CN116927700B - 一种高效双级套管段铣工具及套管段铣刀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效双级套管段铣工具及套管段铣刀，其中段铣刀包括刀体、固定在刀体上的刀板，所述刀板上设置有外切削齿、内切削齿，所述外切削齿包括外齿下端面、外齿外侧面；所述内切削齿包括内齿下端面；所述外齿下端面、外齿外侧面和内齿下端面均为平面，且所述外齿下端面、内齿下端面均平行于刀板底面，所述外齿外侧面平行于刀板外侧面。本发明提供一种高效双级套管段铣工具及套管段铣刀，以解决现有技术中套管段铣刀的吃入能力弱、覆盖面积小、掉齿严重和使用寿命较短等问题，实现提高套管段铣刀的工作效率和使用寿命、改善套管段铣效果的目的。

Description

一种高效双级套管段铣工具及套管段铣刀

技术领域

本发明涉及套管段铣领域，具体涉及一种高效双级套管段铣工具及套管段铣刀。

背景技术

随着油田开发的的不断深入，部分油气井到了后期就面临着报废和弃井，出于经济性和保护生态环境考虑，通常需要对一些井进行永久性报废或者对一些井段进行封堵作业。根据废弃井封堵技术要求，封堵井需要在裸眼段注水泥塞、在套管被割断位置打水泥塞、在注采层位的射孔段部位打水泥塞。部分固井质量差或者井筒中套管发生变形或者损坏的油井，需要下入锻铣工具将发生变形或者严重损坏的套管切割磨铣掉，而后在井内的适当位置注水泥塞或坐桥塞进行安全封堵。另外，当需要侧钻施工时候，同样需要下入锻铣工具切割磨铣掉井筒中一定长度的套管，为下一步的侧钻提供新的通道。此外，老井经过评估可以改造为储气库井再利用，降低新钻井成本，而一些复杂井需要进行处理封堵，以保证整个储气库的密封性；封堵作业最易接受的方式是恢复盖层，因此需要下入段铣工具进行段铣套管并扩眼，最后在盖层深度处打水泥塞作为永久隔离物。

套管段铣器是套管开窗的主要工具，从现场应用来看，传统套管段铣器在工作过程中存在刀具磨损快，单趟段铣长度短，段铣效率低，工具寿命短的问题，甚至还会出现刀板断裂，崩齿掉齿现象，甚至出现刀具卡死造成工具无法打开/收回的情况，有很大的安全隐患和造成直接的经济性损失。

现有技术中，中国专利CN 212130440 U公开了“一种井下套管多级锻铣工具”，其通过上下两级段铣构件延长了工具单次入井的套管锻铣长度；中国专利申请CN 115992663A公开了“一种井下套管两级锻铣工具”，其同样通过上下两级段铣构件延长了工具单次入井的套管锻铣长度，并且该专利申请中将套管段铣工具的切削齿分为了用于切断套管的第一类切削齿、用于正常向下锻铣套管的第二类切削齿。

然而，现有技术中用于套管段铣工具的切削齿大都为常规的内凹圆形齿，在实际使用时存在刀齿吃入能力弱、切削区域覆盖面积小、掉齿严重、切屑缠绕堵塞井内通道等问题；此外，现有技术中也有第一类切削齿采用菱形齿、通过点接触方式切割套管的报道，然而其依然存在切屑返出率低、切屑缠绕、热量堆积导致刀具使用寿命较短等不足。

发明内容

本发明提供一种高效双级套管段铣工具及套管段铣刀，以解决现有技术中套管段铣刀的吃入能力弱、覆盖面积小、掉齿严重和使用寿命较短等问题，实现提高套管段铣刀的工作效率和使用寿命、改善套管段铣效果的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

一种套管段铣刀，包括刀体、固定在刀体上的刀板，所述刀板上设置有外切削齿、内切削齿，所述外切削齿包括外齿下端面、外齿外侧面；所述内切削齿包括内齿下端面；

所述外齿下端面、外齿外侧面和内齿下端面均为平面，且所述外齿下端面、内齿下端面均平行于刀板底面，所述外齿外侧面平行于刀板外侧面。

针对现有技术中套管段铣刀的吃入能力弱、覆盖面积小、掉齿严重和使用寿命较短等问题，本申请首先提出一种套管段铣刀，刀体和刀板均为套管段铣刀的常规结构，刀板用于安装锻铣套管的切削齿。本申请将位于刀板上的两类切削齿分别定义为外切削齿和内切削齿，其中外切削齿用于切断套管，内切削齿用于正常向下锻铣套管，因此外切削齿位于刀板外侧端部区域，内切削齿位于刀板内部区域。

