CN209603917U - 一种一体式深海套管切割打捞装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种切割打捞装置，具体涉及一种一体式深海套管切割打捞装置。它由壳体、卡紧件、转轴和心轴构成，壳体内通过对称状设置的推力轴承活动安装有转轴，转轴的一端延伸到壳体外端，转轴内活动套装有心轴，延伸到壳体外端的转轴上通过弹簧和装配孔对称安装有切刀，切刀与心轴滑动接触连接，心轴上方的壳体上对称状设置流道，流道内设置有卡紧件；卡紧件上方的流道内设置有封堵阀。利用转轴带动切刀旋转实现对套管的切割；利用钻井液的压力推动卡紧件卡住套管；根据钻井液的压力变化判断出是否切开套管，以进行打捞工作；解决了现有的设备存有的操作复杂、难以判断套管的切断情况和切割打捞繁琐的问题，满足了海洋弃井作业的需要。

Description

一种一体式深海套管切割打捞装置

技术领域

本实用新型涉及一种切割打捞装置，具体涉及一种一体式深海套管切割打捞装置。

背景技术

目前世界范围内约有七千多座海上平台，其中四分之一的建成年龄超过30年，随着越来越多的海上油田进入开采的中后期，部分地区每年的新建平台数量已经与弃置数量基本持平，对于失去了开采价值的老旧平台，需要对它们进行封井并进一步完成弃井作业，以满足海洋环保工程的要求。

弃井作业进入收尾阶段时，需要切割套管以回收井口头；目前常用的设备在进行套管拆除时，难以判断套管是否被切断，影响了后续工作的正常进行，如果套管未被切断时就贸然进行打捞，就无法取出套管，甚至出现拉断打捞工具等井下事故，存有极大的安全隐患；此外，切割套管后还需要额外更换其它设备进行打捞工作，不仅工序繁琐，延长了弃井作业的时间，效率较为低下，还提高了打捞成本，因此需要一种新的切割打捞装置来解决上述的不足。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种操作简单、易于判断套管切断情况、切割和打捞一体，以解决现有设备存有的操作复杂、难以判断套管的切断情况和切割打捞繁琐问题的一体式深海套管切割打捞装置。

本实用新型的技术方案是：

一种一体式深海套管切割打捞装置，它由壳体、卡紧件、转轴和心轴构成，其特征在于：壳体内通过对称状设置的推力轴承活动安装有转轴，转轴的一端延伸到壳体外端，转轴内活动套装有心轴，延伸到壳体外端的转轴上通过弹簧和装配孔对称安装有切刀，切刀与心轴滑动接触连接，心轴上方的壳体上对称状设置流道，流道内设置有卡紧件；卡紧件上方的流道内设置有封堵阀。

所述的推力轴承之间的转轴和壳体内壁上设置有涡轮组件，推力轴承下方的壳体上对称设置有泄流孔，泄流孔上方的壳体内螺纹安装有限位环。

所述的心轴一端延伸到转轴外端，延伸到转轴外端的心轴顶部设置有心轴凸缘，心轴凸缘下方的心轴上套装有支撑弹簧，支撑弹簧一端与心轴凸缘接触连接，支撑弹簧另一端与转轴端面接触连接。

所述的壳体呈管状，壳体的内孔为变径孔，流道上方的壳体上对称状设置有泄压孔，泄压孔为通孔，泄压孔呈Z字形，泄压孔内设置有泄压阀。

所述的心轴凸缘下方的壳体内壁上设置有封堵凸缘。

所述的卡紧件由活塞、卡塞和卡刀构成，活塞呈T字形，活塞通过弹簧活动安装在流道内，活塞一侧的壳体上通过装配孔和弹簧装有卡塞，卡塞的一端延伸到壳体外，卡塞延伸到壳体外的一端设置有拉环，卡塞与活塞滑动接触连接，卡塞上方的活塞上设置有卡槽，活塞下方的流道内通过装配孔和弹簧装有卡刀，卡刀的一端延伸到壳体外端，卡刀与活塞滑动接触连接，所述的卡刀和活塞的连接处分别为坡面。

