一種井下切割裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種機械切割裝置，尤其是一種用于井下油管切割的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，油管機械切割的常用工具為水力式機械內(nèi)切割裝置，該切割裝置利用鉆井液在其噴嘴處的液壓差實現(xiàn)刀體的張開，通過旋轉(zhuǎn)鉆桿柱實現(xiàn)刀體對油管的周向切割。該方式下存在的問題主要有:在切割時刀刃不易對中，可能損壞套管；在裝置下放或上提過程中，切割刀刃未能被固定住，可能割傷管壁；在切割過程中刀體張開程度過大，可能損傷套管。為解決上述問題，現(xiàn)有的技術(shù)為:在裝置下部設(shè)置定心塊，實現(xiàn)該裝置工作過程中的定心；在裝置外部設(shè)置彈簧片擋住刀體或在推桿處設(shè)置凹槽限定刀體的自由活動范圍，實現(xiàn)刀體在非工作狀態(tài)下的定位；在刀體下放設(shè)置限位面、在刀槽處設(shè)置限位凸臺，實現(xiàn)刀體工作過程中切割范圍的限制。但定心塊部位的直徑略大于該裝置其他部位，在該裝置在油管內(nèi)上提、下放過程中易造成阻力；在裝置外部設(shè)置限位擋片使得該裝置外壁不光滑；設(shè)置限位面、限位凸臺以控制刀體工作過程中的切割范圍，需結(jié)合現(xiàn)場的實際情況配置合適的構(gòu)件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有的油管切割裝置在油管內(nèi)上提、下放過程中易造成阻力、外壁不光滑和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的不足，本實用新型提供一種井下切割裝置，該裝置不僅可實現(xiàn)在工作時定心切割、保護套管的目的，同時可實現(xiàn)刀體在非工作狀態(tài)下的定位和限制刀體在工作狀態(tài)下的切割范圍的目的。
[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種井下切割裝置，包括外筒、切割刀和內(nèi)筒，外筒中部設(shè)有周向均布的切割刀槽，內(nèi)筒頂端徑向外徑擴大并在內(nèi)嵌有水嘴，外筒在頂端向內(nèi)收縮有兩級臺階，內(nèi)筒通過大彈簧卡套在第二級臺階上，內(nèi)筒對應(yīng)切割刀槽的位置設(shè)有切割刀凹槽、切割刀凹槽底部固定有歸位彈簧；切割刀在外筒的切割刀凹槽處通過銷軸連接，刀體與在其銷軸平行的部位設(shè)有向外凸起的斜平面，刀體下端設(shè)有凸起的刀刃。
[0005]外筒下部還設(shè)有周向均布的定心塊槽，內(nèi)筒下端對應(yīng)定心塊槽的位置設(shè)有定心塊凹槽，定心塊凹槽底部均固定有歸位彈簧；定心塊在外筒的定心塊凹槽處通過銷軸連接，定心塊在與其銷軸平行的部位設(shè)有向外凸起的斜平面，定心塊底部徑向向外翹起的尖端處設(shè)有凸起的滾珠槽，滾珠槽內(nèi)安裝有滾珠；切割刀刀體在與其銷軸平行的部位設(shè)有傾斜凸起的斜平面的傾斜角度略大于定心塊與在其銷軸平行的部位設(shè)有傾斜凸起的斜平面傾斜角度。
[0006]內(nèi)筒頂端徑向外徑擴大處外壁設(shè)有密封圈。所述歸位彈簧的彈性系數(shù)小于大彈簧的彈性系數(shù)。所述切割刀槽的數(shù)量為3?6個。
[0007]鉆井液經(jīng)過水嘴時產(chǎn)生液壓差，在該壓差作用下，內(nèi)筒下移，內(nèi)筒推動切割刀和定心塊，使得切割刀與定心塊被推出裝置外壁，實現(xiàn)該裝置對油管的定心切割，定心塊位于目標(biāo)切割點的下方，在該裝置工作時刀刃切割油管內(nèi)壁、定心塊保持張開狀態(tài)以限制刀體的張開程度，可實現(xiàn)在該裝置工作過程中保護外部套管的目的；定心塊端部設(shè)有滾珠，減小定心塊在工作過程中的摩阻；歸位彈簧可在該裝置不工作時固定切割刀與定心塊，起到下放、上提該裝置時保護管壁的作用。
