槽，连杆连接架与连杆轴连接，即连杆连接轴与连杆轴同心，连接盘O型密封圈槽处设置O型密封环，连接盘上均匀设置有若干加强筋。

优选地，割刀包括切削齿、割刀轴销、割刀轴承、轴销帽、连杆安装槽、保径齿；所述割刀轴销与轴销帽连接，所述保径齿与切削齿相邻设置，切削齿用于切割钻杆柱，割刀轴销与下部本体的割刀销连接，割刀轴承位于割刀孔销内，连杆安装槽与连杆的连杆销连接。

优选地，所述包括引导体包括引导体连接螺纹、喷嘴流道、金刚石颗粒、引导槽，

所述引导体连接螺纹与下部本体的第六连接螺纹连接，所述金刚石颗粒位于远离引导体连接螺纹的一端，靠近所述金刚石颗粒的引导体的外侧设置有若干个引导槽，相邻两个引导槽之间设置有喷嘴流道。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)一种割刀可控的井下切割装置设置有锁定机构和割刀收放系统，可以实现割刀的伸出作业和归位，可以对不同深度钻杆柱实现一次下井、多次切割的功能，可有效提高复杂处理或修井效率。

(2)井下地质结构复杂，对于不稳定的地层常会出现钻杆柱挤毁的问题，一种割刀可控的井下切割装置可以实现钻杆柱的扩充矫正作业，同时再根据实际工况决定是否进行切割作业。

(3)一种割刀可控的井下切割装置设置有喷嘴和水眼，且割刀收放可供，因此可以对切割刀具有效清洁和冷却，也具有防卡钻的功能。

(4)相较于传统的水力射流切割、爆炸切割和电缆动力切割，一种割刀可控的井下切割装置为水力控制的纯机械装置，且作业性能稳定，适用范围广泛。既可以实现挤毁刺漏套管或油管的切割作业，也可以实现卡钻管柱的切割作业。

附图说明

图1为本发明整体剖视图；

图2为本发明割刀收回外观图；

图3为本发明割刀放出外观图；

图4为本发明上接头剖视图；

图5为本发明上部本体剖视图；

图6为本发明活塞；

图7为本发明截留活塞示意图；

图8为本发明滑爪套、截留活塞、压片安装示意图；

图9为本发明滑爪套剖视图；

图10为本发明滑爪套示意图；

图11为本发明棘轮示意图；

图12为本发明弹簧示意图；

图13为本发明下部本体剖视图；

图14为本发明下部本体示意图；

图15为本发明连接盘剖视图；

图16为本发明连接盘示意图；

图17为本发明归位弹簧示意图；

图18为本发明扶正机构；

图19为本发明引导体剖视图；

图20为本发明引导体示意图；

图21为本发明割刀示意图；

图22为本发明连杆示意图；

图23为本发明喷嘴示意图；

图24为本发明锁定机构工作过程示意图；

附图标记如下：

1-上接头，1001-第一连接螺纹，1002-第一中间流道，1003-第二连接螺纹，1004-密封凹槽；

2-上部本体，2001-第三连接螺纹，2002-密封凹台，2003-滑轨凹槽，2004-第一斜面，2005-V型卡槽，2006-第二斜面，2007-第四连接螺纹；

3-活塞，3001-过流孔；

4-截留活塞，4001-压片螺钉,4002-压片；

5-滑爪套，5001-压片预留槽,5002-截留活塞密封圈凹槽,5003-滑移凸台,5004-第一V型齿斜面,5005-第二V型齿斜面,5006-第二中间流道；

6-棘轮，6001-棘轮上O型密封圈凹槽，6002-卡台上侧，6003-棘轮下O型密封圈凹槽，6004-卡台下侧，6005-斜面滑移凸台，6006-第三中间流道；

7-弹簧；

8-下部本体，8001-第五连接螺纹，8002-第四中间流道，8003-连杆通道，8004-水眼流道，8005-支座盖凹槽，8006-弹簧凹槽，8007-螺钉孔，8008-第六连接螺纹，8009-卡台，8010-水眼安装台，8011-割刀销，8012-割刀槽；

