[發明專利]一種油氣井套管切割和鍛銑系統的刀板組件

在審

• 申請號: 202110004494.0
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112780207A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 劉偉;黃兵;張德軍;王平安;胡超;連太煒;陳東;高林;汪洋;馮思恒;譚東;蔡強;楊瑞帆;曾敏偲
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團川慶鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B29/00
• 分類號: E21B29/00
• 代理公司: 成都中璽知識產權代理有限公司 51233
• 代理人: 周萍;邢偉

本發明提供了一種油氣井套管切割和鍛銑系統的刀板組件，所述套管切割鍛銑系統包括殼體、活塞、可壓縮彈性件、刀板組件以及扶正短接，所述刀板組件刀槽、刀板、受剪切力可斷裂件和限位塊，其中，刀槽設置在殼體的側壁上；刀板具有彼此連接的小頭端和大頭端，小頭端通過受剪切力可斷裂件可轉動連接在刀槽上，大頭端包括設有第一切削齒的下端面、設有第二切削齒的外端面、設有突出部的內端面、以及扶正配合部；受剪切力可斷裂件能夠在刀板受到從上向下的預定力時斷裂；限位塊設置在刀槽中，并能夠限制刀板的向上運動。本發明的油氣井套管切割和鍛銑系統的刀板組件的吃入能力強、進尺大，能夠顯著套管的切割和鍛銑效率，降低套管切割和鍛銑時間。

技術領域

本發明涉及石油天然氣井鍛銑工具技術領域，具體來講，涉及一種油氣井套管切割和鍛銑系統的刀板組件。

背景技術

隨著勘探開發向著經濟、高效方向發展，老井挖潛產生大量的鍛銑工作量。據統計，每年大約有5％～7％的老井需要通過特殊工藝手段，在老井眼的基礎上開窗、鍛銑，然后側鉆水平井，從而開發400～500m以外的殘余油氣資源，使老井恢復活力。另外，隨著政府對環境保護的力度不斷加強，存在A、B環空帶壓的老井也需要通過鍛銑作業來清除膠結差的水泥環，然后實現全面封堵，消除因有害氣體泄露造成的人員、財產和生態的破壞。

目前，國內外棄井作業工作量日益加大，據估計，到2025年，全球老井廢棄的年工作量將達到50億美金。然而，老井側鉆和棄井作業中起最關鍵作用的套管鍛銑工藝和工具還未成熟配套，特別是對127～215.9mm套管的切割和鍛銑還存在較大挑戰，這種特殊性主要是套管壁厚鋼級強度高，鍛銑開窗中泵壓分配不足、刀翼受損嚴重、鐵屑返出困難。現有鍛銑工具不能完全滿足實際工況的需要，導致鍛銑開窗效率低，卡鉆風險高，可靠性差。

因此，套管鍛銑開窗技術研究具有重要的現實意義和發展前景。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術存在的上述不足中的至少一項。例如，本發明的目的之一在于提供一種能夠實現套管快速切割、高速長段鍛銑的油氣井套管切割和鍛銑系統的刀板組件。又例如，本發明的又一目的之一在于提供一種適合用于油氣井套管切割和鍛銑系統的刀板。

為了實現上述目的，本發明的一方面提供了一種油氣井套管切割和鍛銑系統的刀板組件，所述套管切割鍛銑系統包括殼體、活塞、可壓縮彈性件、刀板組件以及扶正短接，其中，所述殼體呈直筒狀，且具有沿中心軸線從上到下順序連接的上腔體和下腔體，所述上腔體的內徑大于所述下腔體的內徑；所述活塞包括彼此連接的活塞頭和活塞桿，所述活塞頭設置在所述上腔體中，且具有沿上下方向貫穿設置的第一流道、以及與上腔體的所述內徑相等的外徑，所述活塞桿具有沿上下方向貫穿設置且與第一流道連通的第二流道、以及與下腔體的所述內徑相等的外徑；所述可壓縮彈性件套設在活塞桿靠近活塞頭的一端，且位于上腔體、活塞頭和活塞桿構成的空間中；所述刀板組件包括刀槽、刀板、受剪切力可斷裂件和限位塊，其中，所述刀槽沿所述上下方向設置在所述殼體的側壁上，且能夠容納刀板；所述刀板具有彼此連接的小頭端和大頭端，所述小頭端通過受剪切力可斷裂件可轉動地連接在所述殼體上，所述大頭端包括設置有第一切削齒的下端面、設置有第二切削齒的外端面、設置有突出部的內端面、以及位于所述第一切削齒與所述中軸線之間且向下突出下端面的延長線的扶正配合部，所述內端面的突出部能夠在所述可壓縮彈性件受到活塞頭的壓縮的情況下，被活塞桿的另一端擠壓，以使刀板的下端面的第一切削齒和刀板的外端面的第二切削齒從刀槽中向外張出；所述限位塊設置在刀槽中，并能夠限制刀板的向上運動；所述受剪切力可斷裂件能夠在刀板受到從上向下的預定力時斷裂，以使刀板的小頭端與殼體脫離；所述扶正短接具有沿上下方向貫穿設置的第三流道，且扶正短接的上端與殼體的下端連接且能夠通過與刀板的所述扶正配合部的彼此配合實現對刀板的最大向外張出程度的限位以及對刀板的扶正，第三流道能夠與第二流道連通。

在本發明的刀板組件的一個示例性實施例中，所述刀板組件可具有多個刀槽、以及與刀槽數量相當的多個刀板。