專利名稱：切割井眼管子的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及切割井眼管子的設(shè)備、用在這類設(shè)備中的刀片、包括 該設(shè)備的防噴器和切割井眼管子的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了品種繁多的防噴器和用于防噴器管帽(bonnets ) 的剪管刀片。
典型的防噴器具有在緊固于主體的相對(duì)布置的管帽中可選擇性致 動(dòng)的閘板(ram)。該閘板或是管道閘板(接觸、接合及包圍用于密封 井筒的管道和/或工具)，或是剪切閘板(接觸和物理剪切用在井筒作 業(yè)中的管子、套管、管道或工具)。閘板通常彼此相對(duì)安置在主體的任 一側(cè)并且能夠在啟動(dòng)和隨后進(jìn)行管子剪切時(shí)在井筒中心之上的主體中 心處彼此對(duì)著密封。
典型的閘板包括閘板塊，各零件(例如密封件和/或切割刀片)可 釋放地緊固于其上。
能夠有效地剪切管子的防噴器是所需的，所述管子例如是用在井 筒作業(yè)中的管子，包括相對(duì)較大的管子，諸如套管、鉆環(huán)和鉆桿工具 接頭。在某些現(xiàn)有的剪管系統(tǒng)中，工具接頭的定位使得剪切閘板不與 該工具接頭相遇，而是僅剪切管子相對(duì)較小的部分。這類系統(tǒng)的一個(gè) 問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)亩ㄎ徽加脮r(shí)間，并且如果工具接頭定位不恰當(dāng)，則 剪切不會(huì)發(fā)生或是無(wú)效的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供一種切割井眼管子的設(shè)備，該設(shè)備包括至少一 個(gè)剪切所述井眼管子的刀片，其特征在于，所述設(shè)備還包括突出部， 所述突出部在使用中可移動(dòng)，以便降低所述井眼管子在所述井眼管子 要被切割的區(qū)域的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。優(yōu)選地，該突出部可從遠(yuǎn)離井眼管子的縮回位置移動(dòng)到其中它與所述井眼管子接觸的伸出位置。可通過(guò)在移 至伸出位置時(shí)損壞井眼管子(例如造成凹痕、切割、穿孔、造成畸形) 來(lái)實(shí)現(xiàn)井眼管子的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低?？蓪⒃撏怀霾砍尚螢槟軌虍a(chǎn)生這類 的損壞。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低的區(qū)域可包括發(fā)生剪切的區(qū)域和/或鄰近的區(qū) 域。
如果突出部是整體的和/或是該至少一個(gè)刀片的一部分，則該突出 部可具有一個(gè)寬度逐漸增加的部分，從而在使用中，該突出部刺入并 穿透井眼管子的壁，并且該部分相對(duì)側(cè)上各自的表面在相對(duì)的圓周方 向上同時(shí)剪切該管子。
在此要注意，權(quán)利要求2-20中描述了該設(shè)備的其它特征。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了用在如前所述的設(shè)備中的刀片，
該刀片具有在此描述的刀片特征中的任何特征。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了包括如前所述的設(shè)備的防噴器。 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了切割井眼管子的方法，該方法包
括以下步驟
(a)使用至少一個(gè)刀片剪切所述井眼管子； 其特征在于以下步驟
(b )使用突出部降低所述井眼管子的在所述井眼管子要被切割的 區(qū)域的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
在此要注意，權(quán)利要求24-34中描述了該方法的其它步驟。
在一方面，本發(fā)明公開(kāi)了一種防噴器及其使用方法，該防噴器具 有可移動(dòng)的閘板塊，其中的一個(gè)或兩個(gè)都具有切割刀片，在剪切管子 時(shí)，所述切割刀片使管子產(chǎn)生一個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)洞、口子或穿孔， 以便于完成管子的剪切。
在某些方面，本發(fā)明公開(kāi)了具有主體和可在主體內(nèi)移動(dòng)的閘板機(jī) 構(gòu)的防噴器，該主體具有頂部、底部和從頂部通向底部的貫穿的膛， 該閘板機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)閘板塊，根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)閘板塊上面都具有切 割刀片。
