CN115628027A - 一种用于油管的机械外切割工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于油管的机械外切割工具，包括：上接头、主外筒和锚抓套，上接头右侧的外周壁插入到主外筒左侧的内周壁，主外筒与上接头通过丢手剪销连接，锚抓套的右端抵靠于推力滚子轴承，锚抓套的左端抵靠于接箍本体的右端，启动剪销穿过主外筒并插入到锚抓套的外周壁上，内支撑环的左端抵靠于推力滚子轴承，刀体组件的左侧与内支撑环的右侧通过螺钉连接，刀体组件的右侧抵靠于推刀块的左侧，推刀块通过螺钉连接在主外筒的右侧上，下接头左侧的外周壁与主外筒右侧的内周壁通过螺纹连接，本发明的有益效果：能够让切割工具平稳或稳定的对油管进行外切割。

Description

一种用于油管的机械外切割工具

技术领域

本发明涉及是石油过程装备制造技术领域，具体涉及一种用于油管的机械外切割工具。

背景技术

在油井的井下采气或采油需要油管，油管是在钻探完成后将原油和天然气从油气层运输到地表的管道。

当在采输或作业过程中，油管在井内被卡或被埋无法正常起出，这样只有对油管进行打捞作业，才能顺畅起出油管串，本次工具是针对小套管井筒内油管外切割打捞工艺，即实现油管本体外切割工艺，打捞出被卡或被埋段上部油管串顺利出井，恢复卡埋点上的井筒畅通无异物后，为后期处理卡埋点油管的打捞提供施工条件。

由于油管串连接方式为本体加接箍加本体交替，需要外切割工具串能通过油管接箍外部并到达切割作业深度，外切割工具摆动刀具对油管本体进行切割，切割和打捞被卡被埋段上的管串并将管串顺利出井，恢复后续正常施工作业。但是，如何确保外切割工具通径极大化，外径极小化，且满足工具作业工况强度及如何稳定的进行外切割油管，在作业采气或采油过程是需要亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何稳定或平稳的进行油管外切割的技术问题，本发明的目的在于提供一种用于油管的机械外切割工具，能够稳定或平稳对油管进行外切割。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于油管的机械外切割工具，包括：

上接头；

主外筒，所述上接头一侧的外周壁插入到该主外筒另一侧的内周壁，主外筒与上接头通过丢手剪销连接；

锚抓套，该锚抓套的一端抵靠于推力滚子轴承，锚抓套的另一端抵靠于接箍本体的一端，所述接箍本体的外周壁贴合在上接头的内周壁上，锚抓套用于锚固在接箍本体上；

内支撑环，该内支撑环的另一端抵靠于所述推力滚子轴承；

刀体组件，用于可自转的切割油管，该刀体组件的另一侧与内支撑环的一侧通过螺钉连接，刀体组件的一侧抵靠于推刀块的另一侧，所述推刀块通过螺钉连接在主外筒的内部；

下接头，该下接头另一侧的外周壁与主外筒一侧的内周壁通过螺纹连接。

所述接箍本体设置在所述上接头的内部，接箍本体的右侧内周壁抵靠所述油管的左侧外周壁，接箍本体的右侧内周壁与油管的左侧外周壁都为锥形斜面，接箍本体的左端抵靠有推力工具。

所述锚抓套和内支撑环设置在所述主外筒的内部，定位减销穿过所述主外筒并过盈配合在内支撑环的外周壁上，锚抓套的右端面和内支撑环的左端面之间具有缝隙，所述推力滚子轴承位于所述缝隙内。

