投球式冲洗切割一体割刀制造技术

本实用新型专利技术属于水力切割领域，公开了一种投球式冲洗切割一体割刀，包括相连接的上接头和割刀本体，割刀本体内设置有相连接的球座和活塞本体，活塞本体通过销轴固定于割刀本体，割刀本体上设置有刀槽，刀槽内设置有通过销轴固定的刀片，刀片末端的固定结构卡在活塞本体的活塞控制槽中，所述活塞本体与所述割刀本体之间设置有弹簧。钢球投入封堵主流道孔后产生压差，剪断剪切销钉，活塞本体下行推动凸起结构使刀片旋转而伸出刀槽；停泵后弹簧使活塞本体复位，活塞本体上行带动凸起结构使刀片旋转而收回刀槽。本实用新型专利技术将水力切割与冲洗作业有机地结合在一起，且使刀片张开变得可控，从而根本性地提高水力切割作业的时效，以达到降本增效的目的。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于水力切割领域，具体的说，是涉及一种可实现冲洗、切割一体的割刀。
技术介绍
当前在油气井大修作业中，水力切割作为一项成熟的技术，在弃井、出砂井治理、中心管打捞等方面得到了广泛的应用，将套管、油管、筛盲管等井下落物在设计位置进行切割，使套管、油管、筛盲管切割开，遇卡位置留在井内，进而实现分段打捞。现在常规的水力切割工艺程序为先下入冲砂管柱冲洗防砂管柱内部，满足割刀顺利下至预计切割深度，再下入切割钻具实现切割分段打捞的目的，趟数多、工序杂、操作繁琐。且每趟作业间隔时间长，易发生地层返吐导致割刀无法下钻至设计切割深度等现象，影响作业效果，甚至导致返工。除此之外，现行常用的水力割刀困于其自身结构，易在下井过程中刀片提前张开，造成割刀无法顺利下到位或者损坏切割工具的情况发生。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供一种投球式冲洗切割一体割刀，将水力切割与冲洗作业有机地结合在一起，且使刀片张开时机的把握变得更加可控，从而根本性地提高水力切割作业的时效，以期达到降本增效的目的。本技术通过以下的技术方案予以实现：一种投球式冲洗切割一体割刀，包括沿轴向设置有中心孔的上接头，所述上接头下部密封连接有割刀本体；所述割刀本体沿轴向设置有中心孔且径向均布地设置有多个刀槽，每个所述刀槽中设置有通过销轴固定于所述割刀本体的刀片，所述刀片能够以所述销轴为轴心旋转；每个所述刀片末端设置有一凸起结构；所述割刀本体通过剪切销钉固定有设置于其内部的活塞本体，所述活塞本体与所述割刀本体之间形成密封，所述活塞本体沿轴向设置有中心孔，所述活塞本体与所述割刀本体之间设置有环空并安装有弹簧，所述弹簧的上端和下端分别由活塞本体的台肩和割刀本体的台肩限位；所述活塞本体对应于所述刀槽和所述刀片径向均布有三个活塞控制槽，所述活塞控制槽使所对应所述刀片的凸起结构卡在其中，并在所述活塞本体下行或上行时通过推动所述凸起结构使所述刀片以所述销轴为中心旋转；所述活塞本体上端连接有位于所述割刀本体内且设置有中心孔的球座，所述上接头的中心孔、所述球座的中心孔、所述活塞本体的中心孔、所述割刀本体的中心孔依次连通构成主流道孔，所述球座在钢球投入后对其限位而封堵所述主流道孔，所述球座径向均布地设置有副流道孔，所述副流道孔在所述钢球投入封堵所述主流道孔后，可将所述钢球上下的所述主流道孔连通；所述钢球投入封堵所述主流道孔后产生压差，剪断所述剪切销钉，所述活塞本体下行推动所述凸起结构使所述刀片旋转而伸出所述刀槽；停泵后所述弹簧使所述活塞本体复位，所述活塞本体上行带动所述凸起结构使所述刀片旋转而收回所述刀槽。其中，所述刀片的所述凸起结构与所述刀片的主体部分呈120°～140°夹角。其中，所述刀片、所述刀槽、所述活塞控制槽均设置有三个。其中，所述刀片、所述副流道孔设置有三个。