9-连接盘，9001-连杆连接架，9002-流道薄壁，9003-加强筋，9004-连接盘O型密封圈槽，9005-连杆连接轴；

10-归位弹簧；

11-扶正机构，1101-钢球，1102-浮球支座，1103-支座盖，1104-支座盖固定螺钉，1105-支座弹簧；

12-引导体，1201-引导体连接螺纹，1202-第五中间流道，1203-喷嘴流道，1204-金刚石颗粒，1205-引导槽；

13-割刀，1301切削齿，1302-割刀轴销，1303-割刀轴承，1304-轴销帽，1305-连杆安装槽，1306-保径齿；

14-连杆，1401-连杆销，1402-连杆轴；

15-棘轮下O型密封圈，16-棘轮上O型密封圈，17-截留喷嘴O型密封圈，18-上接头O型密封圈；

19-喷嘴。

具体实施方式

在发明型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

如图1-图23所示，本发明的实施例提供一种收放可控的井下切割装置，包括上接头1、锁定机构、割刀收放机构、扶正机构、引导体12、密封结构。其中锁定机构包括上部本体2、滑爪套5、棘轮6和弹簧7；割刀收放机构包括下部本体8、连接盘9、归位弹簧10、轴销帽1304、割刀13、连杆14；扶正机构包括钢球1101、浮球支座1102、支座盖1103、支座盖固定螺钉1104、支座弹簧1105；

密封结构包括棘轮下O型密封圈15、棘轮上O型密封圈16、截留喷嘴O型密封圈17、上接头O型密封圈18；

所述棘轮6的上侧外部设置有棘轮上O型密封圈凹槽6001，下侧外部设置有棘轮下O型密封圈凹槽6003，所述棘轮下O型密封圈15和棘轮上O型密封圈16分别位于棘轮上O型密封圈凹槽和6001棘轮下O型密封圈凹槽6003内，所述上接头1包括密封凹槽1004，所述上接头O型密封圈位于所述密封凹槽4内；

上接头1位于整个装置的最上端，用于将整个装置连接在上部钻杆柱上。所述上接头包括第一中间流道1002，所述滑爪套5包括第二中间流道5006，所述棘轮6包括第三中间流道6006，所述下部本体8包括第四中间流道8002，引导体12包括第五中间流道1202，所述第一中间流道1002、第二中间流道5006、第三中间流道6006、第四中间流道8002和第五中间流道1202连通。

上接头1的下部通过第二连接螺纹1003连接上部本体2，整个锁定机构安装在上部本体2的内部。下部本体8位于上部本体2的下部，在下部本体8上，设置有割刀收放机构和扶正机构11，在整个装置的最下方是引导体12。

其中，本发明提供的所述上接头1还包括第一连接螺纹1001、第二连接螺纹1003，所述第一中间流道1002为中空结构，整个上接头1内部中空为第一中间流道1002。所述第一连接螺纹1001位于第一中间流道的上部内侧，所述密封凹槽1004位于下接头的下部外侧，所述密封凹槽1004的上下两侧均设置有第二连接螺纹1003；上接头O型密封圈18安装于密封凹槽1004中。

锁定机构包括上部本体2、滑爪套5、棘轮6和弹簧7。

其中，所述上部本体2还包括与第二连接螺纹1003配合的第三连接螺纹2001、密封凹台2002、第四连接螺纹2007，第三连接螺纹2001位于上部本体2的上部内侧，与上接头1的第二连接螺纹连接，密封凹台2002与密封凹槽连接，所述第四连接螺纹2007位于上部本体的下部内侧，与下部本体连接。

上部本体2还包含第一斜面2004、V型卡槽2005、第二斜面2006、本体下部连接螺纹2007。

第三连接螺纹2001设置于上部本体2的上部内侧，用于实现与上接头1的连接，密封凹台2002与上接头1的密封凹槽1004接触。滑轨凹槽2003设置在本体内侧为竖直状凹槽，在上部本体2内侧均匀圆周阵列四条，滑轨凹槽2003用于容纳滑爪套的滑移凸台5003并使滑爪套5实现竖向移动。

其中，所述滑轨凹槽的外壁下部设置有卡槽，所述卡槽位于第一斜面和第二斜面之间，第二斜面高于第一斜面，所述第一斜面、卡槽和第二斜面呈现N型折线式，第一斜面、卡槽和第二斜面位于上部本体的内侧，且在上部本体的内侧均匀圆周阵列分布。