其中：外齿下端面、内齿下端面是指段铣刀入井时，外切削齿、内切削齿朝向井底方向的一侧端面；刀板底面是指段铣刀入井时，刀板朝向井底方向的一侧表面；外齿外侧面是指段铣刀入井时，外切削齿径向朝外的一侧端面；刀板外侧面是指段铣刀入井时，刀板径向朝外的一侧表面。

研究发现，现有的内凹圆形齿或菱形齿，在套管被切时会形成不规则加工面，加之段铣端面上残留的毛刺等，容易将单个切削齿挤掉，导致掉齿现象严重。而本申请与现有的内凹圆形齿或菱形齿不同的是，将外齿下端面、内齿下端面均设置为平行于刀板底面的平面，将外齿外侧面设置为平行于刀板外侧面的平面。对于外切削齿而言，其能够保持向外的齿尖与套管之间的线接触，有利于快速切入套管，同时由于与刀板外侧面平行的外齿外侧面，因此还能够增大切削区的工作面积，使得刀板上切削齿的整体覆盖率更大，并且还能够降低掉齿概率。对于内切削齿而言，内齿下端面平行于刀板底面，因此内切削齿在向下锻铣套管时，能够整体与套管端面充分接触，可提高对内切削齿的整体利用率。所以，本申请相较于现有的内凹圆形齿或菱形齿，可以增大切削齿的覆盖率、提高套管段铣刀的工作效率和使用寿命、改善套管段铣效果，进而提高套管开窗效果。

此外，对于大井斜的油气井而言，由于段铣工具入井后严重偏心，不仅会导致被段铣套管出现严重的“扒皮”现象，还会由于环空不均而导致返屑率较低，大量的铁屑残留堆积在相对较窄的下环空区域，导致憋压、憋扭矩，严重时甚至干扰工具正常段铣和起钻作业；而本申请通过独特的齿形设计，使得段铣套管产生的铁屑能够多呈小片的鳞片状结构，而非传统的丝状切屑，以此更加降低切屑缠绕、堵塞井内通道的问题，显著降低了憋压、憋扭矩现象的发生，有利于保证段铣和起钻作业的正常进行，显著提高了对大井斜油气井的套管段铣作业的井下安全性。

进一步的，所述外切削齿还包括外齿顶面，所述内切削齿还包括内齿顶面；所述外齿顶面、内齿顶面均为平面。

其中，外齿顶面、内齿顶面是指外切削齿、内切削齿上分别远离刀板的一侧表面。

进一步的，所述外齿顶面、内齿顶面上均开设若干沿刀板长度方向分布的断屑槽，所述断屑槽的各槽壁，均从远离刀板表面的一侧至靠近刀板表面的一侧，逐渐向内倾斜。

其中，刀板长度方向即是指套管段铣刀入井后，井眼轴向的方向；刀板表面，是指刀板上安装切削齿的一侧表面。

本方案使得无论是外齿顶面还是内齿顶面，在每个切削齿的顶面均开设若干的断屑槽，且使得各断屑槽沿着刀板长度方向分布，并且每个断屑槽的所有槽壁均从槽口至槽底方向朝内倾斜，相较于现有技术而言，多个呈直线分布的断屑槽可使切屑向一侧挤压、并同步使切屑向着内侧方向弯曲内卷，有利于在切屑的相互作用之下起到断屑作用，更容易使切屑断裂，降低切削形成长铁丝的几率，进而降低切屑缠绕、堵塞井内通道的风险；并且，由于本申请中断屑槽的独特形状，可使得钻井液在每个槽内形成微型涡流，进而快速将段铣过程中产生的热量带走，以此提高段铣刀的散热效果、减少刀具热量堆积、延长刀具使用寿命。