在某些方面，本發(fā)明公開(kāi)了用于防噴器的切割刀片，該刀片具有一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)突出部、尖端或突出部分，用以在管子中
形成開(kāi)口或穿孔區(qū)域，從而便于管子的剪切。


為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在參考僅作為示例的附圖，其中
圖1A是根據(jù)本發(fā)明的防噴器第 一 實(shí)施例的部分為截面的側(cè)視圖1B是圖1A所示防噴器的部分為截面的俯視圖1C是使用中的圖1A所示防噴器的部分為截面的側(cè)視圖2A是根據(jù)本發(fā)明的刀片第一實(shí)施例的頂部透視圖2B是圖2A所示刀片的底部透視圖2C是圖2A所示刀片的俯視圖2D是圖2A所示刀片的側(cè)視圖3A是根據(jù)本發(fā)明的刀片第二實(shí)施例的頂部透視圖3B是圖3A所示刀片的底部透視圖3C是圖3A所示刀片的俯視圖3D是沿圖3C中3D-3D線的截面圖4A是根據(jù)本發(fā)明的刀片第三實(shí)施例的頂部透視圖4B是圖4A所示刀片的底部透視圖4C是圖4A所示刀片的俯視圖4D是沿圖4C中4D-4D線的截面圖5A是根據(jù)本發(fā)明的刀片第四實(shí)施例的頂部透視圖5B是圖5A所示刀片的底部透視圖5C是圖5A所示刀片的俯視圖5D是沿圖5C中5D-5D線的截面圖6A是根據(jù)本發(fā)明的刀片第五實(shí)施例的頂部透視圖6B是圖6A所示刀片的底部透視圖6C是圖6A所示刀片的俯視圖6D是沿圖6C中6D-6D線的截面圖7A是根據(jù)本發(fā)明的刀片第六實(shí)施例的頂部透視圖7B是圖7A所示刀片的底部透視圖；圖7C是圖7A所示刀片的俯視圖； 圖7D是沿圖7C中7D-7D線的截面圖； 圖8A是根據(jù)本發(fā)明的刀片第七實(shí)施例的頂部透視圖； 圖8B是圖8A所示刀片的底部透視圖； 圖8C是圖8A所示刀片的俯視圖； 圖8D是沿圖8C中8D-8D線的截面圖； 圖9A是根據(jù)本發(fā)明的刀片第八實(shí)施例的頂部透視圖； 圖9B是圖9A所示刀片的底部透視圖； 圖9C是圖9A所示刀片的俯視圖； 圖9D是沿圖9C中9D-9D線的截面圖； 圖IO是根據(jù)本發(fā)明的防噴器第二實(shí)施例的示意性俯視圖； 圖11是根據(jù)本發(fā)明的防噴器第三實(shí)施例的示意性俯視圖； 圖12是根據(jù)本發(fā)明的防噴器第四實(shí)施例的部分為截面的示意性 側(cè)視圖13是根據(jù)本發(fā)明的防噴器第五實(shí)施例的部分為截面的示意性 側(cè)—見(jiàn)圖14是根據(jù)本發(fā)明的防噴器第六實(shí)施例的示意性俯視圖15A-15H示意性示出根據(jù)本發(fā)明的用于切割管子的防噴器的
不同操作階段。
具體實(shí)施例方式
如圖1A-1C所示，根據(jù)本發(fā)明的防噴器IO具有主體12，主體12 具有穿過(guò)其延伸的垂直膛14。在使用中，管子(例如部分鉆柱D)穿 過(guò)膛14。主體12具有下部凸緣16和上部凸緣18,用于在井口堆 (wellhead stack)中連接防噴器10。閘板導(dǎo)槽(guideway) 20和22 從膛14的相對(duì)側(cè)向外延伸。防噴器10的閘板組件包括分別安置在導(dǎo) 槽20和22中的第一和第二閘板24和26。提供往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(例如 致動(dòng)器28)響應(yīng)流體壓力將閘板移動(dòng)或延伸到膛14中以對(duì)鉆柱D穿 過(guò)該膛延伸的這部分進(jìn)行剪切以及使閘板從該膛收回。致動(dòng)器28每個(gè) 都包括汽缸32中的活塞30和連接在活塞和其所要移動(dòng)的閘板之間的桿34，且與主體12合適地連接，如圖所示。提供合適的機(jī)構(gòu)來(lái)將壓 力下的流體傳送到活塞30的相對(duì)側(cè)。
上部切割刀片36 (根據(jù)本發(fā)明的任一刀片)在閘板24上而下部 切割刀片38 (根據(jù)本發(fā)明的任一刀片)在閘板26上。對(duì)切割刀片36 和38的定位使得在對(duì)管子(例如鉆柱D)的一部分進(jìn)行剪切時(shí)，刀片 38的刀刃正好在刀片36的刀刃下方經(jīng)過(guò)。
切割刀片36和38的剪切動(dòng)作剪切鉆柱D (參見(jiàn)圖1C)。鉆柱D 的下部部分落入防噴器10下面的井筒中(未示出)?？蛇x擇的是(對(duì) 于根據(jù)本發(fā)明的任何方法都是如此)，鉆柱D從下部的一套閘板懸脫 開(kāi)。
圖2A-2D示出了根據(jù)本發(fā)明的刀片50，它具有主體52，主體52 包括有基底57和正面54。正面54具有兩個(gè)傾斜的部分61、 62以及 在這兩個(gè)傾斜的部分61、62之間從正面54突出的突出部60。邊緣56、 58分別位于傾斜部分61、62的端部。突出部60具有兩個(gè)傾斜的面63、 64， 二者相交于中心邊緣65。面63、 64之間的角度68 (對(duì)于根據(jù)本 發(fā)明的任何兩個(gè)突出部面之間的角度都是如此)可以是任何期望的角 度，在某些方面，是在30度到90度的范圍內(nèi)，在某些特殊的方面， 是30度、60度或90度。
