专利名称：热切管器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机械技术领域，特别涉及一种切管的器具。
背景技术：
在油气井、地热井、煤层气井和水井的钻井与采收过程中，往往因机械失效、井下条件恶劣和人为错误导致钻杆、油管、套管和封隔器等管件被卡，引起卡管事故。随着斜井和角度大于42度的定向井的增多，卡管事故也明显增多。在墨西哥湾，定向井发生卡管事故约占91％。
当发生卡管事故时，需要将管件分离。现有分离管件的方法有爆炸松扣、化学切管和聚能切管。
爆炸松扣又称松动弹，是一种受欢迎的方法。它是以中和载荷对管柱施加左旋扭矩。炸药爆炸产生的强烈震击使卡点在要求处松开。但是，对于斜井和井况恶劣的情况，它的成功率却很低。其原因在于对松扣深度、中和载荷和扭矩量都很难确定。实践证明，爆炸松扣打捞作业的成功率仅为33％。
化学切割一般是利用强氧化还原反应。所用的化学剂多为液体，有剧烈的腐蚀性，容易伤人和污染环境。化学切割还存在着输送系统复杂、施工费用高、作业时间长等缺陷。
聚能切割比较简便，但切割厚度受到限制，对很多标准管件无法切割。另外，聚能切割的切口成喇叭状，会影响随后的打捞工作，并增加施工的费用。
另一方面，在废弃油气井和地热井套管的回收中，也迫切需要高效、安全、可靠的井下切管工具。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决上述问题，提供一种成功率高、不污染环境、安全可靠、费用低的热切管器。
本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现本热切管器包括一个壳体，壳体呈圆筒形，壳体内腔的底部为密封结构，在壳体内腔中由下而上依次设置活塞、烟火剂和点火管，点火管外端有接线柱，在活塞与内腔底面之间的壳体中开有若干个喷嘴，喷嘴离内腔的底面有一间距，此间距大于活塞的高度。
在使用时，将本热切管器的接线柱通过导线与电池连接。点火管在通电时会点火，引燃烟火剂，产生高温高压火焰和熔融金属流。在高压的作用下，活塞向下滑动至内腔的底部。此时，喷嘴处于活塞的上部位置。因此，高温高压的金属流就通过喷嘴，向壳体的四周喷射，高速作用于被切管件上，实现切割。
在上述的热切管器中，在内腔底面处的壳体中开有泄放孔。在活塞向下滑动过程中，内腔下部的井液和空气等物质将由泄放孔向外排出，使活塞能完全下滑至内腔的下部。同时，上述物质在通过泄放孔排放过程中所形成的阻力可以使活塞起到一定的缓冲作用，有利于热切管器正常工作。
在上述的热切管器中，所述的活塞与壳体内腔底面之间的壳体内侧壁上设有一层耐热层，耐热层是由耐热材料制成的。由于热切管器工作时，熔融金属流的温度很高，因此设置一层耐热层来防止壳体被热熔化。
在上述的热切管器中，所述的活塞与壳体之间还设有密封圈。密封圈使活塞与壳体之间保持密封，其作用有二个一是防止活塞上部的烟火剂从活塞与壳体之间的间隙处泄漏出来，并有利于金属流推动活塞向下滑动；二是阻挡活塞下部内腔中的井液进入活塞上部而导致烟火剂失效。
在上述的热切管器中，所述的壳体的上部设有一个上堵头，上堵头固连于壳体内腔的出口处，上堵头的中心有一个贯通上堵头的通孔，点火管和接线柱置于此通孔中，且接线柱外端伸出通孔。
上堵头起到使壳体的内腔密封作用。同时，通过上堵头压迫烟火剂，使烟火剂位置固定。通常，本热切管器在使用时的输送设备也是与上堵头相联接的。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于1、由于采用了高温高压的熔融金属流切割，其切割速度快，且切割的成功率高，通常在95％以上。
2、本实用新型所用的烟火剂具有较高的点火温度，在常温下很难发生反应，因此运输方便、使用安全。
3、本热切管器的壳体上下部均为密封结构，在使用时不会受井液的影响，故耐压耐热性好且使用范围广，可广泛用于油井、气井、地热井、煤层气井、水井、水中或地面管件的快速切断。
4、本热切管器一次作业能切断直径不同的数根管子，工作效率高，且成本低。
5、采用本热切管器切割管件，其切口整齐，不出现喇叭口，无需在打捞后修整切口，具有较高的实用价值。
图1是本实用新型提供的热切管器的剖视图。
图2是本实用新型提供的热切管器在喷嘴处的横向剖视图。
图中，1、壳体；11、内腔；12、喷嘴；13、泄放孔；2、活塞；3、烟火剂；4、点火管；5、接线柱；51、弹簧；6、耐热层；7、密封圈；8、上堵头；81、通孔；9、下堵头；10、密封胶。
具体实施方式
如图1所示，本热切管器主要由壳体1、活塞2、烟火剂3、点火管4等构成。壳体1呈圆筒形，其上部有一个内腔11。内腔11的底面位于整个壳体1的中部。在本实施例中，壳体1的下部也有一个空腔，且壳体1下端用一个下堵头9堵塞住，以防止井液等杂物进入。
