CN220979438U - 一种g3镍基合金油管垂直进刀的机械外割刀总装装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及井内油、套管切割技术领域，尤其是指一种G3镍基合金油管垂直进刀的机械外割刀总装装置，包括上接头、外筒、下接头，所述上接头与外筒的顶端通过丢手剪销固定连接，下接头与外筒的底端螺纹连接，所述外筒的内部且靠近顶端设置有档抓组件，且档抓组件与外筒之间设置有启动剪销，所述外筒的内部且位于档抓组件的下方设置连接有刀体座套，所述刀体座套与档抓组件之间设置有过渡轴环组件，所述刀体座套的底部固定连接有割刀体，所述上接头的内侧固定连接有收刀旋转锥套。解决了修井作业的周期时间比较长，会严重影响油气田的正常生产，直接导致巨大的经济损失、增加职工的劳动强度和企业的生产成本的提高的问题。

Description

一种G3镍基合金油管垂直进刀的机械外割刀总装装置

技术领域

本实用新型涉及井内油、套管切割技术领域，尤其涉及一种G3镍基合金油管垂直进刀的机械外割刀总装装置。

背景技术

在国内高含硫酸性气井勘探开发中，多采用G3镍基合金油管作为完井管柱，在油气井改造及投产过程中，易发生工具管串卡埋、管内堵塞等复杂情况，为解决井筒内的复杂问题，需要割断G3镍基合金油管方可进行下部工程作业，G3镍基合金油管具有韧性高、硬度大等特性，常规切割工具的进刀方式为斜向进刀，容易造成“粘刀”，使刀片发生变形或刀片前端崩断，导致切割工艺失败。因此亟需研制一种针对G3镍基合金油管的专用切割工具，有效切割G3镍基合金油管以解决勘探开发中油气井的井筒复杂问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种G3镍基合金油管垂直进刀的机械外割刀总装装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种G3镍基合金油管垂直进刀的机械外割刀总装装置，包括上接头、外筒、下接头，所述上接头与外筒的顶端通过丢手剪销固定连接，下接头与外筒的底端螺纹连接，所述外筒的内部且靠近顶端设置有档抓组件，且档抓组件与外筒之间设置有启动剪销，所述外筒的内部且位于档抓组件的下方设置连接有刀体座套，所述刀体座套与档抓组件之间设置有过渡轴环组件，所述刀体座套的底部固定连接有割刀体，所述上接头的内侧固定连接有收刀旋转锥套。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述档抓组件包括档抓轴套，所述档抓轴套的侧面设置有若干个环形分布的安装口，所述安装口的内侧通过转销活动连接有档抓，转销上套设有扭簧，扭簧使档抓具有向下转动的趋势，且档抓的底部为斜面、顶部为平面。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述转销的一端处对应档抓轴套上开设的盲孔，档抓轴套上且位于转销的另一端处安装有限位顶丝。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述割刀体的底部具有若干个环形阵列设置有活动抓，且活动抓的内侧镶焊YT5合金刀块。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述收刀旋转锥套的顶部设置有与若干个环形阵列设置的活动抓对应的收缩口。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述下接头的底端设置马蹄形。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述上接头的顶部设置有连接部。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述上接头与外筒的连接处形成限制档抓组件向上滑动的台阶。

本实用新型具有如下有益效果：

1、与现有技术相比，该一种G3镍基合金油管垂直进刀的机械外割刀总装装置，从管子外部割断并取出长段管子，其结构简单、现场可操作性高、实用性强，使用中它与套铣筒相连，以便在合适位置切割并取出长段油管，同时切割后鱼头光滑平整，下步打捞可不必进行修鱼头作业，极大提高生产时效。

2、与现有技术相比，该一种G3镍基合金油管垂直进刀的机械外割刀总装装置，通过设置档抓组件，可实现对井内被卡点以上油套管进行机械式外切割，切割过程中档抓组件与油管固定，保证整个装置的切割稳定性，同时装置配置丢手剪销，可在井筒复杂情况下进行强提使工具丢手，有利于提高生产时效，保障作业井控安全。