进一步的，所述外齿顶面平行于所述刀板表面；所述内齿顶面从靠近刀板外侧面的一端，至远离刀板外侧面的一端，逐渐向刀板表面方向倾斜。

本方案中，外齿顶面与刀板表面平行，有利于保证外切削齿对套管的切断效果；内齿顶面由外向内倾斜布置，即是使得内切削齿的厚度从远离刀体的一端至靠近刀体的一端逐渐减小，此种齿形设计：可逼迫切屑提前断裂，降低切屑与断屑槽、段铣刀与套管之间的相互作用，更加有利于形成小型鳞片状的切屑，降低形成丝状切屑的几率；还能够利于铁屑的排出，减少铁屑与齿面的接触生热，进而更加延长内切削齿的工作寿命。

进一步的，所述内齿顶面与刀板表面之间的夹角为5°～7.5°。

研究过程中发现，随着本方案夹角的增大，内切削齿的切削载荷应力值呈上升趋势，而一定的切削角度布置有利于内切削齿的冷却和排屑；同时随着本方案夹角的增大，内切削齿的扭矩波动会增大，这表明在切削过程中，内切削齿会产生不同程度的震动，而高震动不利于对套管的稳定段铣，所以该夹角也不宜过大。经过更加深入的研究，得出内齿顶面与刀板表面之间的夹角在5°～7.5°之间为优选方案，若该夹角低于5°、散热和排屑效果均相对较弱，若该夹角高于7.5°、内切削齿震动过于激烈。

进一步的，所述刀板表面从远离刀板底面的一端至靠近刀板底面的一端，逐渐向远离刀体表面的方向倾斜。

其中，刀体表面是指刀体上、与刀板表面朝向相同的一侧表面。本方案使得刀板相对于刀体表面倾斜布置，且刀板从远离其底面的一端至其底面端，与刀体之间的间距逐渐增大，进而使得布置在刀板上的外切削齿、内切削齿也同步沿该方向倾斜，此种布置方式有利于使得内切削齿在段铣套管端面时，快速形成小片的切屑，避免切屑在平行于工具轴向的平面内完全展开，而是迫使切屑沿设定方向进入断屑槽、逼迫切屑定向弯曲折断。

进一步的，所述刀板表面与刀体表面之间的夹角为2°～4°。

研究过程中发现，随着本方案夹角的增大，内切削齿与套管端部的接触面积会增大，导致产生更多的热量，容易造成内切削齿的过早失效；同时随着本方案夹角的增大，内切削齿的应力峰值呈增大趋势，又会导致内切削齿的工作寿命降低，太大的角度不利于段铣工作。因此经过更加深入的研究，得出刀板表面与刀体表面之间的夹角在2°～4°之间为有利于段铣过程的优选方案。

进一步的，所述内切削齿还包括朝向刀体所在方向的内齿内侧面、与所述内齿内侧面相对的内齿外侧面；

所述内齿内侧面从远离刀板表面的一端至靠近刀板表面的一端，逐渐向远离刀体的方向倾斜；

所述内齿外侧面垂直于刀板表面。

本方案中，内齿内侧面即是从顶端至底端逐渐远离刀体所在方向，而内齿外侧面垂直于刀板表面，此种齿形布置可使得相邻两个内切削齿之间形成上小下大的间隙，可在不影响切削齿覆盖率的前提下，更加提高散热和排屑效果。

进一步的，所述内切削齿还包括与所述内齿下端面相对的内齿上端面，所述内齿上端面从远离刀板表面的一端至靠近刀板表面的一端，逐渐向刀板底面方向倾斜。

套管段铣工具的内切削齿在工作过程中受冲击载荷，使其内齿上端面具有逐渐倾斜的角度，有利于保证其强度，起到更好的减振和支撑作用。

一种高效双级套管段铣工具，包括依次相连的上级段铣短节、中间接头、下级段铣短节，所述上级段铣短节、下级段铣短节上均设置本申请中的套管段铣刀，所述上级段铣短节、下级段铣短节上均设置有扶正装置。

本申请的双级套管段铣工具，使用上下两级段铣短节，在一次下钻作业中可显著增加段铣长度，减少作业成本。并且由于上下两级中的扶正装置的设置，使得在锻铣施工时，降低工具整体偏心程度，进而更加适用于大斜度井的使用。其中的扶正装置，可采用扶正器、扶正套或扶正块等本领域技术人员能够实现的扶正装置。