具体地，第二斜面2006设置于滑轨凹槽2003的右侧，在第二斜面2006的右侧是V型卡槽2005，V型卡槽2005的右侧是第一斜面2004，第一斜面2004、V型卡槽2005和第二斜面2006呈现N型折线式，且第二斜面2006略高于第一斜面2005，V型卡槽2005位于两个斜面中间。第一斜面2004、V型卡槽2005、第二斜面2006位于上部本体2的内侧，且在上部本体2的内侧均匀圆周阵列四次分布。第四连接螺纹2007位于上部本体2的下部内侧，实现与下部本体8的连接。

活塞3设置于整个上部本体2的内侧和上接头1的下部，为高度约1公分的中空圆柱体，其直径等同于上部本体2的内径。活塞3上设置有多个过流孔3001，起到通过液体的作用，并使其在上下形成压差进而推动活塞、截留活塞和锁定装置的竖向运动。

截留活塞4设置于活塞3的下部，位于滑爪套5的内部。截留活塞4通过压片4002及压片螺钉4001与滑龙套6形成一个整体，设置有三块压片4002及压片螺钉4001。压片4002呈现六分之一圆环形，圆环内径等于截留活塞4上口内径，外径等于滑爪套压片预留槽5001直径。

所述活塞3上设置有多个过流孔3001；所述压片呈圆环，其圆环内径等于截留活塞上口内径，外径等于滑爪套压片预留槽直径；所述滑爪套5包括与压片配合的压片预留槽5001、与截留活塞O型密封圈配合的截留活塞密封圈凹槽5002；所述截留活塞4通过压片4002及压片螺钉4001与滑爪套5形成一个整体；

滑爪套5位于截留活塞4的外侧，滑爪套5外径一定，内径上小下大、呈阶状过渡。滑爪套5的外部设置有滑移凸台5003，共有四个均匀排布，与上部本体2的滑轨凹槽2003接触进而实现竖向运动。滑爪套压片预留槽5001、截留活塞密封圈凹槽5002设置于上端内侧，滑龙套5的最下端设置V型齿，以顺时针分别定义第一V型齿斜面5004和第二V型齿斜面5005，第一V型齿斜面5004和第二V型齿斜面5005与棘轮6的斜面滑移凸台6005接触。液体从整个滑爪套的第二中间流道5006流过，在滑爪套的下侧内部是棘轮6。

棘轮6位于上部本体2的内侧，在棘轮6的上侧外部设置有棘轮上O型密封圈凹槽6001，下侧的外部设置有棘轮下O型密封圈凹槽6003，棘轮的内部设置第三中间流道6006，中间设置有卡台Ⅰ，分为卡台上侧6002和卡台下侧6004，卡台Ⅰ的外部是斜面滑移凸台6005，斜面滑移凸台6005在本体2的滑轨凹槽2003竖向运动，在上部本体2的同一滑轨凹槽2003中，滑爪套5的滑移凸台5003在上，棘轮6的斜面滑移凸台6005在下。

弹簧7环套于棘轮6的外侧，弹簧7的上端接触与棘轮卡台下侧6004，下端卡于下本体8的上台面。整个弹簧7设置于上部本体2的下端内部。

需要指出，锁定机构中上部本体2处于最外侧，滑爪套5位于中间，棘轮6处于最内侧。棘轮6的斜面滑移凸台6005环宽等于滑爪套5的V型齿和上部本体2的第一斜面2004(第二斜面2006)之和。且上部本体2的第一斜面2004(第二斜面2006)内径等于滑爪套5的V型齿的外径，滑爪套5的滑移凸台5003的外径等于棘轮6的斜面滑移凸台6005外径。

割刀收放机构包括下部本体8、连接盘9、归位弹簧10、割刀13和连杆14；

归位弹簧10设置于下部本体8的内部。上部接触连接盘9的底部，下部接触下部本体8的卡台8009。

下部本体8位于整个装置的中下部，下部本体8包括连接第五连接螺纹8001、第四中间流道8002、连杆通道8003、水眼流道8004、支座盖凹槽8005、弹簧凹槽8006、螺钉孔8007、第六连接螺纹8008、卡台Ⅱ8009、水眼安装台8010、割刀销8011、割刀槽8012。第五连接螺纹8001用于连接上部本体2，中间流道8002起到液体通过的作用，连杆通道8003中容纳连杆14，支座盖凹槽8005与扶正机构11的支座盖1103配合，弹簧凹槽8006与扶正机构11的支座弹簧1105配合。螺钉孔8007与扶正机构11的支座盖固定螺钉1104配合，下部螺纹8008通过引导体连接螺纹1201连接引导体12，卡台8009接触归位弹簧10的下部，水眼安装台8010安装喷嘴16，割刀销8011用于连接割刀收放机构的割刀轴销1302，割刀槽8012用于容纳割刀13。连杆通道8003、水眼流道8004、支座盖凹槽8005、弹簧凹槽8006、螺钉孔8007、水眼安装台8010、割刀销8011、割刀槽8012在下部本体8上圆周均匀设置3个。