3、与现有技术相比，该一种G3镍基合金油管垂直进刀的机械外割刀总装装置，通过选择冲击能力强的YT5合金刀片及设置进刀角度，解决合金油管切割“粘刀”性强、对刀片的冲击载荷大的问题。保障切割的高效性、安全性，有利于提高生产时效。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种G3镍基合金油管垂直进刀的机械外割刀总装装置的半剖视图；

图2为本实用新型提出的一种G3镍基合金油管垂直进刀的机械外割刀总装装置的割刀体与收刀旋转锥套配合示意图；

图3为本实用新型提出的一种G3镍基合金油管垂直进刀的机械外割刀总装装置的过渡轴环组件立体示意图；

图4为本实用新型提出的一种G3镍基合金油管垂直进刀的机械外割刀总装装置的割刀体的张开自由状态与收缩极限状态的对比图；其中，图4中左侧的图为割刀体的张开自由状态的示意图，图4中右侧的图为割刀体的收缩极限状态的示意图；

图5为本实用新型提出的一种G3镍基合金油管垂直进刀的机械外割刀总装装置的档抓组件的立体示意图；

图6为本实用新型提出的一种G3镍基合金油管垂直进刀的机械外割刀总装装置的档抓组件的局部剖视图。

图例说明：

1、上接头；2、丢手剪销；3、外筒；4、档抓组件；41、档抓轴套；42、档抓；43、扭簧；44、转销；45、限位顶丝；5、启动剪销；6、过渡轴环组件；7、刀体座套；8、割刀体；9、收刀旋转锥套；10、下接头。

具体实施方式

实施例一

参照图1-图6，本实用新型提供的一种G3镍基合金油管垂直进刀的机械外割刀总装装置：包括上接头1、外筒3、下接头10，上接头1与外筒3的顶端通过丢手剪销2固定连接，下接头10与外筒3的底端螺纹连接，外筒3的内部且靠近顶端设置有档抓组件4，且档抓组件4与外筒3之间设置有启动剪销5，启动剪销5在切割前利用强力剪断，使档抓组件4能够相对于外筒3上下移动，外筒3的内部且位于档抓组件4的下方设置连接有刀体座套7，刀体座套7与档抓组件4之间设置有过渡轴环组件6，过渡轴环组件6的设计，能够使刀体座套7与档抓组件4之间可以平稳的相对转动，刀体座套7的底部固定连接有割刀体8，上接头1的内侧固定连接有收刀旋转锥套9。

工作的时候，档抓组件4与油管接箍卡紧、固定，使其无法向上移动，将上接头1、外筒3、下接头10一同向上提起的时候，档抓组件4与外筒3之间发生剪切力，将启动剪销5剪断，此时继续向上移动的时候，档抓组件4相对于外筒3向下滑动，推动过渡轴环组件6，进而推动刀体座套7、割刀体8向下移动，割刀体8与收刀旋转锥套9对齐，相互挤压作用，使割刀体8的底部具有的若干个环形阵列设置有活动抓向内挤压，利用工具带动上接头1、外筒3、下接头10以及内侧的割刀体8与收刀旋转锥套9旋转的时候，对油管进行切割。

档抓组件4包括档抓轴套41，档抓轴套41的侧面设置有若干个环形分布的安装口，安装口的内侧通过转销44活动连接有档抓42，转销44上套设有扭簧43，扭簧43使档抓42具有向下转动的趋势，且档抓42的底部为斜面、顶部为平面，档抓组件4向下移动的时候，斜面能够正常的越过接箍，反向的时候顶部的平面与接箍相顶住。