【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型切割刀處的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2為定心塊處的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖3為內(nèi)筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖4為切割刀和定心塊平面位置示意圖。
[0012]圖5為外筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中，1-上密封圈，2-大彈簧，3-外筒，4-下密封圈，5-銷軸，6-歸位彈簧，7-切割刀，8-定心塊槽，9-切割刀槽，10-內(nèi)筒，11-水嘴，12-定心塊，13-滾珠，14-定心塊凹槽，15-切割刀凹槽。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖來進一步描述本實用新型。
[0015]一種井下切割裝置，其結(jié)構(gòu)主要包括大彈簧2、外筒3、歸位彈簧6、切割刀7、內(nèi)筒10、定心塊12。
[0016]所述的外筒3的上端通過螺紋連接在鉆桿上，外筒3中部設(shè)有三個周向均布的切割刀槽9，外筒3下部設(shè)有三個周向均布的定心塊槽8，外筒3下部設(shè)有倒角。內(nèi)筒10的環(huán)空為鉆井液流動通道。內(nèi)筒10頂端徑向外徑擴大并在內(nèi)嵌有水嘴11，該處的外壁設(shè)有上密封圈I。外筒3在頂端向內(nèi)收縮有兩級臺階，內(nèi)筒10通過大彈簧2卡套在第二級臺階上。內(nèi)筒10對應(yīng)切割刀槽9的位置設(shè)有切割刀凹槽15、下端對應(yīng)定心塊槽8的位置設(shè)有定心塊凹槽14。切割刀凹槽15與定心塊凹槽14底部均固定有歸位彈簧6，歸位彈簧6上部為自由端、下部焊接于凹槽下部。切割刀7在外筒3的切割刀凹槽9處通過銷軸5連接，刀體與在其銷軸5平行的部位設(shè)有向外凸起的斜平面，刀體在其銷軸5以上的部位為半圓形，刀體下端設(shè)有凸起的刀刃；定心塊12在外筒3的定心塊凹槽8處通過銷軸5連接，定心塊12在與其銷軸5平行的部位設(shè)有向外凸起的斜平面，定心塊12在其銷軸5以上的部位為半圓形，定心塊12底部徑向向外翹起的尖端處設(shè)有凸起的滾珠槽，滾珠槽內(nèi)安裝有滾珠13 ;切割刀7刀體在與其銷軸5平行的部位設(shè)有傾斜凸起的斜平面的傾斜角度略大于定心塊12與在其銷軸5平行的部位設(shè)有傾斜凸起的斜平面傾斜角度；歸位彈簧6的彈性系數(shù)小于大彈簧2的彈性系數(shù)。
[0017]本實用新型的工作原理如下:將該裝置外筒連接于鉆柱下端，隨鉆柱下放。當(dāng)切割刀7到達目標(biāo)管段時，開泵循環(huán)，空轉(zhuǎn)切割刀7，記錄空轉(zhuǎn)扭矩。逐漸加大泵的排量，鉆井液流經(jīng)水嘴11產(chǎn)生的液壓差推動內(nèi)筒10下行，內(nèi)筒10擠壓大彈簧2 ;切割刀7和定心塊12向外凸起的斜平面在內(nèi)筒10的擠壓下下行，歸位彈簧6被擠壓，切割刀7和定心塊12分別繞其銷軸5旋轉(zhuǎn)并張開；由于切割刀7刀體在與其銷軸5平行的部位設(shè)有傾斜凸起的斜平面的傾斜角度略大于定心塊12與在其銷軸5平行的部位設(shè)有傾斜凸起的斜平面傾斜角度，因此切割刀7張開的程度大于定心塊12的張開程度，并且在該裝置工作時切割刀7的刀刃切割油管內(nèi)壁、定心塊12保持張開狀態(tài)以限定刀體的張開程度，可實現(xiàn)在該裝置工作過程中保護外部套管的目的；定心塊12的滾珠13在被切割管的內(nèi)壁做滾動運動，可減小定心塊12工作時的摩阻，扭矩突然減小說明該裝置已完成切割，關(guān)泵；關(guān)泵后，水嘴11處液壓差消失，內(nèi)筒10在大彈簧2的作用下上升，切割刀7和定心塊12在歸位彈簧6的作用下歸位，可使該裝置的切割刀7和定心塊12在該裝置在上提過程中不張開，起到保護管壁的作用；切割完成后，上提鉆柱即可。