所述锚抓套具有锚抓套筒，所述锚抓套筒的外周壁具有凹槽，启动剪销穿过所述主外筒并插入到所述凹槽内，锚抓套筒的右端面抵靠于所述推力滚子轴承。

所述锚抓套通过螺钉连接有锚抓弹片，所述锚抓弹片的左端面锚固于所述接箍本体的右端面。

所述锚抓弹片的左端面具有细齿，所述细齿抵靠于所述接箍本体的右端面。

所述内支撑环的右侧通过螺钉与所述刀体组件的左侧连接，刀体组件设置在所述主外筒与推刀块之间，所述推刀块的右端抵靠在主外筒上。

所述刀体组件具有刀体和摆刀，所述刀体的左侧通过螺钉与所述内支撑环的右侧连接，所述摆刀位于刀体的右侧，刀体的右侧开有U形通槽和U形盲槽，所述U形通槽和U形盲槽连通，刀体的左侧位于U形通槽内，销轴穿过刀体的右侧以及位于U形通槽内的摆刀，所述销轴与摆刀铰接连接，销轴固定在刀体上。

所述U形通槽内具有摆刀限位弹片，所述摆刀限位弹片具有弹性端片，其中一个所述弹性端片抵靠在所述摆刀的下端面上，另一个弹性端片抵靠在所述U形盲槽的底面上。

所述摆刀限位弹片有部分位于所述U形通槽内，摆刀限位弹片呈“Z”字型。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1.本发明利用接箍本体的右推使锚抓弹片左端面的细齿与接箍本体的右端面接触，锚抓弹片的右移使刀体组件右移，刀体组件右移让摆刀的右上端与推刀块的左端接触，摆刀朝油管的外周壁方向移动或摆动并夹紧油管的外周壁，接箍本体以及上下接头旋转，接箍本体让锚抓弹片旋转和锚抓套旋转，锚抓套通过推力滚子轴承使内支撑环、刀体组件旋转则摆刀能旋转的对油管的外周壁进行切割，而锚抓组件与接箍本体右端面相对固定，无旋转位移，同时保证切割点与锚固点轴向固定，推力滚子轴承将锚抓套与内支撑环隔开使接箍本体、上下接头的切割旋转力与锚抓组件的旋转切割力隔开，确保切割点(切割刀片切割油管的位置)与锚固点(锚抓弹片左端面的细齿与接箍本体的右端面接触位置)无旋转窜动，增加切割过程的稳定性。

2.本发明的油管的外周壁切割完后，接箍本体左移，摆刀在摆刀限位弹片的作用下朝油管外周壁的反方向张开，由于油管左侧外周壁始终卡在接箍本体的右侧内周壁上，提拉接箍本体以及上接头或下接头将被切割的油管段连同切割工具从油井中打捞出，为后期处理卡埋点油管的打捞提供施工条件。

附图说明

为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：

图1为本发明的主视剖面图；

图2为本发明图1的A处放大图；

图3为本发明图1的B处放大图；

图4为本发明的锚抓套立体图；

图5为本发明图4的C处放大图；

图6为本发明的俯视方向刀体组件立体图；

图7为本发明的仰视方向刀体组件立体图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-上接头、2-丢手剪销、3-主外筒、4-锚抓弹片、41-细齿、5-锚抓套、51-锚抓套筒、52-凹槽、6-启动剪销、7-缝隙、8-推力滚子轴承、9-定位减销 、10-内支撑环、11-刀体组件、111-刀体、112-U形通槽、113-U形盲槽、114-底面、12-摆刀、121-下端面、13-推刀块、14-下接头、15-摆刀限位弹片、151-弹性端片、16-切割刀片、17-销轴、18-接箍本体、19-油管。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种用于油管的机械外切割工具，包括：上接头1、丢手剪销2、主外筒3、锚抓弹片4、锚抓套5、推力滚子轴承8、定位减销9 、内支撑环10、刀体组件11、推刀块13以及下接头14。