连接盘9设置于下部本体8的内部、棘轮6的下部，连接盘9属于刀翼收放机构，上部与棘轮6下部接触，下部与归位弹簧10的上部接触，连接盘9上设置有连杆连接架9001、流道薄壁9002、连杆连接轴9005、加强筋9003、连接盘O型密封圈槽9004。连杆连接架9001与连杆轴1402连接，即连杆连接轴9005与连杆轴1402同心，连接盘O型密封圈槽9004处设置O型密封环，连杆连接架9001连杆连接轴9005、加强筋9003在连接盘9上均匀设置3个。

割刀13包括PDC切削齿1301、割刀轴销1302、割刀轴承1303、轴销帽1304、连杆安装槽1305、保径齿1306。PDC切削齿1301用于切割钻杆柱，所述割刀轴销1302与轴销帽1304连接，所述保径齿2306与切削齿1301相邻设置，切削齿用于切割钻杆柱，割刀轴销1302与下部本体8的割刀销8011接触，割刀轴承1303位于割刀孔销内，连杆安装槽1305与连杆14的连杆销1401接触。

所述连杆包括连杆轴1402和连杆销1401，连杆14呈现长条状，一侧连接于连杆安装槽1305，另一侧连接于连杆连接轴9005。

喷嘴16安装于下部本体8的水眼安装台8010，用于冷却和清洗割刀，割刀13、连杆14、喷嘴16在本体8上圆周均匀安装3个

扶正机构11设置于下部本体8的下部，主要包括钢球1101、浮球支座1102、支座盖1103、支座盖固定螺钉1104、支座弹簧1105。钢球1101安装于浮球支座1102中，支座弹簧1105安装于下部本体8的弹簧凹槽8006里，支座盖1103安装于下部本体8的支座盖凹槽8005，支座盖固定螺钉1104安装于下部本体8的螺钉孔8007中，支座弹簧1105安装于下部本体8的弹簧凹槽8006中，且安装在在浮球支座1102下。

引导体12设置于整个装置的最下部，包括引导体连接螺纹1201、第五中间流道1202、喷嘴流道1203、金刚石颗粒1204、右旋引导槽1205。引导体连接螺纹1201与下部本体8的下部螺纹8008接触，金刚石颗粒1204设置于引导体的最前端，起到钻削井底挤毁管柱的作用，右旋引导槽1205设置于引导体的前端斜面。

特别指出，中间流道是液体依次通过指每个零件时的流道，从上到下依次为上接头1第一中间流道1002、滑爪套5的第二中间流道5006、棘轮6的第三中间流道6006、下部本体8的第四中间流道8002、引导体12的第五中间流道1202。

本发明的工作原理如下：

归位状态：

如图1所示，归位状态未向装置中注入高压液体，在弹簧7的顶升作用下，活塞3、滑爪套5、棘轮6处于上部本体2的最顶端。在归位弹簧10的顶升作用在，连接盘9位于棘轮6的最下方，连接盘9通过连杆14带动割刀收缩至割刀槽8012中，此时割刀处于归位状态，如图24(1)所示。

