CN202451094U

CN202451094U - 一种水压式割管器

Info

Publication number: CN202451094U
Application number: CN2012200375422U
Authority: CN
Inventors: 许启云; 洪炉; 周光辉; 张明林; 蒋寿明; 邵潮飞
Original assignee: ZHEJIANG DONGHUA COUSTRUCTION ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG DONGHUA COUSTRUCTION ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2012-02-06
Filing date: 2012-02-06
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2022-02-06

Abstract

本实用新型涉及一种水压式割管器。本实用新型的目的是提供一种用于割断孔内套管的水压式割管器，将孔内套管按预定深度割断，便于套管起拔，回收部分套管。本实用新型的技术方案是：一种水压式割管器，其特征在于：该割管器包括顺序由螺纹连接的上接头、外套和割刀盖，上接头的另一端与钻杆连接，割刀盖通过内六角螺栓与割刀座连接；上接头轴向开有通水眼，上接头、外套和割刀盖共同构成一个轴向的空腔并与通水眼连通；所述空腔内设有伸缩杆及套在杆外的弹簧，伸缩杆一端的实心柱上装有一组密封圈而另一端制成圆锥台形；所述割刀座的端面上开有3个均布的、垂直于纵轴线的腰型槽，每个腰型槽内装有刀头及刀头弹簧。本实用新型适用于水电工程勘察。

Description

一种水压式割管器

技术领域

本实用新型涉及一种割管器，尤其是一种水压式割管器。适用于水电工程勘察钻孔过程中，尤其适用于割断孔内套管，便于孔内套管起拔。

背景技术

在水电工程勘察钻孔过程中，需要对完整以下岩层进行压水试验。为此，对孔口至强风化破碎段土层，应采用不同规格的套管进行隔离护孔。例如，当同一钻孔护孔深度超过50m时，需要根据钻孔结构选用Φ146×5mm、Φ127×5mm、Φ108×4.5mm、Φ89×4mm等规格的套管，特别是一些深厚覆盖层和滑坡体勘察钻孔，有些钻孔套管下入深度超过了100m。

对于下入孔内套管太深的钻孔，由于孔壁摩擦阻力增大，导致起拔套管变得相当困难。目前，常规的起拔套管的方法，如向上锤击法起拔套管，效果非常差，许多孔内套管因起拔困难而整个丢弃在孔中，造成资源浪费，增加勘察成本。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种操作简单、实用方便的用于割断孔内套管的水压式割管器，将孔内套管按预定深度割断，便于套管起拔，回收部分套管，减少资源浪费，降低成本。

本实用新型所采用的技术方案是：一种水压式割管器，其特征在于：该割管器包括顺序由螺纹连接的上接头、外套和割刀盖，上接头的另一端与钻杆连接，割刀盖通过内六角螺栓与割刀座连接；所述上接头轴向开有通水眼，上接头、外套和割刀盖共同构成一个轴向的空腔并与通水眼连通；所述空腔内设有伸缩杆及套在杆外的弹簧，伸缩杆一端的实心柱上装有一组密封圈而另一端制成圆锥台形；所述割刀座的端面上开有3个均布的、垂直于纵轴线的腰型槽，每个腰型槽内装有刀头及刀头弹簧，割刀座内腔配有限位套，其一端卡于刀头肩部圆柱形挡块的内侧。

在外套同一截面的圆周上开有4个通水孔，呈90度直角布置。

所述割刀座与限位套之间由一颗径向的内六角螺栓固定。

所述弹簧的长度有207mm或227mm两种规格。

所述密封圈为3个O型密封圈。

本实用新型的有益效果是：本实用新型利用原有钻进所用的钻机、水泵、供水管路以及钻杆，减少成本投入；利用割管器将孔内套管割断，使原来长且难于起拔的套管按预定深度割断，方便起拔，减少套管的损失；本实用新型的割管器多采用螺纹或螺栓固定，便于拆卸或更换。

