水力式外割刀是一种靠液压力量推动刀头的切割工具,它专门用来从外向内切割各种类型的管状落鱼,由于工作平稳,容易控制,是一种高效可靠的切割工具。
(一)结构
如图所示,水力式外割刀由四个部分组成。
1.筒体部分:由上接头、外筒、引鞋连接在一起组成。上接头上与铣筒连接下与工具外筒连接,外筒壁上均布五条纵向刀槽,槽中各装一只刀销和刀销螺钉,引鞋下部为螺线切口,便于引进鱼头。
2.给进机构:分为组合活塞和进刀套两部分。组合活塞是一个完整的锥体开成相等的四片,然后用拉紧的胶布箍和O形圈紧抱在一起,构成一个锥形的可胀缩的特殊活塞。每一个活塞片上开一个限流孔,可以有限制的通过钻井液,以便冲洗鱼头和冷却刀片。活塞片下部的J形头挂在进刀套的T形槽内,把两者联接起来。进刀套总成由进刀套和O形密封圈组成,进刀套上均布四个T形槽并各倒挂一个活塞片,侧面对开两条纵向长槽。
3.切割机构:由刀片、刀销和刀销螺钉组成。刀片前面对准外筒中心,除切削刃部分淬火外,其余部分硬度较低,以保持良好的韧性。刀片尾部圆头座在外筒刀槽弧形凹座内,受力状态良好。
4.限位机构:由剪销,导向螺栓和外筒上的限位台肩构成。在水力外割刀尚未进入切割之前,给进机构被外筒上的两只剪销托住,以防刀片伸出妨碍工具下井。导向螺栓插入给进套的保护装置,可防止切割过程中给进机构无休止地下放而损坏刀片。
(二)作用原理
开泵时,活塞上部由于限流孔的作用产生一个压力降,此压力推动活塞和进刀套下行。当活塞上的水压力达到剪销的剪切力时,销钉被剪断,进刀套则推动刀片向内伸出,指向落鱼。调节水压力的大小就改变了切割时刀片的给进压力。
剪断销钉还有一个办法,就是上提钻柱,使组合活塞顶住落鱼接头,上提大约450N拉力,即可把销钉剪断,然后下放到预定位置,开泵,旋转切割。
(三)使用方法
1.套铣落鱼:铣鞋外径应比外割刀外径大7mm~13mm,内径应比外割刀最小内径段小2mm~3mm,套铣位置应比预定切割位置深10m~12m,以便切割时能自由对正中心。每次切割管柱的最大长度不得超过割刀允许的最大承载能力。
2.根据井径与落鱼规格选择适当规格的水力外割刀,配上合适的组合活塞,将工具接在铣管下边,下到预定位置。
3.用节流阀控制开泵,慢慢关闭节流阀,使管线压力升高到1.02MPa,即可切断销钉,活塞和进刀套下行,推动刀头处于切割状态,然后打开节流阀放压。
4.切割。以15r/min~25r/min的速度转动外割刀,并慢慢关小节流阀,提高泵压,给刀头加压,直到压力和排量达到要求为止。在切割中,勿再调整泵压,以防压力波动,因为压力波动会引起井下管柱振动,造成切割不稳,甚至破坏刀片。
5.起钻。在切割中如发现扭矩变小,转速加快,悬重上升等情况,说明落鱼已被割断。此时上提钻柱25mm~50mm,如井下无阻卡,转动灵活自如,即可起出割刀和被割断的落鱼。
(四)注意事项
水力式外割刀是不可退式切割工具,因此,操作时要小心谨慎,力求一次切割成功,但是切割位置不受限制,可以在避开接头或接箍的任何光滑位置进行切割。
(五)技术参数
水力式外割刀技术规格
外径,mm | 103.2 | 112.7 | 119.1 | 142.9 | 154 | 210 |
内径,mm | 81 | 92.1 | 98.4 | 109.5 | 124 | 172 |
刀尖收拢最小直径,mm | 25 | 40 | 40 | 45 | 50 | 65 |
割刀活塞允许通过的最大尺寸,mm | 77.8 | 86 | 95 | 110 | 124 | 165 |
切割范围,mm | 33.4~69.5 | 48.3~73 | 48.3~73 | 52.4~101 | 60.3~101.2 | 88.9~127.0 |
适用井眼,mm | 109.5 | 119.1 | 125.4 | 149.2 | 159 | 215.9 |