一种油井用粒子喷射切割装置的制作方法

1.本实用新型涉及钻井的特殊方法或设备，尤其是一种油井用粒子喷射切割装置。


背景技术：

2.随着油田开发规模的增大，在井下作业中遇管柱卡死的情况逐渐增多，若不及时处理遇卡管柱，将会严重影响油井的正常生产。对于遇卡严重的油管，通常采用切割的方式解卡。
3.在申请号为201820666610.9的中国实用新型专利中，就公开了“一种井下管柱液压切割装置”，其包括上接头、本体和切割刀，其中，切割刀通过销轴安装在切割刀支架中，切割刀支架通过销钉固定在本体中，上节流阀设有中心孔和径向泄流孔、固定在上接头与本体之间，下节流阀的上部阀体安装在上节流阀的外面、下部阀体与切割刀的刀体接触，下节流阀与本体之间装有弹簧；当切割刀在自由状态下、下节流阀的上部阀体能够遮挡住径向泄流孔，当下节流阀下行时能够将切割刀推出本体外，具有切割速度快、安全、可靠的优点。但是，上述结构易受井眼尺寸限制，具有较大的局限性；切割刀片易损坏且刀具伸出量难以控制，使用稳定性不高。
4.在申请号为200910083415.9的中国发明专利申请中，就公开了“一种矿用磨料水射流切割方法及装置”，其是利用前混合方式将磨料与部分高压水在高压磨料罐中混合后形成均匀悬浮液，再将悬浮液与切割用高压水在混合室混合，并一起从喷枪的喷口中加速射出。通过高速磨料粒子流-磨料射流对待切割物进行切割，其切割速度快、安全性好、成本低廉，非常适合在矿井下复杂环境中切割使用。受限于射流装置的设计瓶颈，井下射流切割装置的使用效率极低。
5.申请号为202110563173.4的中国发明专利申请中，给出了较为高效的“旋转粒子射流管柱切割工具”，其包括压帽、支撑环、扶正叶片、压盖、过滤网、碟簧、旋转外筒、摩擦盘、扶正轴承、卡环、止推轴承、压缩弹簧、中心轴、喷头本体、硬质合金喷嘴等，通过在泵送工作液中加入粒子，利用旋转粒子射流管柱切割工具，实现对粒子和流体中大直径颗粒过滤净化，并通过扶正叶片对工具进行扶正，在井下喷射旋转粒子射流，实现井下管柱360
°
高效切割，不受小管径、变形管等特殊条件限制，有效提高井下复杂管柱切割效率。在实践中发现，上述结构中的中心轴上端密封需要较多零件，其结构复杂、密封方式合理性差；轴承与中心轴的配合较多，其拆装操作繁琐、使用效率低。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术中稳定性差、使用效率低、结构复杂、密封性差的不足，本实用新提供一种稳定性好、密封效果好、切割效率高的油井用粒子喷射切割装置。
7.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种油井用粒子喷射切割装置，其包括依次连通的供料机构、输送机构和切割机构，所述切割机构包括筒体、中心轴和喷头，所述中心轴转动设置在筒体内，且其下端由筒体伸出，所述喷头设置在中心轴的下
端，喷头内设有的腔体与沿中心轴轴向开设的轴腔相连通，在喷头上径向开有若干与腔体相连通的喷嘴，其特征在于：所述筒体包括依次螺纹连接的下段、中段和上段，在所述中心轴与筒体的下段之间自下而上依次设有下支撑块、下密封圈、下垫片、轴承套和轴向轴承，在所述中心轴与筒体的中段之间自下而上依次设有密封组件和限位块，在所述中心轴与筒体的上段之间自下而上依次设有上支撑块、径向轴承、铜质垫片、盘根、上垫片和铜环。
8.优选的，所述轴向轴承为推力轴承，其一止推垫片压紧在筒体下段内壁设有的凸台上，另一止推垫片压紧在轴承套上；所述轴承套套装在中心轴上，其一端经中心轴的轴肩限位，另一端沿中心轴向筒体中段方向延伸。
9.优选的，所述密封组件包括自下而上依次设置的中密封圈、密封圈支座、以及配合设置在密封圈支座上的o型密封圈；所述限位块设置在密封圈支座的上方。