此外，上级段铣短节、下级段铣短节可采用本领域技术人员能够实现的现有双级段铣工具结构实现，中间接头用于连接上级段铣短节和下级段铣短节。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种高效双级套管段铣工具及套管段铣刀，相较于现有的内凹圆形齿或菱形齿，可以增大切削齿的覆盖率、提高套管段铣刀的工作效率和使用寿命、改善套管段铣效果，进而提高套管开窗效果。

2、本发明一种高效双级套管段铣工具及套管段铣刀，通过独特的齿形设计，使得段铣套管产生的铁屑能够呈小片的鳞片状结构，而非传统的丝状切屑，以此更加降低切屑缠绕、堵塞井内通道的问题，显著降低了憋压、憋扭矩现象的发生，有利于保证段铣和起钻作业的正常进行，显著提高了对大井斜油气井的套管段铣作业的井下安全性。

3、本发明一种高效双级套管段铣工具及套管段铣刀，可使切屑向一侧挤压、并同步使切屑向着内侧方向弯曲内卷，有利于在切屑的相互作用之下起到断屑作用，更容易使切屑断裂，降低切削形成长铁丝的几率，进而降低切屑缠绕、堵塞井内通道的风险。

4、本发明一种高效双级套管段铣工具及套管段铣刀，可使钻井液在断屑槽内形成微型涡流，进而快速将段铣过程中产生的热量带走，以此提高段铣刀的散热效果、减少刀具热量堆积、延长刀具使用寿命。

5、本发明一种高效双级套管段铣工具及套管段铣刀，可逼迫切屑提前断裂，降低切屑与断屑槽、段铣刀与套管之间的相互作用，更加有利于形成小型鳞片状的切屑，降低形成丝状切屑的几率；还能够利于铁屑的排出，减少铁屑与齿面的接触生热，进而更加延长内切削齿的工作寿命。

6、本发明一种高效双级套管段铣工具及套管段铣刀，有利于使得内切削齿在段铣套管端面时，快速形成小片的切屑，避免切屑在平行于工具轴向的平面内完全展开，而是迫使切屑沿设定方向进入断屑槽、逼迫切屑定向弯曲折断。

7、本发明一种高效双级套管段铣工具及套管段铣刀，使得相邻两个内切削齿之间形成上小下大的间隙，可在不影响切削齿覆盖率的前提下，更加提高散热和排屑效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明具体实施例中套管段铣刀的结构示意图；

图2为本发明具体实施例中套管段铣刀的主视图；

图3为本发明具体实施例中套管段铣刀的侧视图；

图4为本发明具体实施例中套管段铣刀的局部示意图；

图5为本发明具体实施例中套管段铣刀的局部示意图；

图6为本发明具体实施例中双级套管段铣工具的示意图；

图7为本发明具体实施例中双级套管段铣工具的半剖结构示意图；

图8为本发明具体实施例中的一种刀体形状示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-刀体，2-刀板，3-外切削齿，301-外齿下端面，302-外齿外侧面，303-外齿顶面，4-内切削齿，401-内齿下端面，402-内齿顶面，403-内齿内侧面，404-内齿外侧面，405-内齿上端面，5-断屑槽，6-中间接头，7-上级上接头，8-上级外壳，9-上级段铣长刀，10-上级段铣短刀，11-上级活塞，12-上隔泥管，13-上级弹簧，14-挡环，15-滑套，16-滑套落槽，17-上级扶正合金块，18-下级上接头，19-下级外壳，20-引锥钻头，21-下级段铣长刀，22-下级段铣短刀，23-下级活塞，24-球，25-下级弹簧，26-下级扶正套。

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。在本申请的描述中，需要理解的是，诸如术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”、“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申请保护范围的限制。

实施例1：

如图1至图5所示的一种套管段铣刀，包括刀体1、固定在刀体1上的刀板2，所述刀板2上设置有外切削齿3、内切削齿4，其中外切削齿3是指靠近刀板外侧面的一排切削齿，内切削齿4是指除了外切削齿3之外的其余切削齿。

