一种切割事故钻杆的水力内割刀的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于地质岩心钻探孔内事故处理中切割事故钻杆的水力内割刀，属钻进设备技术领域。
【背景技术】
[0002]在地质岩心钻探过程中有时会发生卡钻、埋钻、烧钻及钻杆折断等孔内事故，当发生上述事故而导致钻杆钻具等无法从钻孔内取出时，需要采用切割工具切割钻杆分段起拔，或者修理折断的事故钻杆端部以方便其他打捞工具处理。目前，国内外地质岩心钻探所采用切割钻杆的水力内割刀存在的问题是:不能准确地将孔底切割状态反映给地表的操作者，这样将使操作者不得不依靠经验主观判断是否已经完成切割，造成决策的主观性和盲目性；此外，原有水力内割刀的切割效率不高，并且在从孔内提出时容易发生刀头剐蹭孔壁或事故钻杆的现象，造成刀头损坏。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种可准确反映孔底切割进程的切割事故钻杆的水力内割刀。
[0004]本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的:
[0005]一种切割事故钻杆的水力内割刀，包括活塞、弹簧、顶杆和由上而下依次连接的接头、缸体、上壳体、刀座、下壳体，所述接头上部设有连接工具钻杆的内螺纹，所述顶杆和活塞位于缸体内，所述弹簧套装在顶杆外，顶杆上端经螺母固接活塞，在缸体壁的同一高度上分布泄水孔，顶杆下端连接刀体，刀体位于刀座内。
[0006]上述切割事故钻杆的水力内割刀，所述顶杆下部设有顶杆圆锥体，所述刀体由两块对称设置的半刀体构成，各半刀体中部设有径向伸出的刀头，各半刀体上下侧分别设有卡槽，两块半刀体抱合在顶杆圆锥体外，两橡胶圈分别箍在所述卡槽内，所述刀座设有刀头孔，刀头与刀头孔的位置对应。
[0007]上述切割事故钻杆的水力内割刀，所述接头中部设有由圆柱部位连接圆锥部位构成的接头孔，所述圆锥部位的上部设有一个小泄水孔，在水力内割刀提起过程向圆锥部位置入钢球，钢球顶部低于小泄水孔。
[0008]上述切割事故钻杆的水力内割刀，所述顶杆上部设有支撑活塞的轴肩，活塞与轴肩之间设有调整垫片。
[0009]上述切割事故钻杆的水力内割刀，所述顶杆圆锥体的锥度为1: 5，所述两块半刀体与顶杆圆锥体相接触的面为与顶杆圆锥体锥度匹配的弧形面。
[0010]上述切割事故钻杆的水力内割刀，所述各半刀体上分别设有两个刀头。
[0011]上述切割事故钻杆的水力内割刀，所述下壳体下部形状为圆锥形连接球形。
[0012]上述切割事故钻杆的水力内割刀，所述活塞处设有密封圈。
[0013]本实用新型提供了一种用于地质岩心钻探孔内事故处理中的水力内割刀，在钻杆无法从孔内取出时，可以用所述水力内割刀切割钻杆分段起拔，或者修理折断的事故钻杆端部方便其他打捞工具处理。本实用新型在使用时，上部连接普通钻杆，下入到事故钻杆的预定位置进行切割；在下入到预定位置后开始旋转钻杆并开泵通水，泥浆推动活塞下行，带动顶杆向下运动并挤压刀体将刀头挤出，即开始切割钻杆。随着切割过程进行，泵压逐渐升高，当钻杆割断后，活塞位置运动到四个泄水孔以下，此时可以观察到泥浆泵压力表示数有明显下降，即表示钻杆已经割断，孔底完成切割的情况准确的反馈给地表操作人员，使其可以对切割状态得出正确的判断，从而进行相应的操作。本实用新型设有对称分布的四个刀头，使切割效率更高、过程更平稳；本实用新型设有弹簧和橡胶圈的双作用复位装置，在关停泥浆泵后，可使顶杆和刀头自动回到初始位置，刀头缩回到刀座内，同时因为投入钢珠与上接头圆锥部分的配合封死泥浆通道，使泥浆对活塞的静液压力作用消失，避免了在将水力内割刀提出时，因静液压力的影响造成刀头伸出，剐蹭事故钻杆或孔壁。