附图说明

图1是本实用新型在无压状态下的结构示意图。

图2是本实用新型在受压割管状态下的结构示意图。

图3、图4为本实用新型中刀头的示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例为一种用于割断孔内套管的水压式割管器，该割管器包括自上而下依次经螺纹连接的上接头1、外套5和割刀盖6，割刀盖6通过内六角螺栓9与下方的割刀座10连接。上接头1内轴向开有Φ22mm的通水眼1-1；在距外套5上端60mm的截面圆周上均匀开有四个Φ8mm的通水孔5-1；割刀盖6内开有通孔，其内径自上而下各尺寸为Φ45mm长18mm，Φ28mm长47.5mm，Φ80mm或Φ96mm或Φ116mm(分别对应Φ108×4.5mm、Φ127×5mm、Φ146×5mm三种规格的套管)长4.5mm。上接头1、外套5和割刀盖6三部件组装完成后，在外套5内轴向形成一长225mm，直径为Φ45mm的空腔(该空腔与通水眼1-1和割刀盖6内通孔连通)，在此空腔内安装有伸缩杆3和套在伸缩杆外的弹簧4。割刀盖6下方连接的割刀座10长80mm，割刀座内轴向设置直径Φ36mm长80mm通孔，该割刀座与割刀盖6最大外径及匹配部分长度为35mm，其余外径Φ50mm，长45mm；另外在割刀座10上端面、Φ36mm～Φ80mm或Φ96mm或Φ116mm范围内，均布三处深18mm宽22mm的腰型槽，用于配装刀头7及刀头弹簧8。割刀座10内腔配有限位套11，该限位套11长80mm，其外径为Φ36mm、厚4mm，限位套11与割刀座10处腰型槽对应的部位，铣缺口深16mm、宽13.5mm，用于限位刀头，割刀座10与限位套11之间用一个规格为M8×10mm内六角螺栓9限位固定，距离割刀座10底部25mm处。

其中伸缩杆3长272mm，由同心共轴的三部分组成：该伸缩杆3上端为直径Φ45mm，长30mm的实心圆柱，在圆柱上设有3道密封圈槽，槽内装设密封圈2，所用密封圈2为O型密封圈，尺寸为Φ45×3.5mm；中间部分为直径Φ27.5mm，长197mm实心圆柱，用于安装外径Φ45mm、内径Φ28mm，钢丝直径Φ5mm，节距为14mm，长度207mm或227mm的弹簧4(当割套管深度在50m以内，选用长度为207mm的弹簧，该长度的弹簧初始压力P为0.50MPa；当割套管深度大于50m且小于100m，选用长度为227mm的弹簧，该长度的弹簧初始压力P为1.0MPa)；下部为圆锥台，长45mm，大径为Φ27.5mm，小径为Φ4mm，弹簧4受压使伸缩杆3向下运行穿越刀头7时起到导向作用。

如图3、图4所示，本实施例中割管器所用的刀头7总长为L，其尺寸自左向右：断面13mm×13mm长为L1长方形柱，其次是间隔长2mm，直径为Φ20.5mm圆柱，然后是与左端一样断面13mm×13mm长方形柱，右端合金刀头部分长11mm，呈等腰三角形；所用刀头弹簧8尺寸外径为Φ18mm、内径Φ14mm，钢丝直径Φ2mm，节距8mm，各刀头弹簧8所配长度为L2，套在刀头7圆柱部分的右端(靠合金刀头侧)，然后把它安装在割刀座10的腰型槽内。

本实施例中套管规格与L、L1、L2关系如下表：

表1

套管规格	L	L1	L2
				Φ108	42mm	13mm	25mm
Φ127	52mm	15mm	40mm
				Φ146	62mm	15mm	50mm

由于所割套管的尺寸不同，其割刀盖6、割刀座10、刀头7、刀头弹簧8等部分尺寸需要相应的调整，使各种割管器最大外径部位小于套管内径5～6mm，为此，三种割管器割刀盖及割刀座最大外径尺寸分别为Φ94mm、110mm、130mm(分别对应Φ108×4.5mm、Φ127×5mm、Φ146×5mm三种规格的套管)。

本实施例的工作原理如下：为确保割管器放入套管内能自由顺畅，因此割管器在无外压状态下，最大外径尺寸必须小于所割套管的内径，使用时通过水压使割管器刀头7向外伸出，再通过钻机旋转钻杆来切割套管，当刀头7外伸直径大于所割套管的外径尺寸时，孔内套管已经割断，然而停止向钻杆内供水，使割管器刀头外伸压力解除，向外伸出部分的刀头7通过刀头弹簧8和弹簧4的自身反弹力收回到割刀座10内。