在某些方面(對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的任何刀片都是如此)，切割面從垂 向傾斜，在一個(gè)特殊的方面，如圖2D所示，兩個(gè)傾斜部分61、 62與 垂向成20度的角度。在其它方面，根據(jù)本發(fā)明的任何刀片的任何切割 面的角度都在20度到60度之間的范圍內(nèi)；并且，在某些方面，該角 度是20度、45度或60度。
圖3A-3D示出根據(jù)本發(fā)明的刀片70，它具有帶有基底77的主體 72、兩個(gè)相對(duì)的傾斜面81、 82和位于這兩個(gè)傾斜面81、 82之間的突 出部80。突出部80具有兩個(gè)傾斜的面83、 84， 二者相交于中心邊緣 85。傾斜的端部部分76、 78分別處在面81、 82的端部。
圖4A-4D示出根據(jù)本發(fā)明的刀片90,它具有主體99、相對(duì)的傾 斜面91、 92、相對(duì)的傾斜面93、 94和傾斜的端部部分95、 96。突出部97、 98分別形成在面91、 93和94、 92之間。刀片90具有基底90a。
圖5A-5D示出根據(jù)本發(fā)明的刀片100，它具有主體100a、相對(duì)的 傾斜面101、 102、相對(duì)的傾斜面103、 104和傾斜的端部部分105、 106。 突出部107、 108分別形成在面101、 103和104、 102之間。刀片90 具有基底109。突出部107具有邊緣107a而突出部108具有邊緣108a。
圖6A-6D示出根據(jù)本發(fā)明的刀片110，它具有主體110a、兩個(gè)相 對(duì)的傾斜面111、 112、兩個(gè)相對(duì)的傾斜面113、 114、傾斜的端部部分 115、 116、中心半圓傾斜面117和基底110b。突出部118、 119分別形 成在面111、 113和114、 112之間。突出部108具有邊緣108a而突出 部109具有邊緣109a。
圖7A-7D示出根據(jù)本發(fā)明的刀片120，它具有主體122、基底124、 相對(duì)的傾斜面126、 128、傾斜面132、 134、傾斜的端部部分136、 138 和中心半圓傾斜面130。鋸齒狀切割面125繞面130的下部邊緣127 延伸并部分延伸到面126、 128上。如圖所示，切割面125的鋸齒具有 尖端129，但可選擇的是，可將這些尖端修圓。面126、 132彼此成角 度，形成帶有邊緣135的突出部131。面128、 134彼此成角度，形成 帶有邊緣137的突出部133。
圖8A-8D示出根據(jù)本發(fā)明的刀片140，它具有主體142、基底144、 相對(duì)的傾斜面146、 148、面146、 148之間的突出部150和傾斜的端 部部分156、 158。突出部150具有傾斜面151、 152和中心面153。突 出部155形成在面156、 146之間，具有邊緣154。突出部157形成在 面148、 158之間，具有邊緣159。如圖所示，可選擇的是，將突出部 150修圓。
圖9A-9D示出根據(jù)本發(fā)明的刀片160，它具有主體162、基底164、 相對(duì)的傾斜面172、 173、傾斜的端部部分171、 174、突出部181、 182 和形成在突出部181、182之間的凹部180。具有邊緣163的突出部161 形成在面172和端部部分171之間。具有邊緣167的突出部165形成 在面173和端部部分174之間。突出部181具有傾斜面183、 185和傾 斜的中心部分184。突出部182具有傾斜面186、 188和傾斜的中心部
ii分187。如圖所示，可選擇的是，將突出部181、 182修圓。
圖IO示出用于切割管子(例如但不限于鉆桿、鉆環(huán)、套管、立管、 管道和鉆桿工具接頭一對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的任何設(shè)備和根據(jù)本發(fā)明的任 何一個(gè)或多個(gè)刀片都是如此，并且能夠由這里根據(jù)本發(fā)明的任何設(shè)備 和根據(jù)本發(fā)明的任何一個(gè)或多個(gè)刀片來(lái)實(shí)現(xiàn))的設(shè)備200。設(shè)備200 具有兩套可交替移動(dòng)的閘板201、 202和203、 204。在一方面，每個(gè) 閘板201、 202具有多個(gè)間隔開(kāi)的刺穿尖端(或突出部)206，它們?cè)?管子中造成一系列相應(yīng)的間隔開(kāi)的孔，從而削弱了管子并且便于管子 被閘板203、 204的刀片208 (任何根據(jù)本發(fā)明的或任何已知的刀片) 完全剪切。在某些方面，有一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)、六個(gè)或 更多個(gè)尖端，而可選擇的是，這些尖端可以是硬面的或者是具有涂敷 于其上的硬化材料(關(guān)于硬面和/或硬化材料，根據(jù)本發(fā)明在此公開(kāi)的 任何刀片、刀片突出部或刀片零件都是如此)。任何這類的一個(gè)或多個(gè)