所述的心轴底部安装有收腰状的推头，所述的切刀呈钉状，切刀的顶端设置有球形凸起，心轴通过推头与球形凸起的配合与切刀滑动接触连接。

本实用新型的优点在于：

该一体式深海套管切割打捞装置具有操作简单、易于判断套管切断情况、切割和打捞一体的特点：利用转轴带动切刀旋转实现对套管的切割，心轴推动切刀实现渐进式切开套管；利用钻井液的压力推动卡紧件卡住套管；且工作过程中能根据检测到的钻井液压力变化，来判断出是否切开并卡住了套管，以便进一步进行打捞工作；解决了现有的设备存有的操作复杂、难以判断套管的切断情况和切割打捞繁琐的问题，满足了海洋弃井作业的需要。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中的A处的局部放大示意图；

图3为本实用新型的工作示意图。

图中：1、壳体，2、卡紧件，3、转轴，4、心轴，5、泄压孔，6、泄压阀，7、泄流孔，8、封堵凸缘，9、限位环，10、活塞，11、卡塞，12、卡刀，13、流道，14、封堵阀，15、拉环，16、涡轮组件，17、切刀，18、心轴凸缘，19、推力轴承，20、卡槽，21、工件，22、推头，23、支撑弹簧。

具体实施方式

该一体式深海套管切割打捞装置由壳体1、卡紧件2、转轴3和心轴4构成，壳体1呈管状，壳体1的内孔为变径孔，壳体1的顶端对称状设置有泄压孔5，泄压孔5为通孔，泄压孔5与壳体1的内孔连通，泄压孔5用来使壳体1的内部和外部连通，泄压孔5内设置有泄压阀6，泄压阀6在壳体1内压力过高时打开，以平衡钻井液的压力；壳体1的底端对称状设置有泄流孔7，泄流孔7为通孔，泄流孔7与壳体1的内孔连通，泄流孔7用来排出壳体1内的钻井液。

泄压孔5和泄流孔7之间的壳体1内通过对称状设置的推力轴承19活动套装有转轴3，转轴3呈凸字形，推力轴承19之间的转轴3和壳体1上固装有涡轮组件16，涡轮组件16由涡轮转子和涡轮定子构成，涡轮转子固装在转轴3上，涡轮定子固装在壳体1上，当钻井液流经涡轮组件16时，涡轮组件16在钻井液的冲击下带动转轴3持续旋转；转轴3的一端延伸到壳体1外，延伸到壳体1外的转轴3内对称状设置有切刀17，切刀17呈钉状，切刀17通过弹簧和装配孔活动安装在转轴3上，切刀17的一端延伸到转轴3外，切刀17的另一端设置有球形的凸起，切刀17用来随转轴3旋转以对工件21（石油套管）进行切割。

转轴3内活动套装有心轴4，心轴4的顶端延伸到转轴3外，心轴4延伸到转轴3外的一端端头设置有心轴凸缘18，心轴凸缘18下方的心轴4上套装有支撑弹簧23，支撑弹簧23的一端与心轴凸缘18接触连接，支撑弹簧23的另一端与转轴3的端面接触连接。心轴4的下端头设置有推头22，推头22呈收腰状，推头22与切刀17的球形凸起的一端滑动贴合，推头22用来向外推开切刀17，使其径向展开，从而使切刀17逐渐深入工件21，实现对工件21的渐进式切割。

心轴凸缘18下方的壳体1内设置有封堵凸缘8，封堵凸缘8用来对心轴4进行限位，同时封堵凸缘8配合心轴凸缘18实现对壳体1中心孔的密封封堵，以使钻井液无法向下沿泄流孔7流出，从而增加壳体1内的压力，封堵凸缘8和泄流孔7之间的壳体1内螺纹安装有限位环9，限位环9用来防止壳体1内的部件脱落，并对推力轴承19进行轴向限位。