【主權(quán)項】
1.一種井下切割裝置，包括外筒(3)、切割刀(7)和內(nèi)筒(10)，其特征是，外筒(3)中部設(shè)有周向均布的切割刀槽(9)，內(nèi)筒(10)頂端徑向外徑擴大并在內(nèi)嵌有水嘴(11)，外筒(3)在頂端向內(nèi)收縮有兩級臺階，內(nèi)筒(10)通過大彈簧(2)卡套在第二級臺階上，內(nèi)筒(10)對應(yīng)切割刀槽(9)的位置設(shè)有切割刀凹槽(15)、切割刀凹槽(15)底部固定有歸位彈簧(6);切割刀(7)在外筒(3)的切割刀凹槽(9)處通過銷軸(5)連接，刀體與在其銷軸(5)平行的部位設(shè)有向外凸起的斜平面，刀體下端設(shè)有凸起的刀刃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下切割裝置，其特征是:外筒(3)下部還設(shè)有周向均布的定心塊槽(8)，內(nèi)筒(10)下端對應(yīng)定心塊槽(8)的位置設(shè)有定心塊凹槽(14)，定心塊凹槽(14)底部均固定有歸位彈簧(6);定心塊(12)在外筒(3)的定心塊凹槽⑶處通過銷軸(5)連接，定心塊(12)在與其銷軸(5)平行的部位設(shè)有向外凸起的斜平面，定心塊(12)底部徑向向外翹起的尖端處設(shè)有凸起的滾珠槽，滾珠槽內(nèi)安裝有滾珠(13);切割刀(7)刀體在與其銷軸(5)平行的部位設(shè)有傾斜凸起的斜平面的傾斜角度略大于定心塊(12)與在其銷軸(5)平行的部位設(shè)有傾斜凸起的斜平面傾斜角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的井下切割裝置，其特征是:內(nèi)筒(10)頂端徑向外徑擴大處外壁設(shè)有密封圈(I)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的井下切割裝置，其特征是:所述歸位彈簧￠)的彈性系數(shù)小于大彈簧(2)的彈性系數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的井下切割裝置，其特征在于所述切割刀槽(9)的數(shù)量為3?6個。
【專利摘要】一種井下切割裝置，包括外筒和內(nèi)筒。外筒的上端螺紋連接在鉆桿上，筒身中部設(shè)有三個周向均布的切割刀，筒身下部設(shè)有三個周向均布的定心塊；內(nèi)筒上部嵌有水嘴，中部設(shè)有切割刀凹槽，下部設(shè)有定心塊凹槽，各凹槽下部設(shè)有彈簧；內(nèi)筒與外筒之間套有彈簧；刀體在與其銷軸平行的部位設(shè)有傾斜凸起的斜平面，刀體下端設(shè)有凸起的刀刃；定心塊在與其銷軸平行的部位設(shè)有傾斜凸起的斜平面，定心塊下部設(shè)有凸起的滾珠槽，滾珠槽內(nèi)安裝有滾珠。該裝置可實現(xiàn)井下油管的定心切割，并可防止在切割過程中損壞套管。
【IPC分類】E21B29-00
【公開號】CN204386533
【申請?zhí)枴緾N201520022625
【發(fā)明人】馮其紅, 孫祥暉, 張先敏
【申請人】中國石油大學(xué)(華東)
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年1月14日