一次性切割多层套管用水力割刀的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及海洋油气田勘探开发的技术领域，尤其涉及一种用于海洋油气田井内套管切割的一次性切割多层套管用水力割刀。
【背景技术】
[0002]在海洋油气田的勘探开发进程中会陆续出现一些无开采价值井及达到服役年限需弃置的安全隐患井，切割回收套管是弃井作业中关键环节之一。国家安全生产监督总局2009年下发《海洋石油安全管理细则》弃井管理中明确要求套管切割必须在泥线4米以下，因海上油气井表层套管与隔水管之间水泥返高深度多为海底泥线，多层套管的切割成为了海上弃井的一项关键工序。
[0003]国内已有机械式套管内割刀，这种内割刀通常由上接头、弹簧、本体、刀体部件、活塞、喷嘴等零件组成，这种内割刀为单层套管割刀，难以满足海上油气井常规套管组合133/8〃-36〃范围内多层套管的一次性切割。
[0004]为此，本实用新型的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种一次性切割多层套管用水力割刀，以克服上述缺陷。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题在于:国内油气井中常用套管(133/8〃-36〃套管)环控有水泥封固井的套管切割，只能依靠浮吊和潜水员配合实现水下人工切割，人工切割风险大、成本高昂、适应水深受限，有诸多的局限性。
[0006]为解决上述问题，本实用新型公开了一种一次性切割多层套管用水力割刀，用于
133/8〃-36〃范围内多层套管的一次性切割，包括圆筒状的本体，所述本体的一端连接有上接头，其特征在于:
[0007]所述上接头设有轴向贯通的流道；
[0008]所述本体内滑动设有活塞杆，所述活塞杆上端的扩大部和本体之间实现密封，下端的缩小部前端滑动穿过本体内的导向孔，所述活塞杆的扩大部和导向孔之间设有弹簧以提供活塞杆的弹性回复；
[0009]所述活塞杆内设有轴向贯通的通孔，所述通孔的直径小于所述上接头的流道直径，所述通孔的后端设有合金喷嘴，所述活塞杆缩小部的前端还拆卸的设有下喷嘴；
[0010]所述本体在导向孔的前侧设有多个割刀以及供各割刀伸出的纵向通槽，所述多个割刀在圆周方向等距间隔排列并分别通过销轴枢接于本体。
[0011]其中:所述割刀为三个，其刀体采用了40CrMnMo材质，所述销轴采用40CrNiMoE材质。
[0012]其中:所述割刀的刀刃部焊接有耐磨涂层。
[0013]其中:所述本体的前端还套设有引鞋，所述引鞋通过顶丝进行可拆卸的固定。
[0014]其中:所述本体在导向孔的上方设有对应活塞杆扩大部的限位台阶。
[0015]其中:所述合金喷嘴的后端设有孔用挡圈，所述合金喷嘴的外缘和通孔内缘之间设有0形圈。
[0016]通过上述结构可知，本实用新型的一次性切割多层套管用水力割刀具有如下效果:
[0017]1、新型一次性切割多层套管用水力割刀的研发是通过调研海上油气井套管结构组合后，满足了海上常规套管组合中13 3/8〃-36〃范围内多层套管的一次性切割，结束了该类井套管切割仅能依靠浮吊和潜水员才能完成的时代。
[0018]2、结构简单，操作方便，适用广泛。
[0019]本实用新型的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。
【附图说明】
[0020]图1显示了本实用新型的一次性切割多层套管用水力割刀的结构示意图。
[0021]图2显示了图1中A-A向的剖视图。
[0022]附图标记:
