井下工具切割类工具

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数据，不得用 其他材料代替。
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。
(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。
(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 与修井液等液体相遇受阻而降温降压，切 割即完成。
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。
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1～1.2MPa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15～25r/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。先将割刀向上试提25～
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12～24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 1～2mm(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.
第四节 切割类工具
• 对于被卡的管类落物或需要修理的套管,用 其他方法无法处理时,常采用切割的方法处 理。本节只介绍四种典型的切割工具及技 术。 • 一、 机械式内割刀 • 二、 机械式外割刀 • 三、 水力式外割刀 • 四、聚能（爆炸）切割工具
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.
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•
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。 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。
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。
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.
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。
四．聚能切割(爆炸)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。
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。
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.
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2～4mm的规定.若要 割断的管柱是套管内的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）
(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。
二、 机械式外割刀
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。
(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、切割喷射孔8、导向头及脱 离头9等组成，如图1—3—20所示。
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。
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。
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。
• 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2—2所示。主要由上接头1、 卡爪装置2，3，4、止推环5、承 载环6、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。
(4)技术参数
• ：聚能切割弹目前有： • φ62mm(21/2in油管)、φ54mm(27/8in钻杆)、 φ 7 6 m m ( 3 i n 油 管 ) 和 φ124mm~φ127mm(51/2in套管)4种系列。 • 适应井温3000C；耐压：40MPa。
(5)操作方法及要求：
• • • • 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.
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.
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，还可以退出落鱼。
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φ83×600mm， • 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 70～78 mm，坐卡范围81～67mm，切 割转速30～20 r/min，进给量1.5～3mm，钻压4 kN，更换件后扩大的切割范围101 mm。
①按所切割管子内径、壁厚、材质选择相应的切割弹。 ②连接电缆、加重杆、磁性定位器等工具。 ③将工具下入井内。 ④电雷管应绝缘，在工具未下到位时地面电源不得接通。 ⑤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50－100kN），接通地面电源。 ⑥通电引爆雷管、切割弹，数秒钟后井口、地面可听到 爆炸声，5min后断电。 ⑦起出电缆及其他工具。 ⑧如出现哑炮，应由专人负责处理。 ⑨雷管与切割弹必须分开保管、分开运输，现场组装。
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。
• 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。
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。
• 3)点火接头 • 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，可随着电缆一起起出。