[发明专利]一种水力套管内切割装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种水力套管内切割装置，属石油天然气井下套管内部切割工具领域。

背景技术

近年来，随着对能源的需求日益剧增以及海洋石油工业的迅猛发展，深水和超深水油井的开发越来越多。套管是深水和超深水油气井生产的必备材料，因此套管在油气开发中被大量使用。而套管切割是套管施工、海洋平台拆除、弃井工程等过程中必不可少的作业程序。

目前深海套管切割技术主要包括聚能切割、化学切割、金刚石切割绳技术、磨料水射流技术和机械切割。虽然每种切割方式都能达到切割目的，但是各种切割方式都有一定的缺陷：聚能切割技术主要是靠炸药爆破的破坏作用将套管炸开，这种切割方法的缺点是炸药的用量很不容易控制，易造成污染、且成功率极低，一般不建议在海底套管的切割中使用。化学切割技术是利用切割工具内的化学药剂发生反应，产生高温高压的化学腐蚀剂将管柱割断，但化学切割技术完成水下切割时必须保持燃烧室内部干燥，化学切割装置的密封性要求很高，限制了其在水下的使用。金刚石切割绳技术是利用内嵌有金刚石颗粒的钢丝绳切割钢材、水泥以及符合材料，但是这种切割技术只适合用于从外表进行切割，而且在切割过程中还需要控制好工具的进给速度和钢丝绳的切割速度，同事切割后的管件会产生许多毛刺，需要对管件进行二次处理。磨料水射流技术是今年来发展很迅速的一种新型技术，是一种非爆破式切割，不会产生冲击波，对周围环境也不会产生不利的影响，但是其成本较高，喷嘴易磨损且需要庞大、复杂的混砂排砂系统，这些都限制了该那种技术在海底套管切割中的应用。机械切割是一种比较传统的切割方法，应用于深海的机械切割技术与陆地上使用的铣刀、车刀或砂轮片切割的原理是一样的，其结构简单、易加工制造且成本低，但是对多层管柱不同心时，切割效率较低，且切割过程中振动较大。另外，目前还有正处于研究阶段的电化学切割技术、激光切割技术，由于技术还不成熟，暂时未能广泛应用于深海套管切割中。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种利用水

力学原理，从井下套管柱内部切割套管，并可在任意井深位置切割及打捞井下落鱼和套管附件，且操作过程简单方便的水力套管内切割装置。

本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：

一种水力套管内切割装置，它由壳体、过渡短接、溢流阀、推杆、和割刀构成，其特征在于：壳体上端螺纹安装有过渡短接，过渡短接下方的壳体内通过小弹簧安装有溢流阀，小弹簧上端和下端一侧的溢流阀上分别设置有轴向旁通孔和径向旁通孔，径向旁通孔下方的溢流阀上通过定位螺钉和大弹簧安装有推杆，大弹簧下方的壳体和推杆上设置有剪切销，推杆底端设置有推轴，推杆下方一侧的壳体上通过转轴安装有割刀，割刀上设置有导向槽，割刀通过导向槽与推轴活动连接。

本发明与现有技术相比的有益效果在于：

1、具有可在任意井深位置切割及打捞井下落鱼套管和套管附件的功能。

2、套管切割过程中，根据地面观测钻井液压力变化来判断切割是否完成，准确直观、方便可靠，可避免发生误判。

3、采用溢流阀并在施工过程中采用相适应的投球憋压工艺，操作过程简单方便，切割效率高。

4、该工具构思了刀具自锁机构，使刀具在开始切割时，可以在推杆的作用下伸出本体，切割完成时在大弹簧和推轴作用下回收到本体内，能够实现在水力作用下实现起钻操作。

5、在切割套管和打捞落鱼及套管附件时，可选择性的安装剪切销和大弹簧；且操作过程简单方便。

附图说明

附图为水力套管内切割装置的结构示意图。

图中：1、过渡短接，2、溢流阀，3、轴向旁通孔，4、小弹簧，5、径向旁通孔，6、定位螺钉，7、推杆，8、大弹簧，9、剪切销，10、转轴，11、推轴，12、割刀，13、导向槽，14、壳体。

具体实施方式

该水力套管内切割装置由壳体14、过渡短接1、溢流阀2、推杆7和割刀12构成，壳体14上端螺纹安装有过渡短接1，过渡短接1下方的壳体14内通过小弹簧4安装有溢流阀2，小弹簧4上端和下端一侧的溢流阀2上分别设置有轴向旁通孔3和径向旁通孔5，径向旁通孔5下方的溢流阀2上通过定位螺钉6和大弹簧8安装有推杆7，大弹簧8下方的壳体14和推杆7上设置有剪切销9，推杆7底端设置有推轴11，推杆7下方一侧的壳体14上通过转轴10安装有割刀12，割刀12上设置有导向槽13，割刀12通过导向槽13与推轴11活动连接。