本技术的有益效果是：本技术的可投球式冲洗切割一体割刀，可以实现在割刀无法下钻到位时允许开泵大排量循环冲洗，确保切割工具顺利下钻至设计切割位置，使刀片在某设定压差下才可以张开接触被切割管柱，避免管柱压力激动造成刀片在下钻途中张开，从源头上杜绝起下割刀过程提前张开无法下钻到位或损坏刀片的情况发生，不仅确保切割工具顺利下钻至预定位置，而且有效地保护了切割工具的安全，达到了降本增效的目的，填补了海洋石油领域的技术空白区。附图说明图1是本技术所提供的投球式冲洗切割一体割刀的结构示意图；图2是图1的A-A剖面图(刀片张开状态)；图3是割刀本体的结构示意图；图4是图3的B-B剖面图；图5是刀片的结构示意图；图6是活塞本体的结构示意图；图7是图6的G-G剖面图。图中：1—上接头；2—第一O型密封圈；3—钢球；4—球座；5-副流道孔；6—Y型密封圈；7—活塞本体；70—活塞控制槽；8—割刀本体；80—刀槽；9—弹簧；10-销轴；11—刀片；110—凸起结构；12—剪切销钉；13—第二O型密封圈；14—主流道孔；15—螺钉。具体实施方式为能进一步了解本技术的内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：如图1和图2所示，本技术提供了一种投球式冲洗切割一体割刀，包括上接头1、第一O型密封圈2、钢球3、球座4、副流道孔5、Y型密封圈6、活塞本体7、割刀本体8、弹簧9、销轴10、刀片11、剪切销钉12、第二O型密封圈13、主流道孔14、螺钉15。沿轴向设置有中心孔的上接头1上部用于连接钻具或相关打捞工具，上接头1下部设置有外螺纹，并通过螺纹连接割刀本体8。上接头1在与割刀本体8的连接处设置有密封槽，密封槽内安装有第一O型密封圈2，以在上接头1与割刀本体8之间形成密封。结合图3和图4所示，沿轴向设置有中心孔的割刀本体8上部设置有内螺纹，并通过螺纹连接上接头1。割刀本体8径向均布有三个刀槽80，每个刀槽80内设置有刀片11，每个刀片11穿装有销轴10，销轴10两端通过螺钉15固定于割刀本体8。这样刀片11通过销轴10固定于割刀本体8的刀槽80中，并能够以销轴10为中心由刀槽80内向割刀本体8的外部旋转而张开，或以销轴10为中心由割刀本体8的外部向刀槽80内旋转而收回。结合图5所示，每个刀片11末端设置有一凸起结构110，该凸起结构110与刀片11主体部分呈140°夹角，该角度的设置以凸起结构110能否控制刀片11伸出收回或割刀本体8为原则，一般取值在120°～140°范围内。结合图6和图7所示，割刀本体8内部设置有活塞本体7，活塞本体7沿轴向设置有中心孔，活塞本体7与割刀本体8在刀槽80下方位置通过径向均布的两个剪切销钉12固定。剪切销钉12应满足一定的剪应力及安全系数要求，保证其在相应压力下不会被剪断，而当达到设计的剪应力及安全系数时，剪切销钉12可被剪断，此时活塞本体7相对于割刀本体8下行。活塞本体7在剪切销钉12的下方位置设置有密封槽，密封槽内安装有第二O型密封圈13，以在活塞本体7与割刀本体8之间形成密封，防止活塞本体7刺漏。活塞本体7径向均布有三个活塞控制槽70，活塞控制槽70的位置和宽度设计应满足每个活塞控制槽70能够恰好使所对应刀片11末端的凸起结构110卡在其中，并在活塞本体7下行或上行时通过推动刀片11末端的凸起结构110使刀片11以销轴10为中心旋转。活塞本体7与割刀本体8之间在活塞控制槽70的上方位置形成一环形空腔，该环形空腔内安装有弹簧9，弹簧9的上、下两端分别由活塞本体7的台肩和割刀本体8的台肩限位。活塞本体7在弹簧9的上方位置设置有密封槽，密封槽内安装有Y型密封圈6，以在活塞本体7与割刀本体8之间形成密封，防止活塞本体7刺漏。