在本热切管器对管件进行切割时，强烈的熔融金属流会产生很高的冲击力。因此，将上述内腔11的底面设置于壳体1的中部位置，使整个壳体1保持一定的平衡，有利于管件的切口平整。
如图1所示，在壳体1内腔11中有活塞2、烟火剂3和点火管4。活塞2与壳体1之间设有两个密封圈7，使活塞2与壳体1之间保持密封状态，防止内腔11下部的井液由活塞2与壳体1之间的间隙处侵入烟火剂中。
在活塞2与内腔11底面之间的壳体1中开有若干个喷嘴12，且喷嘴12离内腔11底面的间距大于活塞2的高度。这样，当活塞2下移至内腔11底面时，金属流可以从各个喷嘴12中喷射出来。
如图2所示，上述的喷嘴12是处于同一平面上，且均匀分布于壳体1中。这种结构，一方面确保熔融金属流能够均匀向四周喷射，使管件的切口平整，另一方面能保持本切管器在整个喷射过程中受力平衡，不会产生位移。
在活塞2与内腔11底面之间的壳体1内侧壁上有一层耐热层6。本实施例中，耐热层6采用石墨为材料制成的。耐热层6的上端略高于喷嘴12，喷嘴12通过耐热层6。耐热层6起隔热作用，防止熔融金属流的高温使壳体1熔化，但不会影响金属流从喷嘴12中向外喷射。
本实施例中，在略高于内腔11底面的壳体1中开有一个泄放孔13。在本热切管器使用时，需要将整个热切管器放入准备切割的管件内。通常，管件中有井液等液体。这些液体会通过喷嘴12和泄放孔13进入内腔11的下部。在本热切管器工作时，内腔11下部的这些液体以及空气将由此泄放孔13向外排出。
如图1所示，在壳体1的上部有一个上堵头8，上堵头8是通过螺纹与壳体1联接的。上堵头8压于烟火剂3上，使烟火剂3定位。点火管4和接线柱5放置于上堵头8中心的通孔81中。
在本实施例中，上堵头8与接线柱5之间还设有密封胶10，使本热切管器的上部保持密封。本热切管器产品可以耐压达70Mpa，耐热达150℃，具有良好的密封性能。
接线柱5与点火管4之间有一个弹簧51。弹簧51起到导电和弹性的作用。
实际试验表明，采用本热切管器切管，其切割速度可达25毫秒，切割成功率大于95％，且一次作业能切断直径不同的几根管子。
权利要求1.一种热切管器，包括一个壳体(1)，其特征在于所述的壳体(1)呈圆筒形，壳体内腔(11)的底部为密封结构，在壳体内腔(11)中由下而上依次设置活塞(2)、烟火剂(3)和点火管(4)，点火管(4)外端有接线柱(5)，在活塞(2)与内腔(11)底面之间的壳体(1)中开有若干个喷嘴(12)，喷嘴(12)离内腔(11)的底面有一间距，此间距大于活塞(2)的高度。
2.根据权利要求1所述的热切管器，其特征在于在内腔(11)底面处的壳体(1)中开有泄放孔(13)。
3.根据权利要求2所述的热切管器，其特征在于所述的活塞(2)与壳体内腔(11)底面之间的壳体(1)内侧壁上设有一层耐热层(6)，耐热层(6)是由耐热材料制成的。
4.根据权利要求1、2或3所述的热切管器，其特征在于所述的活塞(2)与壳体(1)之间设有密封圈(7)。
5.根据权利要求1、2或3所述的热切管器，其特征在于所述的壳体(1)的上部设有一个上堵头(8)，上堵头(8)固连于壳体内腔(11)的出口处，上堵头(8)的中心有一个贯通上堵头(8)的通孔(81)，点火管(4)和接线柱(5)置于此通孔(81)中，且接线柱(5)外端伸出通孔(81)。
6.根据权利要求1、2或3所述的热切管器，其特征在于内腔(11)的底面位于整个壳体(1)的中部。
7.根据权利要求6所述的热切管器，其特征在于壳体(1)的下部有一个空腔，且壳体(1)下端用一个下堵头(9)堵塞住。
8.根据权利要求1、2或3所述的热切管器，其特征在于所述的喷嘴(12)是处于同一平面上，且均匀分布于壳体(1)中。
9.根据权利要求3所述的热切管器，其特征在于所述的耐热层(6)采用石墨为材料制成的。
10.根据权利要求5所述的热切管器，其特征在于所述的接线柱(5)与点火管(4)之间有一个弹簧(51)。
专利摘要本实用新型提供的热切管器属于机械技术领域，特别涉及一种切管的器具，它解决了现有的切管方法所存在的种种不足之处。本热切管器包括一个壳体，壳体呈圆筒形，壳体内腔的底部为密封结构，在壳体内腔中由下而上依次设置活塞、烟火剂和点火管，点火管外端有接线柱，在活塞与内腔底面之间的壳体中开有若干个喷嘴，喷嘴离内腔的底面有一间距，此间距大于活塞的高度。在内腔底面处的壳体中开有泄放孔。本实用新型由于采用了高温高压的熔融金属流切割，其切割速度快、成功率高，且运输方便、使用安全、工作效率高、成本低，具有较高的实用价值。
文档编号E21B29/00GK2670584SQ20032010814
公开日2005年1月12日 申请日期2003年11月18日 优先权日2003年11月18日
发明者阮卜琴, 林西华, 刘晋仁, 廖政权, 戴文祥, 董永吉 申请人:台州盛世环境工程有限公司