一次性切割多層套管用水力割刀的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及海洋油氣田勘探開發的技術領域，尤其涉及一種用于海洋油氣田井內套管切割的一次性切割多層套管用水力割刀。
【背景技術】
[0002]在海洋油氣田的勘探開發進程中會陸續出現一些無開采價值井及達到服役年限需棄置的安全隱患井，切割回收套管是棄井作業中關鍵環節之一。國家安全生產監督總局2009年下發《海洋石油安全管理細則》棄井管理中明確要求套管切割必須在泥線4米以下，因海上油氣井表層套管與隔水管之間水泥返高深度多為海底泥線，多層套管的切割成為了海上棄井的一項關鍵工序。
[0003]國內已有機械式套管內割刀，這種內割刀通常由上接頭、彈簧、本體、刀體部件、活塞、噴嘴等零件組成，這種內割刀為單層套管割刀，難以滿足海上油氣井常規套管組合133/8〃-36〃范圍內多層套管的一次性切割。
[0004]為此，本實用新型的設計者有鑒于上述缺陷，通過潛心研究和設計，綜合長期多年從事相關產業的經驗和成果，研究設計出一種一次性切割多層套管用水力割刀，以克服上述缺陷。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型要解決的技術問題在于:國內油氣井中常用套管(133/8〃-36〃套管)環控有水泥封固井的套管切割，只能依靠浮吊和潛水員配合實現水下人工切割，人工切割風險大、成本高昂、適應水深受限，有諸多的局限性。
[0006]為解決上述問題，本實用新型公開了一種一次性切割多層套管用水力割刀，用于
133/8〃-36〃范圍內多層套管的一次性切割，包括圓筒狀的本體，所述本體的一端連接有上接頭，其特征在于:
[0007]所述上接頭設有軸向貫通的流道；
[0008]所述本體內滑動設有活塞桿，所述活塞桿上端的擴大部和本體之間實現密封，下端的縮小部前端滑動穿過本體內的導向孔，所述活塞桿的擴大部和導向孔之間設有彈簧以提供活塞桿的彈性回復；
[0009]所述活塞桿內設有軸向貫通的通孔，所述通孔的直徑小于所述上接頭的流道直徑，所述通孔的后端設有合金噴嘴，所述活塞桿縮小部的前端還拆卸的設有下噴嘴；
[0010]所述本體在導向孔的前側設有多個割刀以及供各割刀伸出的縱向通槽，所述多個割刀在圓周方向等距間隔排列并分別通過銷軸樞接于本體。
[0011]其中:所述割刀為三個，其刀體采用了40CrMnMo材質，所述銷軸采用40CrNiMoE材質。
[0012]其中:所述割刀的刀刃部焊接有耐磨涂層。
[0013]其中:所述本體的前端還套設有引鞋，所述引鞋通過頂絲進行可拆卸的固定。
[0014]其中:所述本體在導向孔的上方設有對應活塞桿擴大部的限位臺階。
[0015]其中:所述合金噴嘴的后端設有孔用擋圈，所述合金噴嘴的外緣和通孔內緣之間設有0形圈。
[0016]通過上述結構可知，本實用新型的一次性切割多層套管用水力割刀具有如下效果:
[0017]1、新型一次性切割多層套管用水力割刀的研發是通過調研海上油氣井套管結構組合后，滿足了海上常規套管組合中13 3/8〃-36〃范圍內多層套管的一次性切割，結束了該類井套管切割僅能依靠浮吊和潛水員才能完成的時代。
[0018]2、結構簡單，操作方便，適用廣泛。
[0019]本實用新型的詳細內容可通過后述的說明及所附圖而得到。
【附圖說明】
[0020]圖1顯示了本實用新型的一次性切割多層套管用水力割刀的結構示意圖。
[0021]圖2顯示了圖1中A-A向的剖視圖。
[0022]附圖標記:
[0023]1、上接頭;2、本體;3、密封墊;4、0形圈；5、Y形圈；6、活塞桿;7、孔用擋圈；8、合金噴嘴;9、0形圈；10、彈貪；11、頂絲；12、下嗔嘴；13、銷軸；14、割刀；15、頂絲；16、引鞋；17、彈貪墊圈；18、螺釘。
【具體實施方式】
[0024]參見圖1和2，顯示了本實用新型的一次性切割多層套管用水力割刀。
[0025]所述一次性切割多層套管用水力割刀包括圓筒狀的本體2，所述本體2的一端連接有上接頭1，可選的是，所述本體2的一端設有階梯內緣，所述上接頭1的外緣設有與階梯內緣對應的階梯部，所述階梯內緣和階梯部可通過螺紋進行緊固連接，還可在兩者之間設有密封裝置，參見圖1，所述密封裝置可為由密封墊3和0型圈4組成的密封組件，所述密封組件可設置于上接頭1外緣的容納凹槽內。
[0026]所述上接頭1設有軸向貫通的流道，以供高壓液體的進入，其中，所述流道的直徑可根據需要進行設置，
[0027]所述本體2內滑動設有活塞桿6，所述活塞桿6為Τ型，其上端的擴大部外緣設有Υ形圈5，以提供活塞桿6和本體2之間的密封，下端的縮小部前端滑動穿過本體2內的導向孔，所述活塞桿6的擴大部和導向孔之間設有彈簧10，以提供活塞桿6的彈性回復，可選的是，為提供活塞桿6的限位，所述本體2在導向孔的上方設有對應活塞桿6擴大部的限位臺階。
[0028]其中，所述活塞桿6內設有軸向貫通的通孔，所述通孔的直徑小于所述上接頭1的流道直徑，優選的是，所述通孔直徑為流道直徑的1/2-1/4，以提供更好的壓降，所述通孔的后端(對應圖中的上端)設有合金噴嘴8，所述合金噴嘴8的后端設有孔用擋圈7，所述合金噴嘴8的外緣和通孔內緣之間設有0形圈9，所述活塞桿6縮小部的前端(對應圖中的下端)還可拆卸的設有下噴嘴12，所述下噴嘴12可通過頂絲11連接于活塞桿6的縮小部。
[0029]所述本體2在導向孔的前側設有多個割刀14以及供各割刀14伸出的縱向通槽，所述多個割刀14在圓周方向等距間隔排列并分別通過銷軸13樞接于本體2，所述割刀14的后端向內延伸以供活塞桿6的前端進行推動，所述割刀14的前端外緣為刀刃部，從而實現切割功能。
[0030]可選的是，所述割刀14為三個，其后端且其刀體采用了優質合金結構鋼40CrMnMo材質，所述銷軸采用40CrNiMoE材質，且熱處理后調質硬度達到285HB以上，所述割刀14的刀刃部焊接有耐磨涂層，所述耐磨涂層為YD焊料，所述YD焊料是由顆粒狀燒結硬質合金與有彈性的胎體合金混合成，并配有專用打底焊料和溶劑，其顆粒主要成分為含鈷碳化物，增加耐磨性，刀體較小，刀片長度大。
[0031]可選的是，所述割刀14通過后端外緣通過銷軸13樞轉連接于本體2上，其后端內緣形成弧狀邊緣，所述弧狀邊緣所形成的中心線與銷軸13的軸線距離在樞轉過程中始終保持一致，由此，在活塞桿16對割刀14的后端外緣進行頂推時，頂推的力臂長度能保持一致，從而實現割刀14向外伸出時穩定的力矩，實現整個切割過程中的穩定和高效。
[0032]所述本體2的前端還可套設有引鞋16，所述引鞋16可通過頂絲15進行可拆卸的固定。
[0033]參見圖2，所述銷軸13的一端抵靠于本體2的一側，另一端通過一彈簧墊圈17和螺釘18進行定位。
[0034]在具體應用中，所述泥漿栗將高壓液體(鉆井液或海水)栗入水利割刀體內，高壓液體通過流過活塞內的噴嘴產生壓力降，推動活塞6壓縮彈簧10使活塞桿6下行，從而活塞桿推動三個割刀片(零件號14)向外張開并與套管內壁接觸，隨同切割鉆具的旋轉實現物理切割。
[0035]現場應用:
[0036]2011-2013年該項棄井技術依托中油海62平臺及中油海63平臺在南堡2-52井、南堡2-58井、南堡2-20井、南堡206井、老堡1井、濱海7井、埕海33井、埕海36井、埕海35井埕海等18 口井中進行了實際應用，套管一次切割成功率達100%。
[0037]本實用新型能有效適用于133/8〃-36〃范圍內多層套管的一次性切割，滿足海上常規套管組合，該新型切割工具在冀東油田、大港油田、勝利油田、中海油海上油田及部分陸地油田區域具有良好的應用前景。
[0038]顯而易見的是，以上的描述和記載僅僅是舉例而不是為了限制本實用新型的公開內容、應用或使用。雖然已經在實施例中描述過并且在附圖中描述了實施例，但本實用新型不限制由附圖示例和在實施例中描述的作為目前認為的最佳模式以實施本實用新型的教導的特定例子，本實用新型的范圍將包括落入前面的說明書和所附的權利要求的任何實施例。
【主權項】
1.一種一次性切割多層套管用水力割刀，用于133/8〃-36〃范圍內多層套管的一次性切害J，包括圓筒狀的本體，所述本體的一端連接有上接頭，其特征在于: 所述上接頭設有軸向貫通的流道； 所述本體內滑動設有活塞桿，所述活塞桿上端的擴大部和本體之間實現密封，下端的縮小部前端滑動穿過本體內的導向孔，所述活塞桿的擴大部和導向孔之間設有彈簧以提供活塞桿的彈性回復； 所述活塞桿內設有軸向貫通的通孔，所述通孔的直徑小于所述上接頭的流道直徑，所述通孔的后端設有合金噴嘴，所述活塞桿縮小部的前端還拆卸的設有下噴嘴； 所述本體在導向孔的前側設有多個割刀以及供各割刀伸出的縱向通槽，所述多個割刀在圓周方向等距間隔排列并分別通過銷軸樞接于本體。2.如權利要求1所述的一次性切割多層套管用水力割刀，其特征在于:所述割刀為三個，其刀體采用了 40CrMnMo材質，所述銷軸采用40CrNiMoE材質。3.如權利要求1所述的一次性切割多層套管用水力割刀，其特征在于:所述割刀的刀刃部焊接有耐磨涂層。4.如權利要求1所述的一次性切割多層套管用水力割刀，其特征在于:所述本體的前端還套設有引鞋，所述引鞋通過頂絲進行可拆卸的固定。5.如權利要求1所述的一次性切割多層套管用水力割刀，其特征在于:所述本體在導向孔的上方設有對應活塞桿擴大部的限位臺階。6.如權利要求1所述的一次性切割多層套管用水力割刀，其特征在于:所述合金噴嘴的后端設有孔用擋圈，所述合金噴嘴的外緣和通孔內緣之間設有0形圈。
【專利摘要】一種一次性切割多層套管用水力割刀，用于13？3/8″？-36″范圍內多層套管的一次性切割，圓筒狀本體的一端連接有上接頭，所述上接頭設有軸向貫通的流道，所述本體內滑動設有活塞桿，所述活塞桿為T型，其下端的縮小部前端滑動穿過本體內的導向孔，所述活塞桿的擴大部和導向孔之間設有彈簧以提供活塞桿的彈性回復，所述活塞桿內設有軸向貫通的通孔，所述通孔的直徑小于所述上接頭的流道直徑，所述本體在導向孔的前側設有多個割刀以及供各割刀伸出的縱向通槽，所述多個割刀在圓周方向等距間隔排列并分別通過銷軸樞接于本體；由此，本實用新型滿足了多層套管的一次性切割，結束了該類井套管切割僅能依靠浮吊和潛水員才能完成的時代。
【IPC分類】E21B29/00
【公開號】CN205089265
【申請號】CN201520911643
【發明人】吳航舟, 宋家和, 劉俊相, 李樹生, 李亞方, 古振東, 劉孝強, 高存寶, 李慧濤, 趙海龍, 何江波, 龐飛, 陳曉明, 錢旭瑞, 余明明, 王佳強
【申請人】中國石油集團海洋工程有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年11月16日