圖11示出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備220，它具有兩套可移動(dòng)的閘板221、 222和223、 224。閘板221、 222具有用于使管子229變平的平面228 ("變平"意味著與管子229最初的圓形相比，形成一定程度的非圓形 狀，并且還包括(但不限于)被基本上或完全變平的管子)，例如，如 圖ll中的虛線所示。 一旦變平，管子229就會(huì)被分別位于閘板223、 224上的刀片225、 226完全切斷。刀片225、 226可以是根據(jù)本發(fā)明 的任何刀片或是任何已知的刀片。
圖12示出了切割管子230的方法，通過(guò)使用示意性示出的張力施 加機(jī)構(gòu)TA在縱向上向管子施加張力T (參見(jiàn)箭頭T)來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者 通過(guò)使用示意性示出的壓力施加機(jī)構(gòu)CA向管子施加壓力(參見(jiàn)箭頭 C)來(lái)實(shí)現(xiàn)。防噴器235的分別帶有刀片233、 234的閘板機(jī)構(gòu)231、 232是可移動(dòng)的以切割管子230。
可選擇的是，在兩沖程(或多沖程)操作中，管子230被置于拉 伸狀態(tài)而刀片233、 234沖擊該管子；然后管子被置于壓縮狀態(tài)而刀片 233、 234將該管子完全切斷；或者反之亦然。 一個(gè)或多個(gè)拉伸步驟和/或一個(gè)或多個(gè)壓縮步驟可與根據(jù)本發(fā)明的任何方法一同使用，這些方
法包括但不限于圖10-15所示出的方法。
圖13示出根據(jù)本發(fā)明的一種方法，其中當(dāng)使用防噴器246的可移 動(dòng)閘板機(jī)構(gòu)244、 245的刀片242、 243 (根據(jù)本發(fā)明的任何一個(gè)或多 個(gè)刀片)對(duì)管子240進(jìn)行切割時(shí)，對(duì)該管子施加轉(zhuǎn)矩。管子240的旋 轉(zhuǎn)可由在該管子之上、附近和/或之下的任何合適的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)， 例如，機(jī)構(gòu)RA (在圖13中示意性示出)。 一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)矩施加步驟 可與根據(jù)本發(fā)明的任何方法一同使用。
圖14示出根據(jù)本發(fā)明的一種方法，用于使用防噴器設(shè)備250內(nèi)的 可移動(dòng)閘板256上的刀片255切割管子254，其使用可移動(dòng)主體253 之內(nèi)或之上的受控炸藥包252;或者一種用于在特定的期望位置削弱 管子以便于通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)刀片完全切斷該管子的方 法?？蛇x擇的是，炸藥包252安裝在刀片255或閘板256上?？墒褂?一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)炸藥包?？梢允褂酶鶕?jù)本發(fā)明的任 何刀片或任何已知的刀片。
圖15A-15H示出根據(jù)本發(fā)明的一種方法，該方法使用根據(jù)本發(fā)明 (例如，如任何這里所公開(kāi)的)的防噴器300 (圖15B示意性描繪)， 防噴器300具有可移動(dòng)的閘板R (圖15B示意性示出)，該閘板具有 刀片301、 302 (刀片301與刀片302相同；刀片302相對(duì)于刀片301 是倒轉(zhuǎn)一對(duì)于這里所公開(kāi)的任何機(jī)構(gòu)的任何兩個(gè)刀片情況都是如此)。 每個(gè)刀片301、 302具有主體304和中心突出部310，中心突出部310 具有尖端部件312和切割部分313、 314。每個(gè)突出部310具有切割面 310a和310b。切割面從垂向傾斜并且突出部310具有彼此成角度的切 割面。閘板R移動(dòng)刀片以便使得最初突出部310接觸并刺穿管子T(例 如套管、鉆桿、工具接頭、鉆環(huán)等等)，然后，隨著突出部移動(dòng)進(jìn)入管 子T并通過(guò)突出部310和切割部分313、 314對(duì)管子T進(jìn)行切割，完 成管子T的切斷。突出部310是沿直徑方向相對(duì)的，從而該突出部最 外的尖端(然后是該突出部的其余部分)彼此相對(duì)推動(dòng)，便于刺穿和 切斷管子。這種雙重相對(duì)刺穿突出部的使用也用于在切割過(guò)程中將管子保持在防噴器300內(nèi)期望的位置處，以便刺穿和切割在刀片301、 302相對(duì)于管子T保持期望的關(guān)系的情況下繼續(xù)進(jìn)行。
