[發明專利]水力推進實現連續切割不同直徑套管的井下工具

在審

• 申請號: 201710652596.7
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN107387011A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 田家林;李居瑞;楊琳;朱志;張堂佳;楊毅;林曉月;周思奇
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B29/00
• 分類號: E21B29/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種不同井眼規格的水力推進實現連續切割不同直徑套管的井下工具，可用于油氣勘探開采過程中的套管修復以及后期的棄井作業。

背景技術

為防止油氣泄露對自然環境造成威脅，同時為了更加合理全面的利用油氣資源，經過勘探及油氣資源評估后，會將這些無經濟價值油氣井及達到服役年限需要廢棄的安全隱患井實施封井，然后逐步完成棄井作業，而棄井作業中的關鍵技術便涉及到套管切割。

在棄井作業中進行套管切割時，一般使用對應套管尺寸的水力割刀，采用逐級逐段進行切割，該類割刀為單層套管割刀，采用鉆井液加壓使刀體張開，旋轉鉆桿柱對套管進行切割，不能準確可靠的控制刀體張開的最大尺寸，容易發生切割不完全或者切割過深割傷外層的完好套管；同時需要頻繁起下鉆，更換不同規格刀片后，方能再次進行不同管徑套管的切割作業。現有水力割刀不僅操作過程復雜，割刀易磨損，故障率高，而且更換后的刀片難以準確進入上次作業的位置及狀態，耗時較長，造成時效浪費，切割效率偏低，經濟性有待提高，難以滿足多層套管的連續切割作業。棄井作業中減少切割套管的起下鉆次數，對于減少非生產時間，避免過多不必要的開支非常重要。

發明內容

為解決背景技術中所述的棄井作業過程中存在的套管切割效率低，無法對刀體張開角度準確控制，割刀易磨損，故障率高等問題，實現不同規格套管的連續切割作業，減少切割套管的起下鉆次數，提高棄井作業效率，降低成本與風險，本發明提供了一種水力推進實現連續切割不同直徑套管的井下工具。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：所述水力推進實現連續切割不同直徑套管的井下工具，由上接頭、噴嘴、活塞、密封圈、轉位機構、活塞推桿、銷釘、上彈簧、鉸鏈銷、割刀、限位套筒、下彈簧、殼體組成，其特征在于：所述上接頭與工具殼體通過螺紋連接；所述噴嘴通過螺紋連接安裝在活塞推桿上部，活塞與活塞推桿之間通過螺紋連接，活塞推桿內開設有軸向通孔，活塞與殼體之間通過密封圈實現密封；依次將上彈簧、轉位結構和活塞推桿裝入殼體內部，并通過內孔臺階進行軸向定位，轉位機構圓周方向等間距開設有軌道凹槽，長凹槽與短凹槽等間距交替布置；所述割刀位于殼體上均勻布置的縱向開槽內，并通過鉸鏈銷與殼體相連，割刀上部與活塞推桿保持接觸；所述限位套筒位于割刀下方，限位套筒中心開有軸向通孔，下彈簧位于殼體內的支撐面上，限位套筒放入下彈簧中裝入殼體內部，限位套筒上端始終與割刀保持接觸，支撐割刀同時限制割刀的過大位移。

本發明的有益效果是：（1）水力推進實現連續切割不同直徑套管的井下工具整體結構簡單，操作方便，把傳統單趟單層切割變為一趟連續切割不同管徑套管作業，大大減少了起下鉆次數，節約了更換刀片所需時間，從根本上縮短了施工周期，提高切割效率，達到降本增效的目的；（2）采用獨特的帶有軌道凹槽的轉位機構，通過噴嘴的節流作用推動活塞實現轉位機構與殼體之間的相對轉動，使得銷釘在長凹槽與短凹槽之間切換，可以限制活塞行程，以到達準確控制割體張開角度，實現刀片變徑的目的；（3）割刀體上鑲嵌有雙排硬質合金齒，有效提高刀體的耐磨性，在雙排齒之間開有凹形排屑槽，增強切削性能，利于切屑的順利排出，防止切屑纏繞刀片，以便刀體的及時收回，延長了刀體的使用壽命；（4）增加割刀限位裝置，支撐割刀同時限制割刀的過大位移，套管切割完成后可以及時收回割刀。

附圖說明

圖1為本發明所述的水力推進實現連續切割不同直徑套管的井下工具割刀閉合狀態下的結構示意圖。

圖中：1-上接頭，2-噴嘴，3-活塞，4-密封圈，5-轉位機構，6-活塞推桿，7-銷釘，8-上彈簧，9-鉸鏈銷，10-割刀，11-限位套筒，12-下彈簧，13-殼體。

圖2為本發明所述的水力推進實現連續切割不同直徑套管的井下工具工作狀態下的結構示意圖。

圖3為本發明圖1中A-A面的截面圖。

圖4為轉位機構的結構示意圖。

圖5為轉位機構上部分軌道槽展開圖。

圖6為割刀的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合圖對本發明作進一步說明：