一种智能井用管线切割工具的制作方法

本发明涉及智能完井，特别涉及一种在智能井中用于管柱切割作业中处理管线切割的专用工具。

背景技术：

智能完井技术是国际上最新发展的完井新技术，对石油资源提供了一种更智能化、更灵活可变的管理，正受到越来越多的关注。智能井中应用的井下工具，如封隔器、生产滑套、药剂注入阀及数据监测工具等，均通过管线或电缆从地面进行控制。

采用智能完井技术的油井，通常修井周期较常规油井修井周期长，长年生产的智能井中积累较多的油垢、胶质等杂物，修井时起出管柱较为困难。如果管柱起出遇卡，采用常规的切割工具只能对油管进行切割，而无法对管线进行切割，切割油管后进行下部管柱打捞过程中，冗杂的管线会阻碍打捞作业。

技术实现要素：

本发明要解决的是采用智能完井的生产井中，当管柱遇卡切割后管线无法切割的技术问题，提供一种智能井用管线切割工具，采用简单的连接即可实现在中心管被割断后上提管柱即可将管线和电缆割断，从而为后期管柱打捞提供良好的作业条件。

本发明所采用的技术方案是：一种智能井用管线切割工具，包括接箍、中心管、螺纹连接头、管线连接头、套筒，以及相互配合切割管线的上剪切套和下剪切套；所述中心管的上端与所述接箍相连接；所述套筒套设在所述中心管外侧并与所述中心管外壁之间形成环空腔，所述螺纹连接头、所述管线连接头、所述上剪切套和所述下剪切套均套设在所述中心管上并位于所述环空腔内；所述螺纹连接头套位于所述中心管的上部，并分别与所述中心管与所述套筒相连接；所述管线连接头位于所述螺纹连接头的下方，并与所述套筒相连接；所述上剪切套位于所述中心管的下部，并与所述中心管相连接；所述下剪切套位于所述上剪切套的下方，并与所述套筒相连接。

所述中心管的上部设置有用于连接所述螺纹连接头的外螺纹，所述中心管的外螺纹上设置有用于限位并固定所述螺纹连接头的长条形槽；所述中心管的中部外沿处设有用于预防管线连接头下落的凸出台阶；所述中心管的下部设置有用于限位所述上剪切套的限位台阶，位于所述限位台阶的下方设置有用于固定所述上剪切套的凹槽；所述中心管的最下端设置有螺纹，位于所述螺纹的上方设置有用于支撑锁块的台阶，位于所述台阶的上方设置有用于使套筒脱离锁块与下剪切套分离的凹槽。

所述螺纹连接头的内部设置有用于与所述中心管螺纹连接的内螺纹；所述螺纹连接头的上端设置有用于安装第一防松销钉固定所述螺纹连接头和所述中心管的螺纹孔；所述螺纹连接头的中部设置有用于安装第二防松销钉固定所述套筒和所述螺纹连接头的圆孔；所述螺纹连接头的外壁上沿轴向切有用于通过管线的深槽。

所述管线连接头为上下对称结构，所述管线连接头的上下两端分别设置有用于连接管线密封接头固定管线的管线密封接口；所述管线连接头的中部设置有用于从所述套筒上安装第三防松销钉对所述管线连接头进行轴向限位的圆深孔。

所述管线密封接头包括内螺纹孔，所述内螺纹孔的内侧设置有沉孔台阶。

所述管线密封接头的外端面为正六边形结构，内端面设置有与所述管线连接头相连接的外螺纹。

所述上剪切套的外壁内设置有管线通道，所述管线通道贯穿所述上剪切套的外壁；所述上剪切套的上端设置有用于安装第四防松销钉固定所述上剪切套和所述中心管的螺纹孔，所述上剪切套的上端紧贴所述中心管下部的限位台阶处；所述上剪切套的下端与所述下剪切套的上端相配合，设置有螺旋切面、径向切面和轴向切面，所述螺旋切面的一端与所述径向切面的一侧相连接，另一端与所述上剪切套的下端面一侧相连接，所述径向切面的另一侧与所述轴向切面的一端相连接，所述轴向切面的另一端与所述上剪切套的下端面另一侧相连接；所述管线通道的管线出口分布在所述螺旋切面上。