工作步一：初始状态→锁定状态

锁定机构的初始状态至锁定状态对应割刀由归位至打开的过程，如图1和图24(1)-24(3)所示(为了更加直观的展示锁定机构的运行原理，图24中将上部本体2的外部移除，将滑轨凹槽2003、第一斜面2004、V型卡槽2005、第二斜面2006展现出来)。增加液体流量，液体通过上接头1的第一中间流道1002，推动活塞3、滑爪套5和棘轮6向下滑移，此时滑爪套5的滑移凸台5003、棘轮6的斜面滑移凸台6005在上部本体2的滑轨凹槽2003中竖直向下运动，滑爪套5的V型齿左斜面5004和棘轮6的斜面滑移凸台6005的上斜面接触并传递位移；如图24(2)所示，当棘轮6的斜面滑移凸台6005的上斜面滑移至略高于本体2的第二斜面2006时，连接盘9运动至最低点的卡点，不能再向下移动，此时减小液体流量，在弹簧7的作用下，棘轮6发生顺时针旋转且卡在上部本体2的V型卡槽2005中，此时如图如图24(3)所示；棘轮6向下滑移带动连接盘的下移，进而打开割刀13，如图3所示。此时打开井口的转盘，钻柱带动装置顺时针旋转即可实现井底切割作业。

工作步二：锁定状态→初始状态

锁定机构的锁定状态至初始状态对应割刀由打开至归位的过程，如图1和图24(4)-24(6)所示。当切割作业完成后，棘轮6的斜面滑移凸台6005的上斜面位于上部本体2的V型卡槽2005中，加大装置中液体的流量，使得活塞3、滑爪套5和棘轮6稍微向下滑移，当棘轮6的斜面滑移凸台6005的上斜面高于上部本体2的第一斜面2004时，此时减小流量，在弹簧7的作用下棘轮6发生顺时针旋转同时棘轮6的斜面滑移凸台6005的上斜面沿上部本体2的第一斜面2004向斜上滑移，最终棘轮6的斜面滑移凸台6005滑入上部本体2的滑轨凹槽2003中，相对应的在归位弹簧17作用下，连接盘9上移，割刀13收入下部本体8的割刀槽8012中，如图3所示。

此时完成井眼中某个深度的杆管柱的切割作业，需要再次对其他深度进行切割作业时，将装置下放至对应深度，重复工作步一和工作步二，即可完成切割作业。

上述详细说明是针对本发明其中之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种收放可控的井下切割装置，其特征在于，包括上接头、锁定机构、活塞、割刀收放机构、扶正机构和引导体；

所述锁定机构包括上部本体、滑爪套、棘轮和弹簧，所述割刀收放机构包括下部本体、连接盘、归位弹簧、连杆和割刀；所述连接盘通过连杆与所述割刀连接；所述归位弹簧设置于下部本体的内部，上部与连接盘连接，下部与下部本体连接；

所述活塞位于上部本体内侧，所述上接头的下部连接上部本体，下部本体位于上部本体的下部，在下部本体上设置有割刀收放机构和扶正机构，下部本体下部安装有引导体；

所述上部本体包括滑轨凹槽，所述滑爪套包括滑移凸台，所述棘轮包括斜面滑移凸台，所述滑轨凹槽内滑动连接有滑移凸台和斜面滑移凸台，所述斜面滑移凸台位于滑移凸台下方；弹簧套设于棘轮的外侧；

所述扶正机构包括钢球、浮球支座和与支座弹簧，所述钢球安装于浮球支座中；

所述下部本体包括与支座弹簧适配的弹簧凹槽；所述连接盘位于下部本体内，所述连接盘一端与棘轮下部连接，另一端与归位弹簧的上部连接；

所述上接头包括第一中间流道，所述滑爪套包括第二中间流道，所述棘轮包括第三中间流道，所述下部本体包括第四中间流道，引导体包括第五中间流道，所述第一中间流道、第二中间流道、第三中间流道、第四中间流道和第五中间流道连通；

滑轨凹槽位于上部本体内侧，滑轨凹槽为竖直状凹槽，所述上部本体还包括第一斜面、卡槽和第二斜面，所述滑轨凹槽的外壁下部设置有卡槽，所述卡槽位于第一斜面和第二斜面之间，第二斜面高于第一斜面，所述第一斜面、卡槽和第二斜面呈现N型折线式，第一斜面、卡槽和第二斜面位于上部本体的内侧，且在上部本体的内侧均匀圆周阵列分布；

滑爪套下端设置有若干个V型齿，V型齿包括第一V型齿斜面和第二V型齿斜面，所述第一V型齿斜面和第二V型齿斜面与棘轮的斜面滑移凸台接触；

所述棘轮的斜面滑移凸台环宽等于滑爪套的V型齿和上部本体的第一斜面或第二斜面之和，且上部本体的第一斜面或第二斜面内径等于滑爪套的V型齿的外径，滑爪套的滑移凸台的外径等于棘轮的斜面滑移凸台外径。