本实施例的具体操作方法如下：钻杆与割管器上端的上接头1连接，把割管器及钻杆下入到孔内套管中，再连接好钻机立轴钻杆，使割管器定位在需割断套管的位置。

启动水泵，经钻进供水管路至立轴钻孔及孔内钻杆向割管器供水，由于上接头1与外套5螺纹连接，而外套5又与割刀盖6用螺纹连接，割刀盖6与割刀座10用螺栓连接，为此，进入上接头1的水全部压到伸缩杆3上端顶部，由于伸缩杆3上端部设置的三个O型密封圈起到防漏水作用，而伸缩杆3中间导杆外部装有长度为207或227mm的弹簧4，所以导致伸缩杆3在水压的作用下向下移动。

从孔口沿钻杆加入少量水(使割管器刀头冷却)，再启动钻机使立轴钻杆低速旋转(钻机最低速)，当伸缩杆3向下移动10mm时，伸缩杆3的圆锥台与各刀头7正好接触，此时刀头7处于向外伸出的临界状态，当伸缩杆3向下位移30mm时，刀头7外伸尺寸与套管内径尺寸相同，达到了初始压力P(0.50Mpa或1.0Mpa，初始压力P＝压力表P表+水柱压力P水)，而且每切割套管1min，即钻机立轴钻杆旋转1min，然后增加一级压力值(增加0.10Mpa)，当伸缩杆3向下移动65mm时，伸缩杆3圆锥台部分长度已全部越过割管器刀头7位置，各刀头7端面与伸缩杆3直径为Φ27.5mm圆柱接触在一起，此时伸缩杆3上断面运行到四只直径为Φ8mm的通水孔5-1位置，钻杆内的水从通水孔5-1流出，压力表达到了最大值P＝0.80MPa或1.30MPa，由于此时刀头外伸直径大于所割套管的外径尺寸，所以孔内套管已经割断。

割管结束，停止钻机及水泵供水，先打开压力表阀门，使压力表P表回到零，此时，割管器压力得到了部分释放，使受压外伸部分的刀头7通过刀头弹簧8和弹簧4自身弹力自动收回到割刀座10内，再启动钻机把钻杆及割管器取出孔外。

由以上内容不难看出，利用本实施例所述的割管器，将孔内难以起拔的长套管按预定深度割断后再起拔，解决了孔内套管起拔困难问题，从而减少套管损失，本割管器具有操作工艺简单、方便的特点。

Claims

1.一种水压式割管器，其特征在于：该割管器包括顺序由螺纹连接的上接头（1）、外套（5）和割刀盖（6），上接头的另一端与钻杆连接，割刀盖（6）通过内六角螺栓（9）与割刀座（10）连接；所述上接头（1）轴向开有通水眼（1-1），上接头（1）、外套（5）和割刀盖（6）共同构成一个轴向的空腔并与通水眼（1-1）连通；所述空腔内设有伸缩杆（3）及套在杆外的弹簧（4），伸缩杆一端的实心柱上装有一组密封圈（2）而另一端制成圆锥台形；所述割刀座（10）的端面上开有3个均布的、垂直于纵轴线的腰型槽，每个腰型槽内装有刀头（7）及刀头弹簧（8），割刀座（10）内腔配有限位套（11），其一端卡于刀头（7）肩部圆柱形挡块的内侧。

2.根据权利要求1所述的水压式割管器，其特征在于：在外套（5）同一截面的圆周上开有4个通水孔（5-1），呈90度直角布置。

3.根据权利要求1或2所述的水压式割管器，其特征在于：所述割刀座（10）与限位套（11）之间由一颗径向的内六角螺栓（9）固定。

4.根据权利要求1或2所述的水压式割管器，其特征在于：所述弹簧（4）的长度有207mm或227mm两种规格。

5.根据权利要求1或2所述的水压式割管器，其特征在于：所述密封圈（2）为3个O型密封圈。