井下工具切割类工具

1、井下工具切割类工具第1页，共32页，2022年，5月20日，8点47分，星期日一、 机械式内割刀 1.用途机械式内割刀是一种从井下管柱内部切割管子的专用工具。除接箍外可在任意部位切割。若在其上部配有可退式打捞锚,就可以将卡点以上的管柱一次性切割和提出.第2页，共32页，2022年，5月20日，8点47分，星期日2.结构 如图5-35所示,主要由芯轴、切割机构、限位机构、锚定机构等部件组成。 第3页，共32页，2022年，5月20日，8点47分，星期日3作用原理 当工具下放到预定深度时，正转钻杆柱,由于摩擦块紧贴套管壁产生一定的摩擦力,迫使滑牙板与滑牙套相对转动,推动卡瓦上行,沿锥面张开,并与套

2、管壁接触,完成锚定动作。继续转动并下放钻柱,则进行切割。切割完毕后,上提钻柱,芯轴上行, 滑牙套上的单向锯齿螺纹压缩滑牙板板簧,使之收缩,由此滑牙板与滑牙套即可跳跃复位,卡瓦脱开,解除锚定.各元件复位. 第4页，共32页，2022年，5月20日，8点47分，星期日4.技术规范 机械式内割刀技术规范见表2-3-1所示.例如规格型号为JNGD89机械式内割刀，其外形尺寸83600mm，接头螺纹代号1.900TBG平式油管扣，使用及性能参数是：切割范围 7078 mm，坐卡范围8167mm，切割转速3020 r/min，进给量1.53mm，钻压4 kN，更换件后扩大的切割范围101 mm。第5页，共

3、32页，2022年，5月20日，8点47分，星期日5.操作方法 (1) 通井,保证下井工具畅通无阻;(2) 根据被切管子尺寸,选好机械内切刀;(3) 将工具接在钻柱下端,下至预定深度;(4) 循环洗井;(5) 正转钻柱,逐渐下放,直至坐卡,此时悬重应保持原钻柱重量;(6) 继续以每分钟1224的转速(参照表2-1)正转,从开始切割(扭矩增加)为起点,每次下放量为12mm(或参照表2-1).(7) 若扭矩显著减小,说明管柱被切掉;(8) 上提管柱即可恢复常态.第6页，共32页，2022年，5月20日，8点47分，星期日8.注意事项 (1)下工具过程中,应防止正转钻柱,以免中途坐卡;若中途坐卡,可

4、上提钻柱即可复位,然后继续下放(2)切割时应按规定控制下放量和转速,以防刀片损坏.第7页，共32页，2022年，5月20日，8点47分，星期日7.优、缺点 优点：(1) 结构紧凑,性能可靠,切割成功率高.(2) 切割深度准确,切口平整.(3) 更换少量零件即可扩大切割范围.(4) 有水眼,可进行循环.缺点：操作较难掌握.第8页，共32页，2022年，5月20日，8点47分，星期日二、 机械式外割刀 1.用途从套管、油管或钻杆外部切断管柱。更换成卡瓦式卡爪装置后，可在除接箍外任何部位切割。切割后，可直接提出断口以上的管柱。2结构如图22所示。主要由上接头1、卡爪装置2，3，4、止推环5、承载环6

5、、隔套7、筒体8、主弹簧9、进给套10、剪销11、刀片12、轴销14、丝堵15、引鞋13等组成。卡爪装置有三种形式：弹簧爪式、棘爪式和卡瓦式。 引鞋有两种：一种是筒形，下端有一大的内锥面；另一种下部有螺旋形缺口及内锥面。第9页，共32页，2022年，5月20日，8点47分，星期日3作用原理 (1)接在套铣管柱最下端的外割刀下入井后，引鞋将被卡管柱引入外割刀内腔，卡爪装置中的卡爪紧紧贴在被切管柱本体外壁下行。当遇到接箍或者加厚部位时，卡爪被推开或者被胀大，在弹性力的作用下，卡爪滑过接箍后，又重新贴在管柱本体下行。(2)工具下至切割位置后，上提工作管柱，卡爪便卡在被切段上部的第一个接箍台肩处。随着

6、上提力的增加，卡紧力也增大；达到一定值后，进给套上的剪销被剪断。进给套在弹簧力的作用下，推动刀片内伸。转动工作管柱，刀片便进入了切割状态。(3)随着切削深度的增加，进给套将不断地使刀片产生进给运动。可见在切割过程中，卡爪装置卡在被切管柱上，是不动的。机械式外割刀的其余部分随工作管柱一起转动，止推环和承载环是一对滑动摩擦副。第10页，共32页，2022年，5月20日，8点47分，星期日卡爪装置的三种形式 卡爪装置有三种形式：弹簧爪式、棘爪式和卡瓦式。弹簧爪式如前述。棘爪式卡爪装置 如图2-2(b)所示,可卡在整体管柱的加厚部位，不受接箍的限制。由座体6、间隔套9、棘爪3、扭力弹簧4、销轴5等组成