所述下剪切套的外壁内设置有管线通道，所述管线通道贯穿所述下剪切套的外壁；所述下剪切套的上端与所述上剪切套的下端相配合，设置有螺旋切面、径向切面和轴向切面，所述螺旋切面的一端与所述径向切面的一侧相连接，另一端与所述下剪切套的上端面一侧相连接，所述径向切面的另一侧与所述轴向切面的一端相连接，所述轴向切面的另一端与所述上剪切套的上端面另一侧相连接；所述管线通道的管线进口分布在所述螺旋切面上；所述下剪切套的下端内部设置有用于防止锁块径向脱落的凹槽，所述下剪切套的下端、位于所述凹槽处设置有用于安装锁块固定所述下剪切套和所述套筒的方形通孔。

所述锁块的内外表面均为圆弧面，外圆弧面轴向方向设有倒角，内圆弧面的两端沿圆周方向设置有凸耳，所述凸耳与所述下剪切套的下端内部的凹槽相卡合。

本发明的有益效果是：

(一)本发明是一种专用的管线剪切工具，安装在智能完井管柱上，可实现对多跟管线的管理，管线切割后，留在井下部分保留在下剪切套管线通道内部，不会对后期管柱打捞作业造成干扰。

(二)本发明采用可切割的管线包括常规的管线和电缆，包括了智能井用控制管线的常用类型。

(三)本发明不仅可应用在智能完井管柱上，在常规的油井中管线较多时也可应用。

(四)本发明能应用于常用智能完井工具控制类和监测类管线的切割，解决了智能井中管柱切割后冗余管线对后期管柱打捞作业困难的技术难题。

附图说明

图1：本发明一种智能井用管线切割工具外部结构示意图；

图2：本发明图1中的a-a剖面结构示意图；

图3：本发明图2中的b-b剖面结构示意图；

图4：本发明图2中的c-c剖面结构示意图；

图5：本发明图1中的d-d剖面结构示意图；

图6：本发明图1中的e-e剖面结构示意图；

图7：本发明一种智能井用管线切割工具的中心管结构示意图；

图8：本发明一种智能井用管线切割工具的螺纹连接头结构示意图；

图9：本发明一种智能井用管线切割工具的管线连接头结构示意图；

图10：本发明图9中的f-f剖面结构示意图；

图11：本发明一种智能井用管线切割工具的上剪切套结构示意图一；

图12：本发明一种智能井用管线切割工具的上剪切套结构示意图二；

图13：本发明一种智能井用管线切割工具的下剪切套结构示意图一；

图14：本发明一种智能井用管线切割工具的下剪切套结构示意图二；

图15：本发明一种智能井用管线切割工具的锁块轴向结构示意图；

图16：本发明一种智能井用管线切割工具的锁块径向结构示意图；

图17：本发明一种智能井用管线切割工具的管线密封接头径向结构示意图；

图18：本发明一种智能井用管线切割工具的管线密封接头轴向结构示意图。

附图标注：1-接箍；2-中心管；3-螺纹连接头；4-管线连接头；5-套筒；6-上剪切套；7-下剪切套；8-第三防松销钉；9-第四防松销钉；10-锁块；11-管线；12-管线密封接头；13-第一防松销钉；14-第二防松销钉。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

如附图1至图18所示，一种智能井用管线切割工具，包括接箍1、中心管2、螺纹连接头3、管线连接头4、套筒5、相互配合切割管线的上剪切套6和下剪切套7，以及第一防松销钉13、第二防松销钉14、第三防松销钉8、第四防松销钉9、锁块10等。

如附图7所示，所述中心管2的上端设置有螺纹并与所述接箍1相连接。所述中心管2的上部外沿设置有外螺纹，所述中心管2通过外螺纹与所述螺纹连接头3相连接；所述中心管2的外螺纹上设置有长条形槽，采用第一防松销钉13穿过螺纹连接头3的螺纹孔拧入到长条形槽限位螺纹连接头3并将螺纹连接头3固定在中心管2上。所述中心管2的中部外沿处设有凸出台阶，以预防管线连接头4与套筒5断开连接后下落。所述中心管2的下部设置有用于限位所述上剪切套6的限位台阶，位于所述限位台阶的下方设置有用于固定所述上剪切套6的凹槽，上剪切套6从中心管2下端装入，在限位台阶处限位，同时，采用第四防松销钉9穿过上剪切套6的螺纹孔拧入到上述凹槽中限位上剪切套6并将上剪切套6固定在中心管2上。所述中心管2的最下端设置有螺纹，位于所述螺纹的上方设置有用于支撑锁块10的台阶，位于所述台阶的上方设置有用于使套筒5脱离锁块10与下剪切套7分离的凹槽。