[0023]1、上接头;2、本体;3、密封垫;4、0形圈；5、Y形圈；6、活塞杆;7、孔用挡圈；8、合金喷嘴;9、0形圈；10、弹貪；11、顶丝；12、下嗔嘴；13、销轴；14、割刀；15、顶丝；16、引鞋；17、弹貪垫圈；18、螺钉。
【具体实施方式】
[0024]参见图1和2，显示了本实用新型的一次性切割多层套管用水力割刀。
[0025]所述一次性切割多层套管用水力割刀包括圆筒状的本体2，所述本体2的一端连接有上接头1，可选的是，所述本体2的一端设有阶梯内缘，所述上接头1的外缘设有与阶梯内缘对应的阶梯部，所述阶梯内缘和阶梯部可通过螺纹进行紧固连接，还可在两者之间设有密封装置，参见图1，所述密封装置可为由密封垫3和0型圈4组成的密封组件，所述密封组件可设置于上接头1外缘的容纳凹槽内。
[0026]所述上接头1设有轴向贯通的流道，以供高压液体的进入，其中，所述流道的直径可根据需要进行设置，
[0027]所述本体2内滑动设有活塞杆6，所述活塞杆6为Τ型，其上端的扩大部外缘设有Υ形圈5，以提供活塞杆6和本体2之间的密封，下端的缩小部前端滑动穿过本体2内的导向孔，所述活塞杆6的扩大部和导向孔之间设有弹簧10，以提供活塞杆6的弹性回复，可选的是，为提供活塞杆6的限位，所述本体2在导向孔的上方设有对应活塞杆6扩大部的限位台阶。
[0028]其中，所述活塞杆6内设有轴向贯通的通孔，所述通孔的直径小于所述上接头1的流道直径，优选的是，所述通孔直径为流道直径的1/2-1/4，以提供更好的压降，所述通孔的后端(对应图中的上端)设有合金喷嘴8，所述合金喷嘴8的后端设有孔用挡圈7，所述合金喷嘴8的外缘和通孔内缘之间设有0形圈9，所述活塞杆6缩小部的前端(对应图中的下端)还可拆卸的设有下喷嘴12，所述下喷嘴12可通过顶丝11连接于活塞杆6的缩小部。
[0029]所述本体2在导向孔的前侧设有多个割刀14以及供各割刀14伸出的纵向通槽，所述多个割刀14在圆周方向等距间隔排列并分别通过销轴13枢接于本体2，所述割刀14的后端向内延伸以供活塞杆6的前端进行推动，所述割刀14的前端外缘为刀刃部，从而实现切割功能。
[0030]可选的是，所述割刀14为三个，其后端且其刀体采用了优质合金结构钢40CrMnMo材质，所述销轴采用40CrNiMoE材质，且热处理后调质硬度达到285HB以上，所述割刀14的刀刃部焊接有耐磨涂层，所述耐磨涂层为YD焊料，所述YD焊料是由颗粒状烧结硬质合金与有弹性的胎体合金混合成，并配有专用打底焊料和溶剂，其颗粒主要成分为含钴碳化物，增加耐磨性，刀体较小，刀片长度大。
[0031]可选的是，所述割刀14通过后端外缘通过销轴13枢转连接于本体2上，其后端内缘形成弧状边缘，所述弧状边缘所形成的中心线与销轴13的轴线距离在枢转过程中始终保持一致，由此，在活塞杆16对割刀14的后端外缘进行顶推时，顶推的力臂长度能保持一致，从而实现割刀14向外伸出时稳定的力矩，实现整个切割过程中的稳定和高效。
[0032]所述本体2的前端还可套设有引鞋16，所述引鞋16可通过顶丝15进行可拆卸的固定。
[0033]参见图2，所述销轴13的一端抵靠于本体2的一侧，另一端通过一弹簧垫圈17和螺钉18进行定位。
[0034]在具体应用中，所述泥浆栗将高压液体(钻井液或海水)栗入水利割刀体内，高压液体通过流过活塞内的喷嘴产生压力降，推动活塞6压缩弹簧10使活塞杆6下行，从而活塞杆推动三个割刀片(零件号14)向外张开并与套管内壁接触，随同切割钻具的旋转实现物理切割。
[0035]现场应用:
[0036]2011-2013年该项弃井技术依托中油海62平台及中油海63平台在南堡2-52井、南堡2-58井、南堡2-20井、南堡206井、老堡1井、滨海7井、埕海33井、埕海36井、埕海35井埕海等18 口井中进行了实际应用，套管一次切割成功率达100%。