7、。座套上半部六个豁口，安装六个棘爪。棘爪长而扁，被销轴和扭力弹簧固定并压向水平位置。 第11页，共32页，2022年，5月20日，8点47分，星期日卡瓦式卡爪装置 卡瓦式卡爪装置 如图2-2(c)所示.可卡在管子本体的任意部位上.由卡瓦5、中间接头2、卡瓦锥体4、卡瓦锥体座6、弹簧3等零件组成。中间接头连在上接头与筒体之间，用以补偿原工具尺寸的不足；同时中间接头上部有一台阶，压住弹簧。下端面压住卡瓦锥体座，使其固定不动。卡瓦锥体是圆柱形套，内孔有一锥面。两个剪销把锥体座和锥体连在一起。卡瓦是整体式。圆环体的下部有四个卡瓦片，卡瓦片内表面有坚硬的内齿，外表面是圆锥面。安装这种卡爪装置的外割刀，还

8、可以退出落鱼。 第12页，共32页，2022年，5月20日，8点47分，星期日4技术规范 机械式外割刀技术规范见表2-3-2所列。例如：型号JWGD 01机械式外割刀，割刀外径120 mm，割刀内径98.4 mm，允许通过尺寸95.3mm，切割范围48.3-73 mm，双剪销强度2530N，滑动卡瓦销剪切负荷1871 N，井眼最小尺寸125.4 mm。第13页，共32页，2022年，5月20日，8点47分，星期日5.操作方法 (1)套铣 在下割刀前要进行套铣,使被割管住与水泥环分开.套铣鞋的尺寸必须符合其外径稍大于所选定的外割刀外径,内径要小于外割刀内径24mm的规定.若要割断的管柱是套管内的

9、油管或钻杆则不必套铣.(2)下井1)根据被切管柱的尺寸选定外切刀,并用工作井眼的最小尺寸校验工具能否通过.2)根据被切管柱的连接接箍或台肩选定卡爪装置.3)拧紧各部分螺纹,下至预切深度.(3)切割 (见下页）第14页，共32页，2022年，5月20日，8点47分，星期日(3)切割1)校准切割深度,开泵循环,正常后,上提工作管柱,卡爪装置卡住接箍,使割刀固定.继续增加上提负荷达到表2-2的规定值,进给套上的销钉被剪断,在主弹簧的作用下,进给套压迫刀片,实施割刀进给.2)均匀地、慢慢地旋转工作管柱，刀片开始切割。3）指重表有明显摆动时说明切割完成。提出被割管柱及工具。第15页，共32页，2022年

10、，5月20日，8点47分，星期日6注意事项 （1）在整个切割过程中，要保持剪断剪销的上提负荷。（2）接上方钻杆后开泵循环，待循环正常后停泵，然后才开始对刀和切割。（3）切割开始时，要慢转小扭矩，实现轻微切割。如果发现扭矩过大，转速过慢，应轻微下放工作管柱，直至扭矩小，转动自如为止。再上提管柱6mm左右进行切割。（4）在裸眼中切割，一般情况下，切断长度不要超过140m。第16页，共32页，2022年，5月20日，8点47分，星期日7维护保养 （1）使用后的机械式外割刀应彻底冲洗干净、擦干、涂油后装配好，放阴干处保存。（2）对刀片、卡爪装置应进行全面检查，及时更换磨损件。（3）更换的剪销必须有剪切

11、数据，不得用其他材料代替。第17页，共32页，2022年，5月20日，8点47分，星期日8特点 优点：（1）切割深度准确，切口整齐，有利于下步作业。（2）切割速度平稳，能够自动进刀。（3）可进行泥浆循环。缺点：是一种不可退式工具，操作中要特别细心，保证一次切割成功。第18页，共32页，2022年，5月20日，8点47分，星期日三、 水力式外割刀 图2-3 水力式外割刀1用途同机械式外割刀2结构如图2-3所示，由筒体部分、进给机构、切割机构、限位机构四部分组成。第19页，共32页，2022年，5月20日，8点47分，星期日3作用原理 接在套铣管柱最下端的水力式外割刀下到预定的切割位置后，加大循环

12、液量，活塞在上下压差的推动下，下移。使进刀套剪断销钉后推动刀片绕刀销轴向内转动。此时，转动工作管柱，刀片就切入管壁，实现切割运动。在整个切割过程中，应保持循环泵压稳定，直至切断管柱。切割完成后，只要上提工作管柱，活塞片就将卡在被切管柱最下一个接箍上，连同被切下的管柱，一起提出井口。第20页，共32页，2022年，5月20日，8点47分，星期日4技术规范 水力式外割刀技术规范见表2-3-3所列 。例如：规格型号为SWD95的水力式外割刀，割刀外径95 mm，割刀内径73 mm，切割外径33.4-52.4 mm，工作压力137-275 kPa，工作流量7.57-12.62 L/min。第21页，共