所述套筒5套设在所述中心管2外侧并与所述中心管2外壁之间形成环空腔，所述螺纹连接头3、所述管线连接头4、所述上剪切套6和所述下剪切套7均套设在所述中心管2上并位于所述环空腔内。所述套筒5的上部开设有用于安装第二防松销钉14的1#螺纹孔，所述1#螺纹孔贯穿套筒5壁厚，并与螺纹连接头3上的圆孔一一对应。位于1#螺纹孔的下方开设有用于安装第三防松销钉8的2#螺纹孔，所述2#螺纹孔贯穿套筒5壁厚，并与管线连接头4上的圆深孔一一对应。所述套筒5的下部内侧设置有用于锁块10连接的锁块槽，所述锁块槽与下剪切套7上的方形通孔一一对应。所述套筒5的上部开设有拧紧窗口，用于拧紧管线连接头4两端的管线密封接头12；所述套筒5的下端开设有观察窗口，用于观察上剪切套6与下剪切套7的螺旋切面是否紧贴。

所述螺纹连接头3套位于所述中心管2的上部，并分别与所述中心管2与所述套筒5相连接。如附图8所示，所述螺纹连接头3的内部设置内螺纹，与所述中心管2螺纹连接。所述螺纹连接头3的上端设置有用于安装第一防松销钉13的螺纹孔，所述螺纹孔均匀分布，并贯穿所述螺纹连接头3的壁厚；第一防松销钉13穿过螺纹连接头3的螺纹孔拧入到长条形槽限位螺纹连接头3并将螺纹连接头3固定在中心管2上。所述螺纹连接头3的中部设置有用于安装第二防松销钉14的圆孔，所述圆孔沿所述螺纹连接头3的外沿均匀分布；从套筒5上安装第二防松销钉14拧入到螺纹连接头3的圆孔内将套筒5固定在螺纹连接头3上。所述螺纹连接头3的外壁上沿轴向切有深槽，管线11可直线通过螺纹连接头3外表面的深槽。

所述管线连接头4位于所述螺纹连接头3的下方，并与所述套筒5相连接。如附图9和10所示，所述管线连接头4为上下对称结构，所述管线连接头4的上下两端分别设置有用于连接管线密封接头12固定管线11的管线密封接口，所述管线密封接头12与所述螺纹连接头3的轴向深槽对齐；所述管线密封接头12包括内螺纹孔，所述内螺纹孔的内侧设置有沉孔台阶；所述管线密封接头12的外端面为正六边形结构，便于用手工具拆装，内端面设置有外螺纹，管线密封接头12通过外螺纹与管线连接头4相连接，管线11可穿过管线连接头4侧壁上的通孔(如附图17和18所示)；管线密封接头12拧入到管线密封接头12内，将管线11固定在管线连接头4上。所述管线连接头4的中部设置有圆深孔，所述圆深孔沿所述管线连接头4的外沿均匀分布，从套筒5上安装第三防松销钉8对管线连接头4进行轴向限位。

所述上剪切套6位于所述中心管2的下部，并与所述中心管2相连接。如附图11和12所示，所述上剪切套6的外壁内设置有管线通道，所述管线通道贯穿所述上剪切套6的外壁，所述管线通道与所述管线连接头4的管线密封接口位置对齐。所述上剪切套6的上端面设置有倒角，所述上剪切套6的上端设置有螺纹孔，所述螺纹孔均匀分布，并贯穿所述上剪切套6的壁厚，第四防松销钉9穿过上剪切套6的螺纹孔拧入到中心管2限位台阶下方的凹槽中限位上剪切套6并将上剪切套6固定在中心管2上。所述上剪切套6的上端紧贴所述中心管2下部的限位台阶处。所述上剪切套6的下端与所述下剪切套7的上端相配合，设置有螺旋切面、径向切面和轴向切面，所述螺旋切面的一端与所述径向切面的一侧相连接，另一端与所述上剪切套6的下端面一侧相连接，所述径向切面的另一侧与所述轴向切面的一端相连接，所述轴向切面的另一端与所述上剪切套6的下端面另一侧相连接，所述轴向切面与所述上剪切套6的下端面交汇处设置有倒角，所述轴向切面与所述径向切面交汇处设置有倒角；所述管线通道的管线出口分布在所述螺旋切面上。