封堵凸缘8上方的壳体1上对称状设置流道13，流道13内一端装有卡紧件2，卡紧件2用来卡紧工件21，卡紧件2由活塞10、卡塞11和卡刀12构成，流道13内过弹簧活动安装有活塞10，活塞10呈T字形，活塞10一侧的壳体1上通过装配孔和弹簧装有卡塞11，卡塞11呈T字形，卡塞11的一端延伸到壳体1外，延伸到壳体1外的卡塞11端头设置有拉环15，拉环15用来在工作结束后将卡塞11退出卡槽20，以进行下一次的工作；卡塞11与活塞10滑动接触连接，卡塞11上方的活塞10上与卡塞11对应设置有卡槽20，活塞10下方的流道13内通过装配孔和弹簧装有卡刀12，卡刀12的一端延伸到壳体1外端，卡刀12与活塞10滑动接触连接，卡刀12和活塞10的连接处分别为坡面。工作中，卡刀12在活塞10的配合推动下伸出壳体1外，从而将工件21卡紧。

流道13内另一端设置有封堵阀14，封堵阀14的压力阈值小于泄压阀6，以使高压的钻井液在排出壳体1前推动活塞10工作。封堵阀14和泄压阀6分别由弹簧和封堵球构成，弹簧的端头固装有封堵球。

该打捞装置的工作过程为：将该装置下降到工件21内的指定切割位置，从壳体1顶端向壳体1的内孔注入钻井液，钻井液流经涡轮组件16并沿泄流孔7流出，在此过程中，钻井液推动涡轮组件16转动，涡轮组件16带动转轴3旋转，转轴3带动切刀17旋转，与此同时，在钻井液的压力下心轴4向下运动，进而通过推头22推动切刀17径向展开，并接触工件21内壁，从而实现切刀17对工件21渐进式的切割，直到将工件21完全切断。

当切刀17将工件21完全切断时，工件21不再对切刀17产生阻力，切刀17对心轴4也不产生阻力，心轴4在钻井液的作用下向下移动到极限距离，同时心轴4上端的心轴凸缘18与封堵凸缘8紧密贴合，由于钻井液被心轴凸缘18和封堵凸缘8阻挡，无法向下经过泄流孔7流出，且钻井液持续进入壳体1内，使壳体1内的压力逐渐上升，当壳体1内的压力超过封堵阀14的阈值时，封堵阀14在压力下打开，钻井液进入流道13并推动活塞10向下运动，活塞10的底端坡面挤压卡刀12使卡刀12向一侧伸出到壳体1外；

在钻井液推动卡紧件2工作的过程中，壳体内的压力仍低于泄压阀6的阈值，当活塞10向下运动一定距离后，卡塞11在弹簧作用下卡进活塞10的卡槽20内，实现对活塞10的锁定，使活塞10无法上下移动，同时，伸出到壳体1外的卡刀12紧密贴合工件21的内壁，使工件21无法相对于卡刀12产生移动，由于活塞10无法移动，与之对应的卡刀12也不产生移动，从而将工件21稳定卡住，由于活塞10停止了移动，钻井液不断进入壳体1使压力再次上升，直到超过了泄压阀6的阈值，泄压阀6在高压下打开，钻井液沿泄压孔5流出，壳体1内的压力下降到泄压阀6的阈值以下；在该过程中，井上的工作人员通过仪器持续监测壳体1内的压力，若压力的变化符合上述过程，则表明工件21已经完成切割且被卡刀12完全卡紧。

确认工件21已经完成切割和卡紧后，井上的工作人员进行停泵操作，停泵后，钻井液停止进入壳体1，壳体1内的压力下降，心轴4在支撑弹簧23的作用下复位，由于推头22随心轴4复位，切刀17在弹簧的作用下回到原位，即打捞过程不会对切刀17产生损伤；由于卡刀12将工件21卡住，工作人员直接利用该装置即可对工件21进行打捞；打捞工作结束后，利用辅助工具将工件21从该装置上取下，拉开卡塞11上的拉环15，使卡塞11退开卡槽20，活塞10和卡刀12在弹簧的作用下分别回到原位，以便准备进行下一次切割和打捞工作。