上接头1右侧的外周壁插入到主外筒3左侧的内周壁，主外筒3与上接头1通过丢手剪销2连接，锚抓套5的右端抵靠于推力滚子轴承8的左端，锚抓套5的左端抵靠于接箍本体18的右端，锚抓套5是用于锚固在接箍本体18上的，启动剪销6穿过主外筒3并插入到锚抓套5的外周壁上，内支撑环10的左端抵靠于所述推力滚子轴承8的右端, 接箍本体18的旋转带动锚抓弹片4旋转，启动剪销6剪断，从而使锚抓套5旋转，锚抓套5推动推力滚子轴承8旋转，推力滚子轴承8的旋转带动内支撑环10和刀体组件11旋转，推力滚子轴承8的作用使锚抓套5和内支撑环10产生相对的旋转即锚抓套5与内支撑环10之间具有旋转的速度差。

刀体组件11用于可自转的切割油管19，刀体组件11的左侧与内支撑环10的右侧通过螺钉连接，刀体组件11的右侧抵靠于推刀块13的左侧，所述推刀块13通过螺钉连接在主外筒3的内部，下接头14左侧的外周壁与主外筒3右侧的内周壁通过螺纹连接。

所述接箍本体18设置在所述上接头1的内部，接箍本体18的右侧内周壁抵靠所述油管19的左侧外周壁，接箍本体18的右侧内周壁与油管19的左侧外周壁都为锥形斜面，接箍本体18的左端抵靠有推力工具让接箍本体18右移, 让油管19从下接头14的右端左移进入到主外筒3的内部，接箍本体18的右侧内周壁与油管19的左侧外周壁配合接触使油管19左侧外周壁卡在接箍本体18的右侧内周壁上。

如图1-2所示,所述锚抓套5和内支撑环10设置在所述主外筒3的内部，定位减销9穿过主外筒3并过盈配合在内支撑环10的外周壁上，锚抓套5的右端面和内支撑环10的左端面之间具有缝隙7，所述推力滚子轴承8位于所述缝隙7内。

如图4-5所示，所述锚抓套5具有锚抓套筒51，所述锚抓套筒51的外周壁具有凹槽52，所述启动剪销6穿过所述主外筒3并插入到所述凹槽52内，锚抓套筒51的右端面抵靠于所述推力滚子轴承8，锚抓套5通过螺钉连接有锚抓弹片4，所述锚抓弹片4的左端面锚固于所述接箍本体18的右端面，锚抓弹片4的左端面具有细齿41，细齿41抵靠于所述接箍本体18的右端面使细齿41与接箍本体18的右端面之间具有摩擦即接箍本体18的旋转可以带动细齿41旋转。

所述内支撑环10的右侧通过螺钉与所述刀体组件11的左侧连接，刀体组件11设置在所述主外筒3与推刀块13之间，所述推刀块13的右端抵靠在主外筒3上。

如图3、6和7所示，所述刀体组件11具有刀体111和摆刀12，所述刀体111的左侧通过螺钉与所述内支撑环10的右侧连接，所述摆刀12位于刀体111的右侧，刀体111的右侧开有U形通槽112和U形盲槽113，所述U形通槽112和U形盲槽连通，刀体111的左侧位于U形通槽112内，销轴17穿过刀体111的右侧以及位于U形通槽112内的摆刀12，所述销轴17与摆刀12铰接连接，销轴17固定在刀体111上，摆刀12的右上端与推刀块13的左端接触使摆刀12朝油管19的外周壁方向移动并夹紧油管19的外周壁(如图1所示)。

如图6-7所示，所述U形通槽112内具有摆刀限位弹片15，摆刀限位弹片15具有弹性端片151，其中一个所述弹性端片151抵靠在所述摆刀12的下端面121上，另一个弹性端片151抵靠在所述U形盲槽113的底面114上，摆刀限位弹片15有部分位于所述U形通槽112内，摆刀限位弹片15呈“Z”字型，摆刀限位弹片15可以使摆刀12朝油管19外周壁的反方向摆动。

实施例2

如图1-7所示，本发明的工作原理具体如下：

让油管19从下接头14的右端左移并穿过下接头14的内部再进入到主外筒3的内部，接箍本体18的左端抵靠有推力工具让接箍本体18右移，接箍本体18的右移与油管19的左移使油管19左侧外周壁卡在接箍本体18的右侧内周壁上。