转销44的一端处对应档抓轴套41上开设的盲孔，档抓轴套41上且位于转销44的另一端处安装有限位顶丝45，用于限制转销44，使其不能够轴向的滑动。

如图4中所示，割刀体8的底部具有若干个环形阵列设置有活动抓，且活动抓的内侧镶焊YT5合金刀块，具体的活动抓能够摆动，形成一个大口或者一个小口。

收刀旋转锥套9的顶部设置有与若干个环形阵列设置的活动抓对应的收缩口，与割刀体8相对运动的时候，将割刀体8的若干个环形阵列设置的活动抓向内挤压。

下接头10的底端设置马蹄形，便于套入有关套外侧。

上接头1的顶部设置有连接部，便于与切割的传动工具连接。

当井内油管被卡被埋无法正常起出，井内油管串连接方式为本体+接箍+本体交替，这时就需要上述井内切割工具，切割打捞被卡被埋段以上管串顺利出井，恢复后续正常施工作业。

工具装配完后，接箍档抓在扭簧力作用下处于伸出状态，当施工作业下入过接箍位时，档抓受到上推力回位后在扭簧力作用下自动弹出，以上动作反复交替，直到工具下入到切割位置，缓缓上提工具，挡块反向受力卡在接箍下端面，完成接箍锚固动作（即挡抓组件与接箍端面相对固定，无旋转位移，同时保证切割点与锚固点轴向固定），缓慢上提加力直到启动销钉剪断，上接头带动外筒、下接头顺势往上滑动，收刀旋转锥套挤压刀尖往内收拢，当刀尖与油管本体贴合后，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与挡抓组件隔开，确保锚固点无旋转窜动，增加工具切割过程稳定性），当切割扭矩减小时，再微微提拉工具，以上动作反复操作，直到扭矩显示恢复至切割前空转扭矩，继续缓慢上提察看悬重是否增加，完成切割工具起出。

工作状态：在切割前割刀处于自由张开状态，在下至预定井深后档抓组件卡在接箍下端面完成锚定。缓慢上提剪断启动销钉，工具外筒带动收刀旋转锥套上移，收刀旋转锥套挤压刀尖往内收拢，当刀尖与油管本体贴合后，缓缓启动井口旋转动力开始切割。

实施例二

河嘉203H井为中石化在川东北河坝区块的一口功勋开发试验井，在施工过程中因测井掉落生产测井工具串、井下安全阀故障无法打开、井内单质硫堵塞等原因导致本井堵塞停产。该井完井管柱为φ88.9mm×6.45mm VAMTOP镍基合金油管，管柱下深4200m，井内封隔器为哈利伯顿永久式封隔器，环空为密度2.25g/cm³泥浆。鉴于本井情况，使用本装置，成功切割打捞出堵塞合金油管254.7m，施工期间累计进行3次油管切割，三次切割一次性切割成功率均100%。堵塞油管内成功带出测井工具串落鱼、及单质硫堵塞物，成功清除井筒堵塞，达到复产目的。

操作过程及要求如下：

（1）组下切割管串前需先下铣鞋+套铣筒进行试入鱼，清除被切割落鱼油管外部杂质，并验证套管完好性，为下步油管切割创造井筒条件。

（2）匀速下放切割工具串管柱至鱼顶以上1-2m进行开泵循环洗井，清除鱼顶周边可能的堆积物，并记录泵压和悬重。

（3）控制排量500L/min的情况下记录入鱼前泵压，后缓慢下放工具入鱼，注意观察泵压、悬重变化，发现泵压上升则基本判断油管管体进入工具。

（4）继续下放并注意观察泵压，当泵压再次上升后再下降到第一次泵压上升值时则基本可判断油管接箍已通过档抓组件。

（5）落鱼入筒后控制下放速度不超过18m/min，每次上提高度不超过30mm，防止提前剪断割刀体启动剪销。同时下钻过程中注意观察悬重的变化，避免入鱼超过工具上部套铣管的长度或者造成打捞工具墩在井内阻卡物上造成工具损坏。