【附图说明】
[0014]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0015]图1是本实用新型实施例的结构示意图；
[0016]图2是刀体与顶杆圆锥体连接示意图；
[0017]图3是图2的A-A剖视图。
[0018]图中各标号清单为:1、接头，1_1、接头孔，2、钢球，3、缸体，4、螺母，5、调整塾片，6、密封圈，7、活塞，8、弹簧，9、顶杆，9-1、顶杆圆锥体，10、上壳体，11、橡胶圈，12、刀体，12-1、刀头，12-2、卡槽，13、下壳体，14、刀座，14_1、刀头孔，15、小泄水孔，16、泄水孔。
【具体实施方式】
[0019]参看图1，本实用新型包括接头1、钢球2、缸体3、螺母4、调整垫片5、密封圈6、活塞7、弹簧8、顶杆9、上壳体10、橡胶圈11、刀体12、下壳体13、刀座14。接头I上部通过内螺纹与上部的工具钻杆连接，接头下部通过螺纹与缸体3连接。接头I中部设有由圆柱部位连接圆锥部位构成的接头孔1-1，在圆锥部位的上部设有一个直径4_的小泄水孔15，在水力内割刀提起过程中在接头孔的圆锥部位置入钢球2，钢球顶部低于小泄水孔。在提出水力内割刀时小泄水孔与钢球配合可以封死泥浆通道，使泥浆全部通过小泄水孔15排出，防止在提出水力内割刀时，泥浆静液压力的作用使刀头伸出而剐蹭孔壁。缸体3与上壳体10之间为螺纹连接。在缸体3同一高度上均布四个泄水孔16，泄水孔直径为10mm。泄水孔的作用是在活塞7运动到泄水孔16位置时泄压，这样，在调整好活塞7相对缸体3位置配合后，当刀头完成切割时，活塞7恰好运动到泄水孔16位置泄压，泥浆泵压力表示数降低，从而起到指示的作用。活塞7承受泥浆压力并将泥浆压力转化成向下的动力，活塞7通过螺母锁紧与顶杆9固定在一起。活塞7上有两道密封槽，可装密封圈6，用于协助建立泥浆压力。顶杆上部设有支撑活塞的轴肩，活塞与轴肩之间设有调整垫片5，可通过增减调整垫片来调节活塞7相对泄水孔16的位置，使泄水孔16能正常协助指示孔底切割进程。调整垫片与上壳体之间设有一弹簧8，用于协助活塞7及顶杆9回位。顶杆9和上壳体10之间为间隙配合。上壳体10下部与刀座14上部螺纹连接，刀座下部与下壳体上部螺纹连接，刀体12设置在底座内由下壳体支撑。下壳体13下部形状为圆锥形连接球形，以方便水力内割刀进入事故钻杆内部。
[0020]参看图1-3，顶杆下部设有顶杆圆锥体9-1，所述刀体12由两块对称设置的半刀体构成，各半刀体中部设有径向伸出的两个刀头12-1，四个刀头可使切割快速、平稳。各半刀体上下侧分别设有卡槽12-2，两块半刀体抱合在顶杆圆锥体外，两橡胶圈11分别箍在所述卡槽内，用于辅助刀头回位。所述刀座设有刀头孔14-1，刀头与刀头孔的位置对应。两块对称设置的半刀体在顶杆圆锥体9-1下压的作用下张开，刀头即由刀头孔中探出。顶杆圆锥体9-1的锥度为1:5，所述两块半刀体与顶杆圆锥体相接触的面为与顶杆圆锥体锥度匹配的弧形面。