如圖15B所示，突出部310的尖端312已移至接觸管子T的外表 面的位置。在接觸時(shí)，尖端312將管子保持于適當(dāng)?shù)奈恢?。圖15C示 出尖端312到管子T中的初始進(jìn)入。
如圖15D所示，尖端312已刺穿管子T的整個(gè)壁厚并且正推動(dòng)部 分T1、 T2和T3、 T4分開(kāi)。圖15E示出尖端312進(jìn)一步向內(nèi)的進(jìn)程 和管子各部分T1、 T2和T3、 T4進(jìn)一步的分離。
如圖15F所示，當(dāng)尖端312向內(nèi)行進(jìn)而且底部尖端312(如圖15F 所示)在頂部尖端312之下移動(dòng)時(shí)，切割面313和314開(kāi)始切割管子 T。突出部310切割一定數(shù)量的管子T而切割面313、 314(以及當(dāng)通 過(guò)管子行進(jìn)時(shí)的突出部310)僅需要切割管子T的其余部分以實(shí)現(xiàn)管 子T的完全切斷。在某些方面，根據(jù)管子的尺寸，突出部310能夠切 割整個(gè)管子。
如圖15G所示，管子T幾乎被完全切斷，而且隨著每個(gè)突出部進(jìn) 一步刺穿管子，頂部突出部310已連續(xù)在底部突出部310上移動(dòng)，并 且切割面313、 314已連續(xù)地進(jìn)一步推動(dòng)管子部分T1、 T2和部分T3、 T4分開(kāi)。圖15H顯示管子T被完全切斷。
可選擇的是，僅使用一個(gè)刀片301或302而另一個(gè)刀片不具有一 個(gè)或多個(gè)突出部。
如不同的附圖所示(例如圖1A、 12、 13、 15A),在一些方面， 優(yōu)選將一個(gè)刀片相對(duì)于相對(duì)的刀片倒轉(zhuǎn)。當(dāng)使用具有中心突出部的一 個(gè)刀片(或兩個(gè)這樣的刀片)時(shí)，鄰近切割突出部的切割面根本不切 割管子或者僅需要切割管子的總壁厚圓周的一小部分(與例如某些現(xiàn) 有的"V剪，，或"V形，，刀片不同，在這些現(xiàn)有的"V剪"或"V形"刀片中， 每個(gè)切割面切割管子的較大部分)。
使用低摩擦涂層(例如但不限于聚四氟乙烯涂層、無(wú)電鍍鎳涂層、 和/或鈦/鎳涂層，包括但不限于由物理氣相沉積("PVD")方法涂敷 的低摩擦涂層)覆蓋根據(jù)本發(fā)明的任何刀片(或任何現(xiàn)有刀片)或其部分、和/或其切割面、和/或其頂部/或底部、和/或其管子穿孔部分， 這些都處在本發(fā)明的范圍內(nèi)。這類涂層例如以使用任何適當(dāng)方法或工
藝涂敷的涂層69 (圖2A)和涂層209 (圖10)和刀片頂部的涂層79 (圖3A)和刀片底部的涂層75 (圖3A)示出。這些涂層可被涂敷到 低摩擦涂層涂敷的任何適當(dāng)?shù)囊阎穸取?br> 因此，本發(fā)明在一些(但不必要在全部)實(shí)施例中提供一種具有 主體的防噴器，該主體具有頂部、底部和從頂部經(jīng)其到底部的貫穿的 膛，閘板機(jī)構(gòu)可在主體內(nèi)移動(dòng)，該閘板機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)閘板塊，每個(gè)都 具有根據(jù)本發(fā)明的切割刀片。
因此，本發(fā)明在至少 一些實(shí)施例中提供使用根據(jù)本發(fā)明的防噴器 的方法。
因此，本發(fā)明在某些(但不必要在全部)實(shí)施例中提供一種切割 管子的方法，該管子用于井筒作業(yè)，該方法包括將管子插入管子切割 設(shè)備(該設(shè)備包括可向該管子移動(dòng)的第一部件；可向該要被切割的 管子移動(dòng)的第二部件，第二部件與第一部件相對(duì)設(shè)置；第一部件上的 第一刀片，第一刀片包括第一刀片主體；從該第一刀片主體突出的第 一突出部；第一突出部上的第一尖端結(jié)構(gòu)，用以接觸并刺穿該管子； 第 一突出部上的第 一突出部切割面，限定該第 一尖端結(jié)構(gòu)并用以切割 該管子，第一尖端結(jié)構(gòu)從第一刀片主體充分突出以便使第一突出部能 夠在第一刀片主體的任何其它部分接觸該管子之前接觸并刺穿該管 子；第二部件上的笫二刀片)；將第一刀片向管子移動(dòng)以使第一尖端結(jié) 構(gòu)與管子的外表面接觸；移動(dòng)第一刀片以便使得第一尖端結(jié)構(gòu)刺入管 子并穿過(guò)管子；移動(dòng)第一刀片以利用第一突出部切割面切割管子的一 部分；通過(guò)使第一刀片和第二刀片彼此相對(duì)移動(dòng)來(lái)切斷管子。這一方 法可以按任何可能的組合方式包括下面的一個(gè)或一些特征其中管子 切割設(shè)備的第二刀片具有第二刀片主體，第二突出部從該第二刀片主 體突出，第二突出部上的第二尖端結(jié)構(gòu)用以接觸并刺穿該管子，第二 突出部上的第二突出部切割面限定該笫二尖端結(jié)構(gòu)并用以切割該管 子，笫二尖端結(jié)構(gòu)從第二刀片主體充分突出以便使笫二突出部能夠在