上接头1的左侧和下接头14的右侧连接有工具串便于打捞切割的油管，上接头1和下接头14不动，让接箍本体18继续右移，让油管19左侧外周壁始终卡在接箍本体18的右侧内周壁上，接箍本体18的右端面抵紧于锚抓弹片4的左端面即细齿41，锚抓套筒51的右端面、内支撑环10的左端面抵紧于推力滚子轴承8，锚抓套5和内支撑环10右移，锚抓套5和内支撑环10的右移让刀体组件11右移，启动剪销6和定位减销9剪断，此时的摆刀12在摆刀限位弹片15的作用下是朝油管19外周壁的反方向张开的，刀体组件11的继续右移，摆刀12的右上端与推刀块13的左端接触使摆刀12朝油管19的外周壁方向移动或摆动而夹紧油管19的外周壁,即摆刀12右侧内壁具有的切割刀片16夹紧油管19的外周壁。

上接头1左侧和下接头14右侧连接的工具串让主外筒3旋转，同时旋转接箍本体18左端抵靠的推力工具使旋转接箍本体18旋转，锚抓弹片4左端面的细齿41与接箍本体18的右端面产生滑动摩擦，锚抓弹片4旋转，锚抓套5旋转，锚抓套5通过推力滚子轴承8使内支撑环10旋转，让刀体组件11旋转则摆刀12能旋转的对油管19的外周壁进行切割。

油管19的外周壁切割完后，接箍本体18左移摆刀12在摆刀限位弹片15的作用下朝油管19外周壁的反方向张开，由于油管19左侧外周壁始终卡在接箍本体18的右侧内周壁上，提拉接箍本体18以及上接头1或下接头14将被切割的油管段从油井中打捞出。

实施例3

本发明主要是针对的是：当油井的内油管被卡或被埋而无法正常起出时，以油管串连接方式即油管本体加接箍加油管本体的交替连接方式，这时就需要在井内设置切割工具，切割打捞被卡或被埋段上的油管串顺利出井，恢复后续正常施工作业。

本次工具利用接头的工具串，大接箍本体连接油管的切割打捞作业，采用全新结构布局，保证工具外径不做增加的情况下，油管通径极大化，刀体组件与主外筒在位叠加，确保工具下入过程中能用大接箍本体，摆刀轨迹还能收拢的切割油管本体外周壁。

本发明工具串装配完成后，锚抓弹片处于本身伸出状态(如图4)，当施工作业下入并经过接箍本体位置时，弹片受径向朝外扩张力即锚抓弹片还是在原来的伸出状态，直到工具串下入到切割位置时，锚抓弹片的左端面卡在接箍本体右端面，完成接箍锚固动作（即锚抓组件与接箍本体右端面相对固定，无旋转位移，同时保证切割点与锚固点轴向固定），缓缓加力直到启动剪销剪断，上接头带动主外筒及推刀块，挤压摆刀往内收拢，当摆刀的刀尖(切割刀片)与油管本体贴合后，缓缓启动井口旋转动力开始切割（刀具切割旋转力通过过渡轴环即推力滚子轴承与锚抓组件的隔开，确保锚固点无旋转窜动，增加工具切割过程的稳定性），当切割扭矩减小时，再微微提拉工具串，以上动作反复操作，直到扭矩显示恢复至切割前的空转扭矩，察看悬重是否增加，完成切割工具串的起出。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于油管的机械外切割工具，其特征在于，包括：

上接头(1)；

主外筒(3)，所述上接头(1)一侧的外周壁插入到该主外筒(3)另一侧的内周壁，主外筒(3)与上接头(1)通过丢手剪销(2)连接；

锚抓套(5)，该锚抓套(5)的一端抵靠于推力滚子轴承(8)，锚抓套(5)的另一端抵靠于接箍本体(18)的一端，所述接箍本体(18)的外周壁贴合在上接头(1)的内周壁上，锚抓套(5)用于锚固在接箍本体(18)上；