（6）打捞工具下放到预定切割打捞位置后进行小排量循环洗井，防止刺坏档抓组件及割刀体，循环时间满足后好记录悬重、空转扭矩和泵压。

（7）缓慢上提钻具到悬重超过原悬重10KN，此时启动剪销被剪断，指重表钻压指针会出现跳动或悬重出现下降。调整悬重到超过原悬重3-5KN缓慢启动旋转钻具，在大绳上标记好切割起始位置。

（8）在钻具转动的情况下将转速逐渐调整到20-25r/min、悬重超过原悬重3-5KN、排量150-200L/min进行切割。切割过程中注意观察悬重和扭矩变化，当扭矩逐渐减小或悬重下降后再缓慢上提钻具补充钻具拉力（每次上提大绳距离控制在15-25mm），保持切割扭矩始终大于空转扭矩。

（9）若切割扭矩已降到接近空转扭矩且钻具上行距离达到60-65mm，上提钻具总悬重超过切割前钻具悬重+割刀上部油管的重量总和后继续上提悬重未增加，则说明井内油管已割断，可起钻查看。

（10）丢手操作：上提钻具总悬重超过切割前钻具悬重+割刀上部油管的重量总和50KN，则说明油管未被彻底割断。需丢手时，则上提钻具悬重超过原打捞钻具悬重38.16T（不同类型工具丢手剪钉不同），使丢手剪销剪断，将钻具及工具上接头起出井。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种G3镍基合金油管垂直进刀的机械外割刀总装装置，包括上接头（1）、外筒（3）、下接头（10），其特征在于：所述上接头（1）与外筒（3）的顶端通过丢手剪销（2）固定连接，下接头（10）与外筒（3）的底端螺纹连接，所述外筒（3）的内部且靠近顶端设置有档抓组件（4），且档抓组件（4）与外筒（3）之间设置有启动剪销（5），所述外筒（3）的内部且位于档抓组件（4）的下方设置连接有刀体座套（7），所述刀体座套（7）与档抓组件（4）之间设置有过渡轴环组件（6），所述刀体座套（7）的底部固定连接有割刀体（8），所述上接头（1）的内侧固定连接有收刀旋转锥套（9）。

2.根据权利要求1所述的一种G3镍基合金油管垂直进刀的机械外割刀总装装置，其特征在于：所述档抓组件（4）包括档抓轴套（41），所述档抓轴套（41）的侧面设置有若干个环形分布的安装口，所述安装口的内侧通过转销（44）活动连接有档抓（42），转销（44）上套设有扭簧（43），扭簧（43）使档抓（42）具有向下转动的趋势，且档抓（42）的底部为斜面、顶部为平面。

3.根据权利要求2所述的一种G3镍基合金油管垂直进刀的机械外割刀总装装置，其特征在于：所述转销（44）的一端处对应档抓轴套（41）上开设的盲孔，档抓轴套（41）上且位于转销（44）的另一端处安装有限位顶丝（45）。

4.根据权利要求1所述的一种G3镍基合金油管垂直进刀的机械外割刀总装装置，其特征在于：所述割刀体（8）的底部具有若干个环形阵列设置有活动抓，且活动抓的内侧镶焊YT5合金刀块。

5.根据权利要求1所述的一种G3镍基合金油管垂直进刀的机械外割刀总装装置，其特征在于：所述收刀旋转锥套（9）的顶部设置有与若干个环形阵列设置的活动抓对应的收缩口。

6.根据权利要求1所述的一种G3镍基合金油管垂直进刀的机械外割刀总装装置，其特征在于：所述下接头（10）的底端设置马蹄形。

7.根据权利要求1所述的一种G3镍基合金油管垂直进刀的机械外割刀总装装置，其特征在于：所述上接头（1）的顶部设置有连接部。

8.根据权利要求1所述的一种G3镍基合金油管垂直进刀的机械外割刀总装装置，其特征在于：所述上接头（1）与外筒（3）的连接处形成限制档抓组件（4）向上滑动的台阶。