13、32页，2022年，5月20日，8点47分，星期日5操作方法 （1）准备 套铣被卡管柱，铣鞋外径稍大于割刀外径，内径稍小于割刀内径。套铣至低于预割位置以下一根管的深度。 (2)下井 选用适当规格的外割刀,配上合适的活塞,接到套铣管柱上,下至预割位置.(3)开泵 打开放泄阀,启动泥浆泵,再逐步关闭放泄阀,增大排量,使活塞上下产生11.2MPa压差,将销钉剪断(排出压力表出现明显波动),然后,打开放泄阀放掉压力.(4)切割 以1525r/min的转速转动割刀(工作管柱),慢慢关小放泄阀,直至压力达到规定值,流量达于规定值.(5)起钻 切割中,若转速、扭矩和悬重出现明显变化，说明管柱可能已经被切断。

14、先将割刀向上试提2550cm，旋转钻柱，如不受阻，证明切割成功。即可起钻。第22页，共32页，2022年，5月20日，8点47分，星期日6注意事项 （1）水力式外割刀在使用过程中，必须保证工作压力平稳。若有较大波动，将使工作中的刀片折断。（2) 水力外割刀为不可退式。下井前、切割中，一定按以上操作规定使用。第23页，共32页，2022年，5月20日，8点47分，星期日7维修保养 （1）工具出井后,清洗干净,检查全部零件,损坏的应更换。组装时，剪销要固定装好.（2）各配合面涂机油,并在各螺纹连接处涂螺纹脂,放阴干处保管.第24页，共32页，2022年，5月20日，8点47分，星期日四聚能切割(爆

15、炸)工具聚能切割工具，也叫爆炸切割工具，是在聚能射孔弹的机理上发展应用起来的专用切割工具系列。其最大优点是施工较简单、操作容易、施工时间短、施工成本低、可连续作业。爆炸切割是将聚能切割弹下至卡点以上位置，引爆后将管柱切割断的一种工艺方法。在某些情况下，特别是对腐蚀严重，紧扣时有可能扭断被卡管柱的油水井，应用爆炸切割工具来起出卡点以上管柱，更切实可行。第25页，共32页，2022年，5月20日，8点47分，星期日(1) 基本结构 聚能切割工具是利用炸药面对称聚能效应，设计出合理的装药结构，将线切割转变为环切割。由电缆头2、加重杆3、磁性定位器4、电雷管室及雷管5、炸药柱6、炸药燃烧室7、切割喷射

16、孔8、导向头及脱离头9等组成，如图1320所示。第26页，共32页，2022年，5月20日，8点47分，星期日1)磁性定位器磁性定位器可准确可靠地测出管柱接箍的位置，并以其为参考点记录仪器到达管柱的位置。2)加重杆 加重杆是为了保证工具利用自重顺利下行，其长度根据井内压井液密度而定。3)点火接头 点火接头使上部电流通过绝缘垫片，将接头体和内部绝缘，既是点火电路的一部分，又起到连通作用。4)爆炸接头 爆炸接头内装弹簧雷管和一段导爆索，上连点火接头，下接切割弹，其作用是用点火接头传过来的脉冲电流引爆弹簧雷管和导爆索，继而引爆切割弹。爆炸后，由于爆炸接头的特殊结构设计，其下部炸开，上部完好，可随着电

17、缆一起起出。 第27页，共32页，2022年，5月20日，8点47分，星期日(2)用途聚能切割，主要用于井下遇卡管柱(如采油工艺管柱、作业管柱、钻井钻柱等)和取换套管时套铣套管的切割。切割后的断口外端向外凸出，外径稍有增大，断口断面基本平整、光滑，可不必修整。 第28页，共32页，2022年，5月20日，8点47分，星期日(3)工作原理：聚能切割弹下至设计深度后，地面接通电源，引爆雷管，雷管引爆炸药。炸药产生的高温高压气体沿下端的喷射孔急速喷出，因喷射孔是沿圆周方向均匀分布，并且是紫铜制成，孔小且数量多，高温气体喷出将被切割管壁熔化，高压气体则进一步将其吹断，之后，高温高压气体在环空与修井液等

18、液体相遇受阻而降温降压，切割即完成。 第29页，共32页，2022年，5月20日，8点47分，星期日(4)技术参数：聚能切割弹目前有：62mm(21/2in油管)、54mm(27/8in钻杆)、76mm(3in油管)和124mm127mm(51/2in套管)4种系列。适应井温3000C；耐压：40MPa。 第30页，共32页，2022年，5月20日，8点47分，星期日(5)操作方法及要求：按所切割管子内径、壁厚、材质选择相应的切割弹。连接电缆、加重杆、磁性定位器等工具。将工具下入井内。电雷管应绝缘，在工具未下到位时地面电源不得接通。工具在磁性定位器校深无误后，（若切油管，应上提切点以上管柱自重加上