一种井下切割装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种机械切割装置，尤其是一种用于井下油管切割的装置。
【背景技术】
[0002]目前，油管机械切割的常用工具为水力式机械内切割装置，该切割装置利用钻井液在其喷嘴处的液压差实现刀体的张开，通过旋转钻杆柱实现刀体对油管的周向切割。该方式下存在的问题主要有:在切割时刀刃不易对中，可能损坏套管；在装置下放或上提过程中，切割刀刃未能被固定住，可能割伤管壁；在切割过程中刀体张开程度过大，可能损伤套管。为解决上述问题，现有的技术为:在装置下部设置定心块，实现该装置工作过程中的定心；在装置外部设置弹簧片挡住刀体或在推杆处设置凹槽限定刀体的自由活动范围，实现刀体在非工作状态下的定位；在刀体下放设置限位面、在刀槽处设置限位凸台，实现刀体工作过程中切割范围的限制。但定心块部位的直径略大于该装置其他部位，在该装置在油管内上提、下放过程中易造成阻力；在装置外部设置限位挡片使得该装置外壁不光滑；设置限位面、限位凸台以控制刀体工作过程中的切割范围，需结合现场的实际情况配置合适的构件，结构复杂。
【发明内容】
[0003]为了克服现有的油管切割装置在油管内上提、下放过程中易造成阻力、外壁不光滑和结构复杂的不足，本实用新型提供一种井下切割装置，该装置不仅可实现在工作时定心切割、保护套管的目的，同时可实现刀体在非工作状态下的定位和限制刀体在工作状态下的切割范围的目的。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种井下切割装置，包括外筒、切割刀和内筒，外筒中部设有周向均布的切割刀槽，内筒顶端径向外径扩大并在内嵌有水嘴，外筒在顶端向内收缩有两级台阶，内筒通过大弹簧卡套在第二级台阶上，内筒对应切割刀槽的位置设有切割刀凹槽、切割刀凹槽底部固定有归位弹簧；切割刀在外筒的切割刀凹槽处通过销轴连接，刀体与在其销轴平行的部位设有向外凸起的斜平面，刀体下端设有凸起的刀刃。
[0005]外筒下部还设有周向均布的定心块槽，内筒下端对应定心块槽的位置设有定心块凹槽，定心块凹槽底部均固定有归位弹簧；定心块在外筒的定心块凹槽处通过销轴连接，定心块在与其销轴平行的部位设有向外凸起的斜平面，定心块底部径向向外翘起的尖端处设有凸起的滚珠槽，滚珠槽内安装有滚珠；切割刀刀体在与其销轴平行的部位设有倾斜凸起的斜平面的倾斜角度略大于定心块与在其销轴平行的部位设有倾斜凸起的斜平面倾斜角度。
[0006]内筒顶端径向外径扩大处外壁设有密封圈。所述归位弹簧的弹性系数小于大弹簧的弹性系数。所述切割刀槽的数量为3?6个。
[0007]钻井液经过水嘴时产生液压差，在该压差作用下，内筒下移，内筒推动切割刀和定心块，使得切割刀与定心块被推出装置外壁，实现该装置对油管的定心切割，定心块位于目标切割点的下方，在该装置工作时刀刃切割油管内壁、定心块保持张开状态以限制刀体的张开程度，可实现在该装置工作过程中保护外部套管的目的；定心块端部设有滚珠，减小定心块在工作过程中的摩阻；归位弹簧可在该装置不工作时固定切割刀与定心块，起到下放、上提该装置时保护管壁的作用。
【附图说明】
[0008]图1为本实用新型切割刀处的结构示意图。
[0009]图2为定心块处的结构示意图。
[0010]图3为内筒的结构示意图。
[0011]图4为切割刀和定心块平面位置示意图。
[0012]图5为外筒的结构示意图。
[0013]图中，1-上密封圈，2-大弹簧，3-外筒，4-下密封圈，5-销轴，6-归位弹簧，7-切割刀，8-定心块槽，9-切割刀槽，10-内筒，11-水嘴，12-定心块，13-滚珠，14-定心块凹槽，15-切割刀凹槽。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图来进一步描述本实用新型。
[0015]一种井下切割装置，其结构主要包括大弹簧2、外筒3、归位弹簧6、切割刀7、内筒10、定心块12。