所述外切削齿3包括外齿下端面301、外齿外侧面302；所述内切削齿4包括内齿下端面401；

所述外齿下端面301、外齿外侧面302和内齿下端面401均为平面，且所述外齿下端面301、内齿下端面401均平行于刀板2底面，所述外齿外侧面302平行于刀板2外侧面。

所述外切削齿3还包括外齿顶面303，所述内切削齿4还包括内齿顶面402；所述外齿顶面303、内齿顶面402均为平面。

所述外齿顶面303、内齿顶面402上均开设若干沿刀板2长度方向分布的断屑槽5，所述断屑槽5的各槽壁，均从远离刀板2表面的一侧至靠近刀板2表面的一侧，逐渐向内倾斜。

本实施例中，外切削齿3、内切削齿4均呈近方形的结构，其每个表面均为平面，可增强刀齿的吃入能力，并且综合布齿的方式可增加刀板切削区工作面积，高覆盖率能够减少掉齿，同时，断屑槽5呈近梯形结构，有利于段铣作业时切断切屑，增加散热，减少刀具热量堆积。新设计能够增加刀齿寿命，增加锻铣效率。

优选的，外切削齿3、内切削齿4均采用硬质合金齿，刀板2采用高强度合金钢。

需要说明的是，图4与图5中为了便于展示，仅示出了一个外切削齿3和一个内切削齿4。

实施例2：

一种套管段铣刀，在实施例1的基础上，如图1至图5所示，所述外齿顶面303平行于所述刀板2表面；所述内齿顶面402从靠近刀板2外侧面的一端，至远离刀板2外侧面的一端，逐渐向刀板2表面方向倾斜。

所述刀板2表面从远离刀板2底面的一端至靠近刀板2底面的一端，逐渐向远离刀体1表面的方向倾斜。

所述内切削齿4还包括朝向刀体1所在方向的内齿内侧面403、与所述内齿内侧面403相对的内齿外侧面404；

所述内齿内侧面403从远离刀板2表面的一端至靠近刀板2表面的一端，逐渐向远离刀体1的方向倾斜；

所述内齿外侧面404垂直于刀板2表面。

所述内切削齿4还包括与所述内齿下端面401相对的内齿上端面405，所述内齿上端面405从远离刀板2表面的一端至靠近刀板2表面的一端，逐渐向刀板2底面方向倾斜。

本实施例中，内齿顶面402与刀板2表面之间的夹角为5°～7.5°，优选为5°。

本实施例中，刀板2表面与刀体1表面之间的夹角为2°～4°，优选为3°。

本实施例中，内齿上端面405与刀板2表面的夹角为82°～84°，优选为83°。

实施例3：

一种高效双级套管段铣工具，如图6与图7所示，包括依次相连的上级段铣短节、中间接头6、下级段铣短节，所述上级段铣短节、下级段铣短节上均设置如实施例1或2所记载的套管段铣刀，所述上级段铣短节、下级段铣短节上均设置有扶正装置。

本实施例中，上级段铣短节包括用于连接钻具的上级上接头7、连接在上级上接头7下端的上级外壳8，上级外壳8上开设有活塞导向槽和刀槽，刀槽为三个短刀槽和三个长刀槽，长刀槽内安装上级段铣长刀9，短刀槽内安装有上级段铣短刀10；刀槽为台阶状的通孔结构，各刀槽上端均设置有段铣器直销孔、上级刀板定位块，上级刀板定位块与对应的上级段铣长刀9、上级段铣短刀10的连接处形成台阶面；本实施例中的上级段铣长刀9、上级段铣短刀10均采用如实施例1或2所记载的套管段铣刀，其区别在于刀体和刀板的长度不同。

上级活塞11设置在活塞导向槽内，上级活塞11的外壁与活塞导向槽内壁滑动配合，上级活塞11外部设置有Y型密封圈，上级活塞11的活塞杆上端与上隔泥管12通过螺纹连接，优选为ACME螺纹；上级弹簧13套设于上隔泥管12外部且上端面与上级上接头7内部台阶面抵接、下端面与上隔泥管12下端台阶上表面抵接，上级活塞11的活塞杆可压缩上级弹簧13、并在上级弹簧13作用下复位；上级活塞11的下端通过挡环14定位；挡环14通过螺纹与上级外壳8连接，挡环14上设置有四个均布的喷嘴流道，分别与四个上级喷嘴对应，用于在上级段铣短节工作时实现钻井液的循环；

