[发明专利]一种井下开孔工具

说明书

本发明公开了一种井下开孔工具，包括从上到下依次连接的上短节、中短节和下短节，上短节靠近上部的内壁通过卡块套装有上心轴套，上心轴套中套装有上心轴，上心轴下方设置有下心轴，上短节靠近下部的内壁套装有锁紧套；中短节下部外周设置有主卡块，主卡块上端面与锁紧套下端面顶紧接触；下短节靠近上部通过剪切销悬挂有下心轴；下短节靠近中部外圆周设置有定位块，定位块上端面通过定位销定位，下短节靠近下部设置有开孔机构。本发明的装置，通过设置坐放卡块及剪切销，实现井下开孔的四大基本动作：坐放、锁紧、定位、开孔，结构简单巧妙，动作安全可靠，能够有效刺穿井下安全阀薄壁，实现可靠开孔。

技术领域

本发明属于油气开采设备技术领域，涉及一种井下开孔工具。

背景技术

井下安全阀是陆上及海洋油气田完井生产管柱上安装的井下安全系统之一。井下安全阀的主要作用是在发生火警、井喷、管线破裂等紧急情况时，能够及时关闭生产管柱，以阻止安全环保事故的发展或进一步扩大。国内法律法规要求所有的海上油气井和陆上部分高危高产油气井必须安装井下安全阀。

由于井下安全阀的使用范围广，数量大，使用过程中常出现各种故障导致失效，如果起出生产管串进行更换，非常费时费力。如果不更换但又需要保证安全生产需要，就需要在井下安全阀内通径中下入一种井下开孔工具，用于在原安全阀控制通道上开孔，连通原安全阀和二级安全阀的液控通道，在保证生产不中断的同时保障油气井的安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种井下开孔工具，解决了现有技术在生产管柱中的井下安全阀失效后，难以及时排除故障，无法保证生产安全的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种井下开孔工具，包括从上到下依次连接的上短节、中短节和下短节，上短节靠近上部的内壁通过卡块套装有上心轴套，上心轴套中套装有上心轴，上心轴下方设置有下心轴，上短节靠近下部的内壁套装有锁紧套；

中短节下部外周设置有主卡块，主卡块上端面与锁紧套下端面顶紧接触；

下短节靠近上部通过剪切销悬挂有下心轴；下短节靠近中部外圆周设置有定位块，定位块上端面通过定位销定位，下短节靠近下部设置有开孔机构。

本发明的井下开孔工具，其特征还在于：

所述的上心轴下端与下心轴初始状态时不接触，上心轴下端与下心轴工作状态时顶紧接触。

所述的上短节靠近下部的内壁设置有限位螺钉。

所述的开孔机构的结构是，在下短节靠近下部开有一个径向孔，该径向孔中滑动设置有一个刃块，该径向孔的外沿为凹槽结构，凹槽中通过沉头螺钉固定有盖板，在刃块与盖板之间设置有弹簧。

所述的下心轴下部与刃块的接触面采用曲线斜面形状。

所述的上短节与中短节、中短节与下短节之间各自通过螺纹连接，每个连接处均设置有两道密封圈和一道金属锥面密封。

所述的上短节下部外圆周设置有坐放型面，与井下安全阀内圆相应的型面配合实现坐放，上短节上端面设置有连接型面，用于向上连接钢丝作业工具。

本发明的有益效果是，当原井下安全阀失效后，用于在原井下安全阀控制通道侧壁开孔，并且在开孔后回收开孔工具，重新下入一个二级安全阀，通过坐放锁块悬挂在原井下安全阀内通道上，控制液由原控制管线进入原井下安全阀，然后进入二级安全阀控制通道中，从而再次实现井下安全控制。通过设置坐放卡块及剪切销，实现井下开孔的四大基本动作：坐放、锁紧、定位、开孔，结构简单巧妙，动作安全可靠；经过动力学优化设计的开孔工具能够有效刺穿安全阀薄壁，达到可靠开孔的目的。具体包括以下方面：

1)通过机械方式开孔，可靠性和安全性大大提高；

2)开孔方式高效，一次震击就可开孔，然后下入新的二级安全阀，提供有效的开启和关闭阀门，保证油气井的连续性生产；