[0016]所述的外筒3的上端通过螺纹连接在钻杆上，外筒3中部设有三个周向均布的切割刀槽9，外筒3下部设有三个周向均布的定心块槽8，外筒3下部设有倒角。内筒10的环空为钻井液流动通道。内筒10顶端径向外径扩大并在内嵌有水嘴11，该处的外壁设有上密封圈I。外筒3在顶端向内收缩有两级台阶，内筒10通过大弹簧2卡套在第二级台阶上。内筒10对应切割刀槽9的位置设有切割刀凹槽15、下端对应定心块槽8的位置设有定心块凹槽14。切割刀凹槽15与定心块凹槽14底部均固定有归位弹簧6，归位弹簧6上部为自由端、下部焊接于凹槽下部。切割刀7在外筒3的切割刀凹槽9处通过销轴5连接，刀体与在其销轴5平行的部位设有向外凸起的斜平面，刀体在其销轴5以上的部位为半圆形，刀体下端设有凸起的刀刃；定心块12在外筒3的定心块凹槽8处通过销轴5连接，定心块12在与其销轴5平行的部位设有向外凸起的斜平面，定心块12在其销轴5以上的部位为半圆形，定心块12底部径向向外翘起的尖端处设有凸起的滚珠槽，滚珠槽内安装有滚珠13 ;切割刀7刀体在与其销轴5平行的部位设有倾斜凸起的斜平面的倾斜角度略大于定心块12与在其销轴5平行的部位设有倾斜凸起的斜平面倾斜角度；归位弹簧6的弹性系数小于大弹簧2的弹性系数。
[0017]本实用新型的工作原理如下:将该装置外筒连接于钻柱下端，随钻柱下放。当切割刀7到达目标管段时，开泵循环，空转切割刀7，记录空转扭矩。逐渐加大泵的排量，钻井液流经水嘴11产生的液压差推动内筒10下行，内筒10挤压大弹簧2 ;切割刀7和定心块12向外凸起的斜平面在内筒10的挤压下下行，归位弹簧6被挤压，切割刀7和定心块12分别绕其销轴5旋转并张开；由于切割刀7刀体在与其销轴5平行的部位设有倾斜凸起的斜平面的倾斜角度略大于定心块12与在其销轴5平行的部位设有倾斜凸起的斜平面倾斜角度，因此切割刀7张开的程度大于定心块12的张开程度，并且在该装置工作时切割刀7的刀刃切割油管内壁、定心块12保持张开状态以限定刀体的张开程度，可实现在该装置工作过程中保护外部套管的目的；定心块12的滚珠13在被切割管的内壁做滚动运动，可减小定心块12工作时的摩阻，扭矩突然减小说明该装置已完成切割，关泵；关泵后，水嘴11处液压差消失，内筒10在大弹簧2的作用下上升，切割刀7和定心块12在归位弹簧6的作用下归位，可使该装置的切割刀7和定心块12在该装置在上提过程中不张开，起到保护管壁的作用；切割完成后，上提钻柱即可。
【主权项】
1.一种井下切割装置，包括外筒(3)、切割刀(7)和内筒(10)，其特征是，外筒(3)中部设有周向均布的切割刀槽(9)，内筒(10)顶端径向外径扩大并在内嵌有水嘴(11)，外筒(3)在顶端向内收缩有两级台阶，内筒(10)通过大弹簧(2)卡套在第二级台阶上，内筒(10)对应切割刀槽(9)的位置设有切割刀凹槽(15)、切割刀凹槽(15)底部固定有归位弹簧(6);切割刀(7)在外筒(3)的切割刀凹槽(9)处通过销轴(5)连接，刀体与在其销轴(5)平行的部位设有向外凸起的斜平面，刀体下端设有凸起的刀刃。
2.根据权利要求1所述的井下切割装置，其特征是:外筒(3)下部还设有周向均布的定心块槽(8)，内筒(10)下端对应定心块槽(8)的位置设有定心块凹槽(14)，定心块凹槽(14)底部均固定有归位弹簧(6);定心块(12)在外筒(3)的定心块凹槽⑶处通过销轴(5)连接，定心块(12)在与其销轴(5)平行的部位设有向外凸起的斜平面，定心块(12)底部径向向外翘起的尖端处设有凸起的滚珠槽，滚珠槽内安装有滚珠(13);切割刀(7)刀体在与其销轴(5)平行的部位设有倾斜凸起的斜平面的倾斜角度略大于定心块(12)与在其销轴(5)平行的部位设有倾斜凸起的斜平面倾斜角度。
3.根据权利要求1或2所述的井下切割装置，其特征是:内筒(10)顶端径向外径扩大处外壁设有密封圈(I)。
4.根据权利要求1或2所述的井下切割装置，其特征是:所述归位弹簧￠)的弹性系数小于大弹簧(2)的弹性系数。
5.根据权利要求1或2所述的井下切割装置，其特征在于所述切割刀槽(9)的数量为3?6个。
【专利摘要】一种井下切割装置，包括外筒和内筒。外筒的上端螺纹连接在钻杆上，筒身中部设有三个周向均布的切割刀，筒身下部设有三个周向均布的定心块；内筒上部嵌有水嘴，中部设有切割刀凹槽，下部设有定心块凹槽，各凹槽下部设有弹簧；内筒与外筒之间套有弹簧；刀体在与其销轴平行的部位设有倾斜凸起的斜平面，刀体下端设有凸起的刀刃；定心块在与其销轴平行的部位设有倾斜凸起的斜平面，定心块下部设有凸起的滚珠槽，滚珠槽内安装有滚珠。该装置可实现井下油管的定心切割，并可防止在切割过程中损坏套管。
【IPC分类】E21B29-00
【公开号】CN204386533
【申请号】CN201520022625
【发明人】冯其红, 孙祥晖, 张先敏
【申请人】中国石油大学(华东)
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年1月14日