中间接头6内滑动配合滑套15，滑套15与挡环14通过销钉连接，滑套15与挡环14的连接面设置有挡环密封圈，挡环14下端面与中间接头6上端面抵接；中间接头6内还设置有位于滑套15下方的滑套落槽16与球座，在投球后，球落入球座、憋压剪断所述销钉后随着滑套15落入滑套落槽16内。

上级段铣长刀9、上级段铣短刀10均通过上级直销安装在长、短刀槽内，上级直销与上级外壳8铰接，上级段铣长刀9、上级段铣短刀10可通过上级直销转动，且在两侧转动方向上均具有限制该转动极限位置的限位结构。

设置在上级段铣短节上的扶正装置为若干沿圆周均布在上级外壳8表面的上级扶正合金块17；优选的，上级扶正合金块17与上级段铣长刀9、上级段铣短刀10在周向上错开布置，对上级段铣短节起扶正作用的同时增加钻井液对刀具表面的冲洗效果。

本实施例中，下级段铣短节包括下级上接头18、连接在下级上接头18下端的下级外壳19、连接在下级外壳19下端的引锥钻头20，下级上接头18的上端与中间接头6的下端螺纹连接；

下级外壳19上开设有活塞导向槽、三个短刀槽和三个长刀槽，该长刀槽内安装下级段铣长刀21，该短刀槽内安装有下级段铣短刀22；刀槽为台阶状的通孔结构，各刀槽上端均设置有段铣器直销孔、下级刀板定位块，下级刀板定位块与对应的下级段铣长刀21、下级段铣短刀22的连接处形成台阶面；本实施例中的下级段铣长刀21、下级段铣短刀22均采用如实施例1或2所记载的套管段铣刀，其区别在于刀体和刀板的长度不同。

下级活塞23设置在下级外壳19上的活塞导向槽内，下级活塞23设的外壁与该活塞导向槽内壁滑动配合，下级活塞23设外部设置有Y型密封圈，下级活塞23的两端行程均受到限位，下级活塞23上端设置有合金喷嘴，合金喷嘴的下端开设有贯穿下级活塞23的活塞杆的流道；下级活塞23的活塞杆上套设下级弹簧25，下级弹簧25的上端与下级活塞23下端面抵接、下级弹簧25的下端与下级外壳19中部台阶面抵接；

下级段铣长刀21、下级段铣短刀22均通过下级直销安装在对应的长、短刀槽内，下级直销与下级外壳19铰接，下级段铣长刀21、下级段铣短刀22可通过下级直销转动，且在两侧转动方向上均具有限制该转动极限位置的限位结构。

设置在下级段铣短节上的扶正装置为连接在下级外壳19下端的下级扶正套26，下级扶正套26上沿圆周均匀焊接有若干硬质合金块。

本实施例的具体工作方法包括：

S1、段铣工具下入目标井段，所有套管段铣刀均处于收回状态；

S2、开始段铣作业时，下级段铣短节在钻井液压力作用下，下级活塞23下行压缩下级弹簧25，下级活塞23的活塞杆下端圆弧面先与下级段铣长刀21的刀背斜面接触，此时下级段铣长刀21开始绕着对应的下级直销逐渐旋转，旋转过程中其上的外切削齿接触并吃入套管进行切断作业；

S3、当下级活塞23向下运动到极限位置时，下级段铣长刀21完全打开；此过程中，下级段铣短刀22也完全打开，其打开方法与姿态可参照下级段铣长刀21。

S4、下级段铣长刀21、下级段铣短刀22保持完全打开状态，下放钻具并调整钻井参数进行段铣作业；

S5、当进行一定时间的段铣工作后，根据返屑判断下级段铣短节失去段铣能力时，调整段铣器位置，井口投球，并将球24泵送至滑套15，使下级段铣短节的中心流道堵塞，下级活塞23在下级弹簧25作用下向内收回；

S6、继续憋压，当压力达到一定时，滑套15剪断销钉10，球和球座随着滑套15落入滑套落槽16内，此时，挡环14上的喷嘴流道与上级喷嘴被打开，达到工作泵压，上级活塞11的活塞杆克服弹簧反力上行；