所述下剪切套7位于所述上剪切套6的下方，并与所述套筒5相连接。如附图13和14所示，所述下剪切套7的结构与上剪切套6类似，所述下剪切套7的外壁内设置有管线通道，所述管线通道贯穿所述下剪切套7的外壁。所述下剪切套7的上端与所述上剪切套6的下端相配合，设置有螺旋切面、径向切面和轴向切面，所述螺旋切面的一端与所述径向切面的一侧相连接，另一端与所述下剪切套7的上端面一侧相连接，所述径向切面的另一侧与所述轴向切面的一端相连接，所述轴向切面的另一端与所述上剪切套6的上端面另一侧相连接，所述轴向切面与所述下剪切套7的上端面交汇处设置有倒角，所述轴向切面与所述径向切面交汇处设置有倒角；所述管线通道的管线进口分布在所述螺旋切面上。所述下剪切套7的下端内部设置有用于防止锁块10径向脱落的凹槽，所述下剪切套7的下端、位于所述凹槽处设置有用于安装锁块10固定所述下剪切套7和所述套筒5的方形通孔，所述方形通孔沿所述下剪切套7外沿均匀分布；所述锁块10的内外表面均为圆弧面，外圆弧面轴向方向设有倒角，内圆弧面的两端沿圆周方向设置有凸耳，所述凸耳与所述下剪切套7的下端内部的凹槽相卡合，形成径向限位(如附图15和16所示)；锁块10安装于方形通孔中实现下剪切套7与套筒5之间的固定。所述下剪切套7的下端面设置有倒角。

本发明一种智能井用管线切割工具，所有零部件均为金属材料，可应用于高温生产井。

本发明一种智能井用管线切割工具，其工作过程如下：

(一)安装过程：

从中心管2上端套入管线连接头4和螺纹连接头3，管线连接头4的管线密封接口位置与螺纹连接头3外沿轴向深槽对齐。从中心管2下端装入上剪切套6并至中心管2上的限位台阶处，转动上剪切套6使侧壁上的管线通道与管线密封接头12上的螺纹孔对齐，安装第四防松销钉9将上剪切套6固定在中心管2上；将锁块10安装在下剪切套7内部后从中心管2下端套入，此时将管线11从下剪切套7侧壁上的管线通道穿过，再穿过上剪切套6上的管线通道，将管线密封接头12从管线11上端套入，管线11穿过管线连接头4，再套入一个管线密封接头12，管线11继续穿过螺纹连接头3外壁上的深槽，并预留一定长度，便于与管线11的连接；从中心管2下端装入套筒5，使套筒5内部锁块槽与锁块10对齐，此时向上同时推动套筒5和下剪切套7，通过套筒5上的观察窗口观察，直至上剪切套6和下剪切套7的螺旋切面紧贴在一起时停止用力，整圈转动管线连接头4，使外圆面上的圆深孔与套筒5上的螺纹孔对齐，安装第三防松销钉8；整圈转动螺纹连接头3，使其左端螺纹孔与中心管2上部外螺纹上的长条形槽对齐，安装第一防松销钉13；通过微调套筒5，使螺纹连接头3外壁上的圆孔与套筒5上的螺纹孔对齐，安装第二防松销钉14；然后拧紧管线连接头4两端的管线密封接头12，在中心管2上端连接接箍1，即完成管线切割工具的地面安装。

(二)工具下入过程：

在智能完井管柱下入过程中，待所有控制工具均下入后，连接管线切割工具，管线切割工具下端螺纹与其它入井工具连接，再将下入工具的控制管线与切割工具预留的管线11连接，在管线上做标记，便于地面管线管理；切割工具上端通过接箍1与油管直接连接，从地面将管线与切割工具预留管线11上部连接。

(三)管线剪切过程：

当修井时，上提管柱遇卡，此时可以下入常规的切割工具从中心管2内部中心位置将中心管2切断，然后上提管柱，上段中心管2连着螺纹连接头3、套筒5、管线连接头4、锁块10和下剪切套7向上运动，由于中心管2下端和上剪切套6处于静止状态，此时上剪切套6和下剪切套7之间相接触的螺旋切面会发生相对转动，当螺旋切面上的切向力大于管线11剪切强度时即可将管线11剪断，管线11剪断后，提出上部管柱，此时，由于套筒5和下剪切套7的上移，锁块10落入中心管2上台阶上方的凹槽，套筒5脱离锁块10，套筒5与下剪切套7分离，管线切割工具留在井下的部件是中心管2下段、上剪切套6、下剪切套7和锁块10，其中中心管2下段是留作下次打捞时用。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。