利用钻井液加压的高温熔融切割工具

本发明属于石油钻井设备，涉及一种利用钻井液加压的高温熔融切割工具。

背景技术：

1、近年来随着我国随着油气井开采量的增加，其开采难度越来越大，伴随着开采难度的增加其钻井、生产等施工作业中，钻杆、油管或其它套管等金属管柱遇卡事故率也随之增长，井下特种穿孔技术可以快速、合理的解决遇卡事故，尽可能地减少经济损失，保障油气井生产、施工的正常进行，否则油气井只能作废处理，从而遭受巨大的经济损失，现在能够使用有射孔弹(穿孔弹)技术和机械及化学方法常用的切断井下管柱的手段有机械、爆炸切割、化学切割等方式。化学切割后容易造成周围其他管柱受损；现有的机械切割存在一些作业不确定性以及能力局限性；爆炸切割有管制要求需要办理相关的许可证，会影响过程进度。而熔融切割工具利用铝热反应将产生的高温熔融金属喷射至钻杆，利用高温烧蚀钻杆，过程高效可靠且不需要办理相关许可。而且此技术可以根据钻杆厚度对装药量进行调整，不会对穿孔管柱的外层管柱造成伤害。

技术实现思路

1、本发明目的是通过工具内外压差提高高温熔融切割工具效率，可以在小空间内实现高效安全的切断井下管柱完成对井下钻具的回收。

2、本发明所采用的技术方案是：

3、本发明是利用钻井液加压的高温熔融切割工具，主要由控制器、推缸、滑块、引火线、滑块、引流器、工具壳体、耐高温活塞、密封材料、石墨隔热层、药柱、连接短节、转向喷嘴、套筒组成。其特征在于：工具上部为控制部分，主要是控制器外壳和控制器组成，控制器通过引火线连接引燃药柱，控制器液控制下方的推缸，推缸安装在推缸外壳内；推缸端部连接有滑块，滑块内开有通道，设有密封圈；引流器开有两个通道，一个穿引火线，另一个是钻井液入口；工具壳体内安装石墨隔热层，上部设有耐高温活塞，高温活塞中间开孔，穿引火线后用密封材料堵住，下方放入药柱；导流器安装在连接短节内，流道通过连接杆连接转向喷嘴和回收杆，连接短接和滑套中间设有密封圈。

4、控制器通过引火线连接引燃药柱，药柱发生反应产生会大量气体以及极高的温度，开始产生的气体会顺着转向喷头流出推动滑套下滑使转向喷嘴暴露在外，随着药剂反应进行产生高温熔融金属被高温气体推动向下流出至导1流器分流，再从转向喷嘴中喷射至钻杆管壁完成切割作业。当药柱被点燃2秒后，控制器向推缸发出信号，推缸向下推动滑块，滑块流道孔与引流器流道孔对齐，钻井液因内外压差通过引流器流道孔流入工具外壳内部，钻井液压力推动耐高温活塞向下运动，挤压工具外壳内部空间，产生压力使高温熔融反应产生的高温气体更好的排出工具，达到更好的切割效果。

5、本发明与现有技术相比，其有益效果是：通过工具内外压差，实现高温气体加压喷射切割，提高了切割效率。

技术特征：

1.一种利用钻井液加压的高温熔融切割工具，主要由推缸、引流机构、滑块、活塞、药柱、工具壳体、喷嘴组成。其特征是：所述的工具放置于管柱(1)和钻井液(2)内，控制器外壳(4)内安装控制器(3)，控制器外壳(4)与推缸外壳(5)通过螺纹连接，控制器通过信号线(7)连接到推缸(6)，推缸(6)固定在推缸外壳(5)内侧，推缸(6)的外伸推杆连接到滑块(8)，引流器(9)和推缸外壳(5)通过螺纹连接，引流器(9)和工具外壳(11)通过螺纹连接；石墨隔热层(15)内部上端安装有耐高温活塞(13)。

2.根据权利要求1所述的利用钻井液加压的高温熔融切割工具，其特征是：滑块(8)上有滑块密封槽(8c)与密封圈(10)配合密封，阻止钻井液进入。当药柱(16)被点燃发生反应2秒后，控制器(3)向推缸(6)发出信号，推缸(6)向下推动滑块(8)，通过滑块凸台(8b)限位，滑块流道孔(8a)与引流器流道孔(9a)对齐，钻井液因工具内外压力不同通过引流器孔(9a)流入工具外壳(11)内部，钻井液压力推动耐高温活塞(13)向下运动，挤压工具外壳(11)内部空间，产生压力使高温熔融反应产生的高温气体更好的排出工具，达到更好的切割效果。

3.根据权利要求1所述的利用钻井液加压的高温熔融切割工具，其特征是：所述耐高温活塞由多种材料复合制造，材料为金属(钨合金)，陶瓷，石墨；钨合金保证整体强度，陶瓷导热系数低，石墨耐热性好。

技术总结
本发明属于石油钻井设备技术领域，涉及一种利用钻井液加压的高温熔融切割工具，主要由控制器、推缸、滑块、引火线、滑块、引流器、工具壳体、耐高温活塞、石墨隔热层、药柱、转向喷嘴、套筒组成。控制器通过引火线连接引燃药柱，当药柱被点燃2秒后，控制器向推缸发出信号，推缸向下推动滑块，滑块孔与引流器流道孔对齐，钻井液因内外压差通过引流器流道孔流入工具外壳内部，钻井液压力推动耐高温活塞向下运动，挤压工具外壳内部空间，产生压力使高温熔融反应产生的高温气体更好的排出工具，达到更好的切割效果。本发明结构简单，可以提高钻杆熔融切割效率，减少后续钻具回收作业难度，降低回收成本。

技术研发人员：敬俊,倪宗清,钟佳航,罗希锐,田洋,皇甫宜祥
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13