该打捞装置利用转轴3带动切刀17旋转实现对工件21的切割，且切割后自动固定以便于打捞，省去了更换打捞设备的操作，简化了工作环节，提高了作业效率，且在切割和打捞的过程中，地面工作人员能根据检测到的钻井液压力变化，来判断出是否已经切开并卡住了工件21，防止贸然打捞对装置产生损坏和引起安全事故，解决了现有的设备存有的操作复杂、难以判断套管的切断情况和切割打捞繁琐的问题，满足了海洋弃井作业的需要。

Claims (7)

1.一种一体式深海套管切割打捞装置，它由壳体（1）、卡紧件（2）、转轴（3）和心轴（4）构成，其特征在于：壳体（1）内通过对称状设置的推力轴承（19）活动安装有转轴（3），转轴（3）的一端延伸到壳体（1）外端，转轴（3）内活动套装有心轴（4），延伸到壳体（1）外端的转轴（3）上通过弹簧和装配孔对称安装有切刀（17），切刀（17）与心轴（4）滑动接触连接，心轴（4）上方的壳体（1）上对称状设置有流道（13），流道（13）内设置有卡紧件（2）；卡紧件（2）上方的流道（13）内设置有封堵阀（14）。

2.根据权利要求1所述的一种一体式深海套管切割打捞装置，其特征在于：所述的推力轴承（19）之间的转轴（3）和壳体（1）内壁上设置有涡轮组件（16），推力轴承（19）下方的壳体（1）上对称设置有泄流孔（7），泄流孔（7）上方的壳体（1）内螺纹安装有限位环（9）。

3.根据权利要求1所述的一种一体式深海套管切割打捞装置，其特征在于：所述的心轴（4）一端延伸到转轴（3）外端，延伸到转轴（3）外端的心轴（4）顶部设置有心轴凸缘（18），心轴凸缘（18）下方的心轴（4）上套装有支撑弹簧（23），支撑弹簧（23）一端与心轴凸缘（18）接触连接，支撑弹簧（23）另一端与转轴（3）端面接触连接。

4.根据权利要求1所述的一种一体式深海套管切割打捞装置，其特征在于：所述的壳体（1）呈管状，壳体（1）的内孔为变径孔，流道（13）上方的壳体（1）上对称状设置有泄压孔（5），泄压孔（5）为通孔，泄压孔（5）呈Z字形，泄压孔（5）内设置有泄压阀（6）。

5.根据权利要求3所述的一种一体式深海套管切割打捞装置，其特征在于：所述的心轴凸缘（18）下方的壳体（1）内壁上设置有封堵凸缘（8）。

6.根据权利要求1所述的一种一体式深海套管切割打捞装置，其特征在于：所述的卡紧件（2）由活塞（10）、卡塞（11）和卡刀（12）构成，活塞（10）呈T字形，活塞（10）通过弹簧活动安装在流道（13）内，活塞（10）一侧的壳体（1）上通过装配孔和弹簧装有卡塞（11），卡塞（11）的一端延伸到壳体（1）外，卡塞（11）延伸到壳体（1）外的一端设置有拉环（15），卡塞（11）与活塞（10）滑动接触连接，卡塞（11）上方的活塞（10）上设置有卡槽（20），活塞（10）下方的流道（13）内通过装配孔和弹簧装有卡刀（12），卡刀（12）的一端延伸到壳体（1）外端，卡刀（12）与活塞（10）滑动接触连接，所述的卡刀（12）和活塞（10）的连接处分别为坡面。

7.根据权利要求3所述的一种一体式深海套管切割打捞装置，其特征在于：所述的心轴（4）底部安装有收腰状的推头（22），所述的切刀（17）呈钉状，切刀（17）的顶端设置有球形凸起，心轴（4）通过推头（22）与球形凸起的配合与切刀（17）滑动接触连接。