15第二刀片主體的任何其它部分接觸到該管子之前接觸并刺穿該管子， 該方法包括當(dāng)向管子移動(dòng)第一刀片時(shí)向管子移動(dòng)第二刀片并且移動(dòng)第 二刀片以便使第二尖端結(jié)構(gòu)接觸管子的外表面，移動(dòng)第二刀片以便使 第二尖端結(jié)構(gòu)刺入并穿過(guò)管子，以及移動(dòng)第二刀片以利用第二突出部
切割面切割管子的一部分；其中通過(guò)第一刀片和第二刀片的突出部切 割面切斷該管子；其中第一刀片還包括鄰近第一突出部的第一刀片切 割面，第二刀片包括鄰近第二突出部的第二刀片切割面，該方法包括 移動(dòng)第一刀片和第二刀片以便使每個(gè)刀片的刀片切割面切割管子的一 部分；其中第一尖端結(jié)構(gòu)是修圓的；其中第二尖端結(jié)構(gòu)是修圓的；其 中第一突出部、第一刀片切割面、第二突出部和第二刀片切割面由低 摩擦涂層覆蓋；其中第一刀片具有頂部和底部而且笫二刀片具有頂部 和底部，這兩個(gè)刀片的頂部和底部由低摩擦涂層覆蓋；其中第一突出 部與第二突出部相對(duì)且設(shè)置于其上方；其中這兩個(gè)尖端結(jié)構(gòu)的每個(gè)大
體同時(shí)接觸該管子并且大體同時(shí)刺穿該管子；在管子的切割過(guò)程中， 使用拉伸機(jī)構(gòu)拉伸管子；在管子的切割過(guò)程中，使用壓縮機(jī)構(gòu)壓縮管 子；在管子的切割過(guò)程中，使用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)管子；在管子和任一刀 片之間的任何接觸之前，使用變平機(jī)構(gòu)使管子變平；其中第一刀片具 有第一頂部和第一底部，第二刀片具有第二頂部和第二底部，第一突 出部切割面從第一頂部向第一底部向下傾斜，第二突出部切割面從第 二頂部向第二底部向下傾斜；其中第二刀片相對(duì)于第一刀片倒轉(zhuǎn)；其 中每個(gè)刀片的突出部切割面彼此成在30度到90度范圍內(nèi)的角度；和/ 或其中管子來(lái)自由套管、鉆桿、鉆環(huán)和工具接頭構(gòu)成的組。
因此，本發(fā)明在某些(但不必要在全部)實(shí)施例中提供一種切割 管子的方法，該管子用于井筒作業(yè)，該方法包括將管子插入管子切 割設(shè)備(該設(shè)備具有可向管子移動(dòng)的第一部件、可向要切割的管子移 動(dòng)的第二部件，第二部件與第一部件相對(duì)設(shè)置，第一部件上的第一刀 片包括第一刀片主體，第一突出部從該第一刀片主體突出，第一突出 部上的第一尖端結(jié)構(gòu)用以接觸并刺穿管子，第一突出部上的第一突出 部切割面限定該第一尖端結(jié)構(gòu)并用以切割管子，第一尖端結(jié)構(gòu)從第一刀片主體充分突出以便使笫 一突出部能夠在第一刀片主體的任何其它
部分接觸管子之前接觸并刺穿管子，第二部件上有第二刀片)；向管子
移動(dòng)第一刀片以使第一尖端結(jié)構(gòu)接觸管子的外表面；移動(dòng)第一刀片以 便使第一尖端結(jié)構(gòu)刺入并穿過(guò)管子；移動(dòng)第一刀片以利用第一突出部 切割面切割管子的 一 部分；通過(guò)使第 一 刀片和第二刀片彼此相對(duì)移動(dòng) 來(lái)切斷管子；其中在該管子切割設(shè)備中，第二刀片具有第二刀片主體， 第二突出部從該第二刀片主體突出，第二突出部上的第二尖端結(jié)構(gòu)用 以接觸并刺穿管子，第二突出部上的第二突出部切割面限定該尖端結(jié) 構(gòu)并用以切割管子，第二尖端結(jié)構(gòu)從第二刀片主體充分突出以便使第 二突出部能夠在第二刀片主體的任何其它部分接觸管子之前接觸并刺 穿管子；當(dāng)?shù)谝坏镀蚬茏右苿?dòng)時(shí)向管子移動(dòng)第二刀片并且移動(dòng)第二 刀片以便使第二尖端結(jié)構(gòu)接觸管子的外表面；移動(dòng)第二刀片以便使第 二尖端結(jié)構(gòu)刺入并穿過(guò)管子；移動(dòng)第二刀片以利用第二突出部切割面 切割管子的一部分；其中第一突出部與第二突出部相對(duì)設(shè)置并位于其 上方；其中這兩個(gè)尖端結(jié)構(gòu)的每個(gè)大體同時(shí)接觸管子并且大體同時(shí)刺 穿管子；其中第二刀片相對(duì)于第一刀片倒轉(zhuǎn)。
因此，本發(fā)明在某些(但不必要在全部)實(shí)施例中提供用于切割 在井筒作業(yè)中使用的管子的管子切割設(shè)備，該設(shè)備包括可向要切割 的管子移動(dòng)的第一部件，該管子包括井筒作業(yè)管子；可向要切割的管 子移動(dòng)的第二部件，第二部件與第一部件相對(duì)設(shè)置；第一部件上的第 一刀片，該第一刀片包括刀片主體、從該刀片主體的中心突出的突出 部、該突出部上用以接觸并刺穿管子的尖端結(jié)構(gòu)、該突出部上限定該 尖端結(jié)構(gòu)并用以切割管子的突出部切割面，該尖端結(jié)構(gòu)從刀片主體充 分突出而該突出部可移動(dòng)以在刀片主體的任何其它部分接觸管子之前 接觸并刺穿管子；并且，在一方面，第二刀片與第一刀片相同。