S7、随着上级活塞11的上行，上级活塞11的圆弧过渡表面先接触上级段铣短刀10的刀背圆弧面，上级段铣短刀10旋转直至完全打开；此过程中，上级段铣长刀9也完全打开，其打开方法与姿态可参照上级段铣短刀10；

S8、上级段铣短刀10、上级段铣长刀9保持完全打开状态，下放钻具并调整钻井参数进行段铣作业，段铣作业完成后进行起钻作业。

在更为优选的实施方式中，上级段铣长刀9、上级段铣短刀10的刀体形状如图8所示，下级段铣长刀21、下级段铣短刀22的刀体形状如图1所示。

可以看出，本实施例具有较强的适应性，可根据不同套管直径，设计不同的工具尺寸，同时，上下两级的段铣短节上的零件具有较强的通用性，可在满足不同锻铣需求的前提下降低生产和维护成本。

并且，本实施例具有较高的稳定性，在上级段铣短节、下级段铣短节上均设置有扶正装置，在锻铣施工时，可减少工具整体的偏心。此外，各刀板与对应的活塞杆之间都采用相匹配的圆弧面设计，打开平稳，接触性能良好，稳定性较高。

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。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体，意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，在本文中使用的术语“连接”在不进行特别说明的情况下，可以是直接相连，也可以是经由其他部件间接相连。

Claims (6)

1.一种套管段铣刀，包括刀体（1）、固定在刀体（1）上的刀板（2），所述刀板（2）上设置有外切削齿（3）、内切削齿（4），其特征在于，所述外切削齿（3）包括外齿下端面（301）、外齿外侧面（302）；所述内切削齿（4）包括内齿下端面（401）；

所述外齿下端面（301）、外齿外侧面（302）和内齿下端面（401）均为平面，且所述外齿下端面（301）、内齿下端面（401）均平行于刀板（2）底面，所述外齿外侧面（302）平行于刀板（2）外侧面；

所述外切削齿（3）还包括外齿顶面（303），所述内切削齿（4）还包括内齿顶面（402）；所述外齿顶面（303）、内齿顶面（402）均为平面；

所述外齿顶面（303）、内齿顶面（402）上均开设若干沿刀板（2）长度方向分布的断屑槽（5），所述断屑槽（5）的各槽壁，均从远离刀板（2）表面的一侧至靠近刀板（2）表面的一侧，逐渐向内倾斜；

所述外齿顶面（303）平行于所述刀板（2）表面；所述内齿顶面（402）从靠近刀板（2）外侧面的一端，至远离刀板（2）外侧面的一端，逐渐向刀板（2）表面方向倾斜；

所述内切削齿（4）还包括朝向刀体（1）所在方向的内齿内侧面（403）、与所述内齿内侧面（403）相对的内齿外侧面（404）；

所述内齿内侧面（403）从远离刀板（2）表面的一端至靠近刀板（2）表面的一端，逐渐向远离刀体（1）的方向倾斜；

所述内齿外侧面（404）垂直于刀板（2）表面。

2.根据权利要求1所述的一种套管段铣刀，其特征在于，所述内齿顶面（402）与刀板（2）表面之间的夹角为5°~7.5°。

3.根据权利要求1所述的一种套管段铣刀，其特征在于，所述刀板（2）表面从远离刀板（2）底面的一端至靠近刀板（2）底面的一端，逐渐向远离刀体（1）表面的方向倾斜。

4.根据权利要求3所述的一种套管段铣刀，其特征在于，所述刀板（2）表面与刀体（1）表面之间的夹角为2°~4°。

5.根据权利要求1~4中任一所述的一种套管段铣刀，其特征在于，所述内切削齿（4）还包括与所述内齿下端面（401）相对的内齿上端面（405），所述内齿上端面（405）从远离刀板（2）表面的一端至靠近刀板（2）表面的一端，逐渐向刀板（2）底面方向倾斜。

6.一种高效双级套管段铣工具，其特征在于，包括依次相连的上级段铣短节、中间接头（6）、下级段铣短节，所述上级段铣短节、下级段铣短节上均设置如权利要求1~5中任一所述的套管段铣刀，所述上级段铣短节、下级段铣短节上均设置有扶正装置。