活塞本体7上端设置有内螺纹，通过螺纹连接有球座4，球座4沿轴向设置有中心孔。这样，上接头1的中心孔、球座4的中心孔、活塞本体7的中心孔、割刀本体8的中心孔依次连通构成主流道孔14。球座4在钢球3投入后对其限位，以封堵主流道孔14。球座4在其中心孔周围径向均布地设置有三个副流道孔5，副流道孔5在钢球3投入封堵主流道孔14后，可将钢球3上下的主流道孔14连通，使过流量大大减少。本技术的工作过程如下：割刀本体8外径4-1/2\，抗拉＞80T，抗扭＞20KN·m，内部流道在泵排量＞40m3/h的情况下压耗＜5MPa。活塞本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种投球式冲洗切割一体割刀，其特征在于，包括沿轴向设置有中心孔的上接头，所述上接头下部密封连接有割刀本体；所述割刀本体沿轴向设置有中心孔且径向均布地设置有多个刀槽，每个所述刀槽中设置有通过销轴固定于所述割刀本体的刀片，所述刀片能够以所述销轴为轴心旋转；每个所述刀片末端设置有一凸起结构；所述割刀本体通过剪切销钉固定有设置于其内部的活塞本体，所述活塞本体与所述割刀本体之间形成密封，所述活塞本体沿轴向设置有中心孔，所述活塞本体与所述割刀本体之间设置有环空并安装有弹簧，所述弹簧的上端和下端分别由活塞本体的台肩和割刀本体的台肩限位；所述活塞本体对应于所述刀槽和所述刀片径向均布有三个活塞控制槽，所述活塞控制槽使所对应所述刀片的凸起结构卡在其中，并在所述活塞本体下行或上行时通过推动所述凸起结构使所述刀片以所述销轴为中心旋转；所述活塞本体上端连接有位于所述割刀本体内且设置有中心孔的球座，所述上接头的中心孔、所述球座的中心孔、所述活塞本体的中心孔、所述割刀本体的中心孔依次连通构成主流道孔，所述球座在钢球投入后对其限位而封堵所述主流道孔，所述球座径向均布地设置有副流道孔，所述副流道孔在所述钢球投入封堵所述主流道孔后，可将所述钢球上下的所述主流道孔连通；所述钢球投入封堵所述主流道孔后产生压差，剪断所述剪切销钉，所述活塞本体下行推动所述凸起结构使所述刀片旋转而伸出所述刀槽；停泵后所述弹簧使所述活塞本体复位，所述活塞本体上行带动所述凸起结构使所述刀片旋转而收回所述刀槽。...

【技术特征摘要】
1.一种投球式冲洗切割一体割刀，其特征在于，包括沿轴向设置有中心孔的上接头，所述上接头下部密封连接有割刀本体；所述割刀本体沿轴向设置有中心孔且径向均布地设置有多个刀槽，每个所述刀槽中设置有通过销轴固定于所述割刀本体的刀片，所述刀片能够以所述销轴为轴心旋转；每个所述刀片末端设置有一凸起结构；所述割刀本体通过剪切销钉固定有设置于其内部的活塞本体，所述活塞本体与所述割刀本体之间形成密封，所述活塞本体沿轴向设置有中心孔，所述活塞本体与所述割刀本体之间设置有环空并安装有弹簧，所述弹簧的上端和下端分别由活塞本体的台肩和割刀本体的台肩限位；所述活塞本体对应于所述刀槽和所述刀片径向均布有三个活塞控制槽，所述活塞控制槽使所对应所述刀片的凸起结构卡在其中，并在所述活塞本体下行或上行时通过推动所述凸起结构使所述刀片以所述销轴为中心旋转；所述活塞本体上端连接有位于所述割刀本体内且设置有中心孔的球座，所述上接头的中心孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：王万鹏，李继勇，吴智超，王华南，李康，张中兴，陈辉，许广强，冯彬，丁继文，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油能源发展股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11