[0021]仍参看图1，本实用新型使用时，将其连接在工具钻杆下部，下入到事故钻杆内的预定位置(此时钢球2未置入接头孔内)；旋转钻杆并开泵送水，泥浆挤压活塞7带动顶杆9下行，挤压刀体将刀头挤出，即开始切割钻杆；随着切割过程进行，泵压逐渐升高，当钻杆割断、刀头张开程度超过事故钻杆外径后，活塞恰运动到泄水孔16位置以下，泥浆泵压力表示数会有明显下降，此时即表示已经完成切割；切割完毕后关停泥浆泵，在弹簧8的作用下，顶杆9上行回到初始位置；在橡胶圈11的作用下，刀体12收回。然后向接头孔1-1内投入钢珠2，钢球到位后，封死泥浆通道，防止因泥浆静液压力导致刀头伸出，而剐蹭事故钻杆或孔壁，随后即可将水力内割刀取出，进行后续处理。通过增加或减少设置在顶杆的轴肩与活塞之间调整垫片5的数量，可以灵活调节活塞7与缸体3上泄水孔16的相对位置，使其在刀头伸出外径大于事故钻杆外径时，活塞7能恰好运动到泄水孔16处，即可使水力内割刀能将孔底完成切割的情况反馈到泥浆泵压力表上，供操作者判断。
【主权项】
1.一种切割事故钻杆的水力内割刀，其特征在于:包括活塞(7)、弹簧(8)、顶杆(9)和由上而下依次连接的接头(1)、缸体(3)、上壳体(10)、刀座(14)、下壳体(13)，所述接头上部设有连接工具钻杆的内螺纹，所述顶杆和活塞位于缸体内，所述弹簧套装在顶杆外，顶杆上端经螺母(4)固接活塞，在缸体壁的同一高度上分布泄水孔(16)，顶杆下端连接刀体(12)，刀体位于刀座内。
2.根据权利要求1所述的切割事故钻杆的水力内割刀，其特征在于，所述顶杆下部设有顶杆圆锥体(9-1)，所述刀体(12)由两块对称设置的半刀体构成，各半刀体中部设有径向伸出的刀头(12-1),各半刀体上下侧分别设有卡槽(12-2)，两块半刀体抱合在顶杆圆锥体外，两橡胶圈(11)分别箍在所述卡槽内，所述刀座设有刀头孔(14-1)，刀头与刀头孔的位置对应。
3.根据权利要求2所述的切割事故钻杆的水力内割刀，其特征在于，所述接头中部设有由圆柱部位连接圆锥部位构成的接头孔(1-1)，所述圆锥部位的上部设有一个小泄水孔(15)，在水力内割刀提起过程向圆锥部位置入钢球(2)，钢球顶部低于小泄水孔。
4.根据权利要求3所述的切割事故钻杆的水力内割刀，其特征在于，所述顶杆上部设有支撑活塞的轴肩，活塞与轴肩之间设有调整垫片(5 )。
5.根据权利要求4所述的切割事故钻杆的水力内割刀，其特征在于，所述顶杆圆锥体(9-1)的锥度为1: 5，所述两块半刀体与顶杆圆锥体相接触的面为与顶杆圆锥体锥度匹配的弧形面。
6.根据权利要求5所述的切割事故钻杆的水力内割刀，其特征在于，所述各半刀体上分别设有两个刀头(12-1)。
7.根据权利要求6所述的切割事故钻杆的水力内割刀，其特征在于，所述下壳体(13)下部形状为圆锥形连接球形。
8.根据权利要求7所述的切割事故钻杆的水力内割刀，其特征在于，所述活塞(7)处设有密封圈(6)。
【专利摘要】一种切割事故钻杆的水力内割刀，包括活塞、弹簧、顶杆和由上而下依次连接的接头、缸体、上壳体、刀座、下壳体，接头上部设有连接工具钻杆的内螺纹，顶杆和活塞位于缸体内，弹簧套装在顶杆外，顶杆上端经螺母固接活塞，在缸体壁的同一高度上分布泄水孔,顶杆下端连接刀体，刀体位于刀座内。本实用新型使用时，调整好活塞位置，即可以将孔底完成切割的情况准确反馈给地表操作人员，从而进行相应操作。本实用新型设有对称分布四个刀头，使切割效率更高、过程更平稳；本实用新型设有弹簧和橡胶圈的双作用复位装置，在关停泥浆泵后，可使顶杆和刀头自动回到初始位置，同时在钢珠与小泄水孔作用下封死泥浆通道，避免提出刀头剐蹭事故钻杆或孔壁。
【IPC分类】E21B29-00
【公开号】CN204312002
【申请号】CN201420695451
【发明人】王年友, 马汉臣
【申请人】中国地质科学院勘探技术研究所, 地质矿产廊坊聚力岩土工程科技开发公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年11月19日