[0037]本实用新型能有效适用于133/8〃-36〃范围内多层套管的一次性切割，满足海上常规套管组合，该新型切割工具在冀东油田、大港油田、胜利油田、中海油海上油田及部分陆地油田区域具有良好的应用前景。
[0038]显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本实用新型的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本实用新型不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本实用新型的教导的特定例子，本实用新型的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。
【主权项】
1.一种一次性切割多层套管用水力割刀，用于133/8〃-36〃范围内多层套管的一次性切害J，包括圆筒状的本体，所述本体的一端连接有上接头，其特征在于: 所述上接头设有轴向贯通的流道； 所述本体内滑动设有活塞杆，所述活塞杆上端的扩大部和本体之间实现密封，下端的缩小部前端滑动穿过本体内的导向孔，所述活塞杆的扩大部和导向孔之间设有弹簧以提供活塞杆的弹性回复； 所述活塞杆内设有轴向贯通的通孔，所述通孔的直径小于所述上接头的流道直径，所述通孔的后端设有合金喷嘴，所述活塞杆缩小部的前端还拆卸的设有下喷嘴； 所述本体在导向孔的前侧设有多个割刀以及供各割刀伸出的纵向通槽，所述多个割刀在圆周方向等距间隔排列并分别通过销轴枢接于本体。2.如权利要求1所述的一次性切割多层套管用水力割刀，其特征在于:所述割刀为三个，其刀体采用了 40CrMnMo材质，所述销轴采用40CrNiMoE材质。3.如权利要求1所述的一次性切割多层套管用水力割刀，其特征在于:所述割刀的刀刃部焊接有耐磨涂层。4.如权利要求1所述的一次性切割多层套管用水力割刀，其特征在于:所述本体的前端还套设有引鞋，所述引鞋通过顶丝进行可拆卸的固定。5.如权利要求1所述的一次性切割多层套管用水力割刀，其特征在于:所述本体在导向孔的上方设有对应活塞杆扩大部的限位台阶。6.如权利要求1所述的一次性切割多层套管用水力割刀，其特征在于:所述合金喷嘴的后端设有孔用挡圈，所述合金喷嘴的外缘和通孔内缘之间设有0形圈。
【专利摘要】一种一次性切割多层套管用水力割刀，用于13？3/8″？-36″范围内多层套管的一次性切割，圆筒状本体的一端连接有上接头，所述上接头设有轴向贯通的流道，所述本体内滑动设有活塞杆，所述活塞杆为T型，其下端的缩小部前端滑动穿过本体内的导向孔，所述活塞杆的扩大部和导向孔之间设有弹簧以提供活塞杆的弹性回复，所述活塞杆内设有轴向贯通的通孔，所述通孔的直径小于所述上接头的流道直径，所述本体在导向孔的前侧设有多个割刀以及供各割刀伸出的纵向通槽，所述多个割刀在圆周方向等距间隔排列并分别通过销轴枢接于本体；由此，本实用新型满足了多层套管的一次性切割，结束了该类井套管切割仅能依靠浮吊和潜水员才能完成的时代。
【IPC分类】E21B29/00
【公开号】CN205089265
【申请号】CN201520911643
【发明人】吴航舟, 宋家和, 刘俊相, 李树生, 李亚方, 古振东, 刘孝强, 高存宝, 李慧涛, 赵海龙, 何江波, 庞飞, 陈晓明, 钱旭瑞, 余明明, 王佳强
【申请人】中国石油集团海洋工程有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年11月16日