10.优选的，所述供料机构包括储液罐、颗粒料斗和高压泵，所述颗粒料斗设置在储液罐上且底部连通储液罐内腔，所述储液罐的输出端与高压泵的输入端相连通。
11.优选的，所述输送机构包括连接管、控制阀门和输料管，所述连接管的一端与高压泵的输出端相连通，其另一端与输料管的入口端相连通；所述输料管的出口端与筒体相连接；所述控制阀门串接在连接管上，其控制连接管的启闭。
12.优选的，所述高压泵设置在泵车上。
13.本实用新型包括依次连通的供料机构、输送机构和切割机构，其中，切割机构包括筒体、设置在筒体内的中心轴和设置在中心轴下端的喷头，喷头内设有的腔体与沿中心轴轴向开设的轴腔相连通，在喷头上径向开有若干与腔体相连通的喷嘴，喷嘴射出的高速粒子射流冲击油管，实现对油管的切割，输送机构可通过设定压力控制粒子射流的冲击力量，其稳定性好；通过高速粒子射流油管进行切割，其切割效率高、适用井下环境。本实用新型的中心轴长，其轴腔与输料管在筒体的上段即完成连接，且高压流体在轴腔内输送，不依赖于筒体，其减轻了筒体的密封压力；在中心轴与筒体之间设置了多层密封，其密封效果好；在装配方面，密封、支撑部件仅需轴向套装、填充即可，其精度要求低、拆装效率高。
附图说明
14.图1是本实用新型的一种结构示意图；
15.图2是图1中a处的局部放大示意图。
16.图中：1.储液罐，2.颗粒料斗，3.筒体，4.高压泵，5.第二高压泵，6.连接管，7.第二连接管，8.控制阀门，9.泵车，10.第二泵车，11.输料管，12.密封组件，13.油管，14.上段，15.铜环，16.中心轴，17.上垫片，18.盘根，19.铜质垫片，20.径向轴承，21.上支撑块，22.限位块，23.o型密封圈，24.中段，25.密封圈支座，26.中密封圈，27.轴向轴承，28.下段，29.轴承套，30.下垫片，31.下密封圈，32.下支撑块，33.腔体，34.喷嘴，35.喷头，36.轴腔，37.凸台，38.供料机构，39.输送机构，40.切割机构。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
18.实施例1
19.如图1所示，一种油井用粒子喷射切割装置，其包括依次连通的供料机构38、输送机构39和切割机构40。
20.如图2所示，切割机构40包括筒体3、中心轴16和喷头35，其中，中心轴16转动设置在筒体3内，且其下端由筒体3伸出，喷头35设置在中心轴16的下端，喷头35内设有的腔体33与沿中心轴16轴向开设的轴腔36相连通，在喷头35上径向开有若干与腔体33相连通的喷嘴34。
21.如图1所示，在本实用新型中，供料机构38包括储液罐1、颗粒料斗2和高压泵4。颗粒料斗2设置在储液罐1上且底部连通储液罐1内腔，储液罐1的输出端与高压泵4的输入端相连通；输送机构39包括连接管6、控制阀门8和输料管11，连接管6的一端与高压泵4的输出端相连通，其另一端与输料管11的入口端相连通，输料管11的出口端与筒体3相连接，控制阀门8串接在连接管6上，其控制连接管6的启闭。
22.高压泵4经过管线抽取储液罐1内的流体，颗粒料斗2内的粒子在负压作用下随流体一同进入高压泵4，高压泵4将混合有粒子的流体经连接管6、输料管11泵送至筒体3，再经中心轴16的轴腔36、喷头35的腔体33由喷嘴34射出，形成高速粒子射流，粒子射流冲击油管13，实现对油管13的切割。
23.在本实用新型中，筒体3包括依次螺纹连接的下段28、中段24和上段14。
24.如图2所示，在中心轴16与筒体3的下段28之间自下而上依次设有下支撑块32、下密封圈31、下垫片30、轴承套29和轴向轴承27。