内支撑环(10)，该内支撑环(10)的另一端抵靠于所述推力滚子轴承(8)；

刀体组件(11)，用于可自转的切割油管(19)，该刀体组件(11)的另一侧与内支撑环(10)的一侧通过螺钉连接，刀体组件(11)的一侧抵靠于推刀块(13)的另一侧，所述推刀块(13)通过螺钉连接在主外筒(3)的内部；

下接头(14)，该下接头(14)另一侧的外周壁与主外筒(3)一侧的内周壁通过螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于油管的机械外切割工具，其特征在于，所述接箍本体(18)的右侧内周壁抵靠所述油管(19)的左侧外周壁，接箍本体(18)的右侧内周壁与油管(19)的左侧外周壁都为锥形斜面，接箍本体(18)的左端抵靠有推力工具。

3.根据权利要求1所述的一种用于油管的机械外切割工具，其特征在于，所述锚抓套(5)和内支撑环(10)设置在所述主外筒(3)的内部，定位减销(9)穿过主外筒(3)并过盈配合在内支撑环(10)的外周壁上，锚抓套(5)的右端面和内支撑环(10)的左端面之间具有缝隙(7)，所述推力滚子轴承(8)位于所述缝隙(7)内。

4.根据权利要求1所述的一种用于油管的机械外切割工具，其特征在于，所述锚抓套(5)具有锚抓套筒(51)，所述锚抓套筒(51)的外周壁具有凹槽(52)，启动剪销(6)穿过所述主外筒(3)并插入到所述凹槽(52)内，锚抓套筒(51)的右端面抵靠于所述推力滚子轴承(8)。

5.根据权利要求4所述的一种用于油管的机械外切割工具，其特征在于，所述锚抓套(5)通过螺钉连接有锚抓弹片(4)，所述锚抓弹片(4)的左端面锚固于所述接箍本体(18)的右端面。

6.根据权利要求5所述的一种用于油管的机械外切割工具，其特征在于，所述锚抓弹片(4)的左端面具有细齿(41)，所述细齿(41)抵靠于所述接箍本体(18)的右端面。

7.根据权利要求1所述的一种用于油管的机械外切割工具，其特征在于，所述内支撑环(10)的右侧通过螺钉与所述刀体组件(11)的左侧连接，刀体组件(11)设置在所述主外筒(3)与推刀块(13)之间，所述推刀块(13)的右端抵靠在主外筒(3)上。

8.根据权利要求7所述的一种用于油管的机械外切割工具，其特征在于，所述刀体组件(11)具有刀体(111)和摆刀(12)，所述刀体(111)的左侧通过螺钉与所述内支撑环(10)的右侧连接，所述摆刀(12)位于刀体(111)的右侧，刀体(111)的右侧开有U形通槽(112)和U形盲槽(113)，所述U形通槽(112)和U形盲槽连通，刀体(111)的左侧位于U形通槽(112)内，销轴(17)穿过刀体(111)的右侧以及位于U形通槽(112)内的摆刀(12)，所述销轴(17)与摆刀(12)铰接连接，销轴(17)固定在刀体(111)上。

9.根据权利要求8所述的一种用于油管的机械外切割工具，其特征在于，所述U形通槽(112)内具有摆刀限位弹片(15)，所述摆刀限位弹片(15)具有弹性端片(151)，其中一个所述弹性端片(151)抵靠在所述摆刀(12)的下端面(121)上，另一个弹性端片(151)抵靠在所述U形盲槽(113)的底面(114)上。

10.根据权利要求9所述的一种用于油管的机械外切割工具，其特征在于，所述摆刀限位弹片(15)有部分位于所述U形通槽(112)内，摆刀限位弹片(15)呈“Z”字型。

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