2.如权利要求1所述的收放可控的井下切割装置，其特征在于，还包括密封结构，所述密封结构包括棘轮下O型密封圈、棘轮上O型密封圈和上接头O型密封圈，所述棘轮的上侧外部设置有棘轮上O型密封圈凹槽，下侧外部设置有棘轮下O型密封圈凹槽，所述棘轮下O型密封圈和棘轮上O型密封圈分别位于棘轮上O型密封圈凹槽和棘轮下O型密封圈凹槽内，所述上接头包括密封凹槽，所述上接头O型密封圈位于所述密封凹槽内。

3.如权利要求2所述的收放可控的井下切割装置，其特征在于，所述上接头还包括第一连接螺纹、第二连接螺纹，所述第一中间流道为中空结构，所述第一连接螺纹位于第一中间流道的上部内侧，所述密封凹槽位于下接头的下部外侧，所述密封凹槽的上下两侧均设置有第二连接螺纹；

所述上部本体还包括与第二连接螺纹配合的第三连接螺纹、密封凹台、第四连接螺纹，第三连接螺纹位于上部本体的上部内侧，与上接头的第二连接螺纹连接，密封凹台与密封凹槽连接，所述第四连接螺纹位于上部本体的下部内侧，与下部本体连接。

4.如权利要求1所述的收放可控的井下切割装置，其特征在于，还包括截留活塞、压片和压片螺钉，所述截留活塞设置于活塞的下部，位于滑爪套的内侧，所述活塞上设置有多个过流孔；所述压片呈圆环，其圆环内径等于截留活塞上口内径，外径等于滑爪套压片预留槽直径；所述滑爪套包括与压片配合的压片预留槽、与截留活塞O型密封圈配合的截留活塞密封圈凹槽；所述截留活塞通过压片和压片螺钉与滑爪套形成一个整体。

5.如权利要求1所述的收放可控的井下切割装置，其特征在于，所述棘轮的内部设置有卡台Ⅰ，分为卡台上侧和卡台下侧，斜面滑移凸台通过卡台上侧和卡台下侧固定在卡台外侧；锁定机构的弹簧位于卡台Ⅰ的下方。

6.如权利要求3所述的收放可控的井下切割装置，其特征在于，所述扶正机构还包括支座盖和支座盖固定螺钉，支座盖安装于下部本体的支座盖凹槽，支座盖固定螺钉安装于下部本体的螺钉孔；

所述下部本体包括与所述第四连接螺纹配合的第五连接螺纹、连杆通道、水眼流道、支座盖凹槽、螺钉孔、第六连接螺纹、卡台Ⅱ、水眼安装台、割刀销和与割刀配合的割刀槽，

所述支座盖安装于下部本体的支座盖凹槽，所述支座盖固定螺钉安装于下部本体的螺钉孔，所述连杆通道中容纳有连杆，所述卡台Ⅱ接触归位弹簧下部，所述水眼安装台上安装有喷嘴，割刀销用于连接割刀收放机构。

7.如权利要求6所述的收放可控的井下切割装置，其特征在于，所述连杆包括连杆轴和连杆销，

所述连接盘上还设置有连杆连接架、连杆连接轴、连接盘O型密封圈槽，连杆连接架与连杆轴连接，即连杆连接轴与连杆轴同心，连接盘O型密封圈槽处设置O型密封环，连接盘上均匀设置有若干加强筋。

8.如权利要求7所述的收放可控的井下切割装置，其特征在于，割刀包括切削齿、割刀轴销、割刀轴承、轴销帽、连杆安装槽、保径齿；所述割刀轴销与轴销帽连接，所述保径齿与切削齿相邻设置，切削齿用于切割钻杆柱，割刀轴销与下部本体的割刀销连接，割刀轴承位于割刀轴销孔内，连杆安装槽与连杆的连杆销连接。

9.如权利要求6所述的收放可控的井下切割装置，其特征在于，引导体包括引导体连接螺纹、喷嘴流道、金刚石颗粒和引导槽，

所述引导体连接螺纹与下部本体的第六连接螺纹连接，所述金刚石颗粒位于远离引导体连接螺纹的一端，靠近所述金刚石颗粒的引导体的外侧设置有若干个引导槽，相邻两个引导槽之间设置有喷嘴流道。