25.其中，轴向轴承27为推力轴承，其一止推垫片压紧在筒体3下段28内壁设有的凸台37上，另一止推垫片压紧在轴承套29上。轴承套29套装在中心轴16上，其一端经中心轴16的轴肩限位，另一端沿中心轴16向筒体3中段24方向延伸。下垫片30为聚四氟垫片，其用于密封高压流体中的大颗粒杂质；下密封圈31为y型组合密封圈，其用于密封高压流体；下支撑块32用于支撑中心轴16与筒体3下段28之间的部件位置。
26.如图2所示，在中心轴16与筒体3的中段24之间自下而上依次设有密封组件12和限位块22。在本实施例中，密封组件12包括自下而上依次设置的中密封圈26、密封圈支座25、以及配合设置在密封圈支座25上的o型密封圈23；限位块22设置在密封圈支座25的上方。
27.其中，中密封圈26为y型组合密封圈，其用于密封高压流体；密封圈支座25以及配合设置在密封圈支座25上的o型密封圈23用于密封高压流体；限位块22用于限制中心轴16与筒体3上段14之间的部件位置。
28.如图2所示，在中心轴16与筒体3的上段14之间自下而上依次设有上支撑块21、径向轴承20、铜质垫片19、盘根18、上垫片17和铜环15。
29.其中，上垫片17为聚四氟垫片，盘根18填充在上垫片17与铜质垫片19之间，阻隔高压流体中的较大颗粒，因铜质垫片19具有一定韧性，可保证盘根18压紧居中。径向轴承20用于扶正中心轴16，并保证中心轴16在筒体3内自由转动。上支撑块21、铜环15用于限制和调整中心轴16与筒体3上段14之间的部件位置。
30.与现有技术相比，本实用新型的中心轴16长，其轴腔36与输料管11在筒体3的上段14即完成连接，且高压流体在轴腔36内输送，不依赖于筒体3，其减轻了筒体3的密封压力；
在中心轴16与筒体3之间设置了多层密封，其密封效果好。在装配方面，密封、支撑部件仅需轴向套装、填充即可，其精度要求低。
31.实施例2
32.与实施例1的不同之处在于，在本实施例中，为便于高压泵4的移动，如图1所示，高压泵4设置在泵车9上。通过泵车9的装载和牵引，高压泵4可流畅转场，提高生产效率。
33.实施例3
34.与实施例1、2的不同之处在于，在本实施例中，供料机构38还包括第二高压泵5，且第二高压泵5设置在第二泵车10上；输送机构39包括第二连接管7。
35.如图1所示，储液罐1的输出端与第二高压泵5的输入端相连通，第二连接管7的一端与第二高压泵5的输出端相连通，其另一端连接在控制阀门8上。高压泵4与第二高压泵5可分别单独工作，在控制阀门8的控制作用下，其互为替补设备。在切割机构40有较大排量的需求时，控制阀门8可控制高压泵4与第二高压泵5同时工作，提高进入输料管11内流体的流量和压力。
36.本实用新型通过高速粒子射流冲击油管13的方式，实现对油管13的切割，其稳定性好、切割效率高，适用井下环境。筒体3与中心轴16之间的独特密封方式和支撑结构，与现有技术相比，其密封性强、拆装效率高。
37.虽然以上所有的实施例均使用图1至图2，但作为本领域的技术人员可以很清楚的知道，不用给出单独的图纸来表示，只要实施例中缺少的零部件或者结构特征在图纸中去掉即可。这对于本领域技术人员来说是清楚的。当然部件越多的实施例，只是最优实施例，部件越少的实施例为基本实施例，但是也能实现基本的发明目的，所以所有这些变形实施例都在本发明的保护范围内。
38.本技术中凡是没有展开论述的零部件本身、本技术中的各零部件连接方式均属于本技术领域的公知技术，不再赘述。比如焊接、丝扣式连接等。
39.在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
40.本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
41.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
42.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。