權(quán)利要求
1. 一種井眼管子切割設(shè)備，該設(shè)備包括至少一個(gè)剪切所述井眼管子的刀片，其特征在于，所述設(shè)備還包括突出部，所述突出部在使用中可移動(dòng)，以便降低所述井眼管子在所述井眼管子要被切割的區(qū)域的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
2. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其設(shè)置成使得在使用中，所述突出 部可在遠(yuǎn)離所述井眼管子的縮回位置和其中所述突出部接觸所述井眼 管子的伸出位置之間移動(dòng)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中，所述突出部包括用以刺 穿所述井眼管子的尖端。
4. 如權(quán)利要求l、 2或3所述的設(shè)備，其中，突出部與所述至少 一個(gè)刀片分開(kāi)。
5. 如權(quán)利要求l、 2或3所述的設(shè)備，其*，所述至少一個(gè)刀片 包括所述突出部。
6. 如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，所述突出部從所述至少一個(gè) 刀片向前突出。
7. 如權(quán)利要求l-6任一項(xiàng)所述的設(shè)備，還包括可向井眼管子移動(dòng) 的笫一部件、可向井眼管子移動(dòng)的第二部件，該第二部件與該第一部 件相對(duì)設(shè)置，所述至少一個(gè)刀片包括位于該第一部件上的第一刀片和 位于該第二部件上的笫二刀片，該第一刀片包括第一刀片主體，所述 突出部包括從該第一刀片主體突出的第一突出部，該第一突出部上的 笫一尖端結(jié)構(gòu)用以接觸并刺穿該井眼管子，該第一突出部上的第一突 出部切割面限定該第一尖端結(jié)構(gòu)并用以切割該井眼管子，該第一尖端 結(jié)構(gòu)從該第一刀片主體充分突出以便該第一突出部能夠在該第一刀片 主體的任何其它部分接觸該井眼管子之前接觸并刺穿該井眼管子，在使用中，所述相對(duì)的第一部件和第二部件阻止所述井眼管子在 切割期間的橫向移動(dòng)。
8. 如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述第二刀片包括第二刀片主體、從該第二刀片主體突出的第二突出部、位于該第二突出部上的用 以接觸并刺穿該井眼管子的第二尖端結(jié)構(gòu)、位于第二突出部上的限定 該尖端結(jié)構(gòu)并用以切割該井眼管子的第二突出部切割面，該第二尖端 結(jié)構(gòu)從該第二刀片主體充分突出以便該第二突出部能夠在該第二刀片 主體的任何其它部分接觸該井眼管子之前接觸并刺穿該井眼管子。
9. 如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，在使用中，通過(guò)該第一刀片 和第二刀片的突出部切割面切割該井眼管子。
10. 如權(quán)利要求8或9所述的設(shè)備，其中，該第一刀片還包括鄰近該第一突出部的第一刀片切割面，以及 該第二刀片包括鄰近該第二突出部的第二刀片切割面，其中在使用中，所述第一刀片和第二刀片的每個(gè)各自的刀片切割 面切割該井眼管子的 一部分。
11. 如權(quán)利要求7-10中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，該第一尖端結(jié) 構(gòu)大體為修圓的。
12. 如權(quán)利要求8-11中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，該第二尖端結(jié) 構(gòu)大體為修圓的。
13. 如權(quán)利要求8-12中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，該第一突出部、 該第 一 刀片切割面、該第二突出部和該第二刀片切割面由低摩擦涂層 覆蓋。
14. 如權(quán)利要求8-13中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，該第一刀片具 有頂部和底部并且該第二刀片具有頂部和底部而且這兩個(gè)刀片的頂部 和底部由低摩擦涂層覆蓋。
15. 如權(quán)利要求8-14中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，該第一突出部 與該第二突出部相對(duì)設(shè)置且位于該第二突出部上方。
16. 如權(quán)利要求8-15中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述兩個(gè)尖端 結(jié)構(gòu)的每個(gè)大體同時(shí)接觸該井眼管子并且大體同時(shí)刺穿該井眼管子。
17. 如權(quán)利要求8-16中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，該第一刀片具 有第一頂部和第一底部，該第二刀片具有第二頂部和第二底部，該第 一突出部切割面從該第一頂部向該第一底部向下傾斜，而該第二突出部切割面從該第二頂部向該第二底部向下傾斜。
18. 如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中該第二刀片相對(duì)于該第一刀 片倒轉(zhuǎn)。
19. 如權(quán)利要求7-18中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，該第一突出部 切割面彼此成角度，該角度在30度到90度的范圍內(nèi)。
20. 如權(quán)利要求8-19中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，該第二突出部 切割面彼此成角度，該角度在30度到90度的范圍內(nèi)。
21. —種刀片，用于切割管子的設(shè)備中，具有權(quán)利要求l-20中任 一項(xiàng)所述的刀片特征。
22. —種防噴器，包括如權(quán)利要求1-20中任一項(xiàng)所述的設(shè)備。
23. —種切割井眼管子的方法，該方法包括以下步驟(a) 使用至少一個(gè)刀片剪切所述井眼管子； 其特征在于以下步驟(b) 使用突出部降低所述井眼管子的在所述井眼管子要被切割的 區(qū)域的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
24. 如權(quán)利要求23所述的方法，其中，步驟(b)包括對(duì)著所述 管子推進(jìn)所述突出部以便使所述井眼管子的位于所述至少一個(gè)刀片將 剪切所述井眼管子的一部分處的區(qū)域變形。
25. 如權(quán)利要求24所述的方法，還包括使用所述突出部刺穿所述 井眼管子的步驟。
26. 如權(quán)利要求23、 24或25中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述 至少一個(gè)刀片包括所述突出部，并且其中步驟(b)作為步驟(a)的 一部分執(zhí)行。
27. 如^又利要求23、 24或25中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述 至少一個(gè)刀片與所述突出部是分開(kāi)的，并且步驟(b)先于步驟(a) 執(zhí)行。
28. 如權(quán)利要求23-27中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述突出部 包括彼此相對(duì)設(shè)置的第一突出部和第二突出部，該方法還包括移動(dòng)所 述第一突出部和笫二突出部的每個(gè)以大體同時(shí)接觸該井眼管子的步驟。
29. 如權(quán)利要求23-28中任一項(xiàng)所述的方法，還包括在執(zhí)行步驟 U)時(shí)拉伸該井眼管子的步驟。
30. 如權(quán)利要求23-28中任一項(xiàng)所述的方法，還包括在執(zhí)行步驟 (a)時(shí)壓縮該井眼管子的步驟。
31. 如權(quán)利要求23-30中任一項(xiàng)所述的方法，還包括在執(zhí)行步驟 (a)時(shí)旋轉(zhuǎn)該井眼管子的步驟。
32. 如權(quán)利要求23-31中任一項(xiàng)所述的方法，還包括在執(zhí)行步驟(a) 之前使該井眼管子大體變平的步驟。
33. 如權(quán)利要求23-32中任一項(xiàng)所述的方法，其中，步驟(a)和(b) 作為關(guān)閉井筒以阻止噴出的方法的一部分執(zhí)行。
34. 如權(quán)利要求23-33中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該井眼管子 包括套管、鉆桿、鉆環(huán)或工具接頭。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種井眼管子切割設(shè)備(301)，該設(shè)備包括至少一個(gè)剪切所述井眼管子的刀片(310)，其特征在于所述設(shè)備還包括突出部(312)，該突出部在使用中可移動(dòng)以便降低所述井眼管子的在所述井眼管子要被切割的區(qū)域的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
文檔編號(hào)E21B33/06GK101427003SQ200680054363
公開(kāi)日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2006年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月25日
發(fā)明者F·B·斯普林格特, J·D·布魯格曼 申請(qǐng)人:國(guó)民油井華高有限合伙公司