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1、(10)授权公告号 CN 203685093 U(45)授权公告日 2014.07.02CN203685093U(21)申请号 201320896464.6(22)申请日 2013.12.31E21B 29/06(2006.01)(73)专利权人中国石油集团渤海钻探工程有限公司地址 300457 天津市滨海新区开发区黄海路106号渤海钻探工程有限公司科技开发处(72)发明人常青忠 马金山 王殿云 王丕政黄强 齐金涛 张晓 郑燕阳季庆利 郗凤亮(74)专利代理机构天津才智专利商标代理有限公司 12108代理人王顕(54) 实用新型名称井下套管段铣刀(57) 摘要本实用新型公开了井下套管段铣刀，包。
2、括：该段铣刀定位装置，镶在本体卡槽内的矩形三瓣挡圈，将固定导流帽与下导流体定位在本体上，再用螺栓将固定导流帽与下导流体连接在一起；信号机构，根据地面泵压的变化，就可判断段铣刀刀片伸开的程度；活塞机构，压缩弹簧下行；铣刀装置及刀块伸缩机构，开泵刀块伸开，停泵刀块在片弹簧作用下收缩进本体内。本实用新型的有益效果是：能够大幅度缩短开窗侧钻的周期，减少开窗侧钻成本；大幅度的挽回事故损失；利用低产井或废弃井上部套管，最大限度的节约钻井投资费用，提高单井采收率；封堵因固井质量不好造成油气上窜的套管和裸眼间环空；用于取套和换套作业和在储气库改造中使用广泛。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书4页 附。
3、图3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书1页 说明书4页 附图3页(10)授权公告号 CN 203685093 UCN 203685093 U1/1页21.一种井下套管段铣刀，包括：本体（1）、固定导流帽（2）、挡圈（4）、下导流体（5）、活塞（8）、弹簧（9）、刀块（11），所述挡圈（4）嵌入在所述本体（1）内孔的卡槽内，挡圈（4）与固定导流帽（2）和下导流体（5）上的卡槽相适配，所述固定导流帽（2）和下导流体（5）之间通过螺栓连接，其特征是：还包括信号弹簧（3）、喷嘴（6）、导流杆（7）、支撑套（10）、定位压块（12）、弹簧（13）、弹簧固定螺栓（14）、。
4、销轴（15）、活塞压板（16），所述固定导流帽（2）、下导流体（5）和活塞（8）的内部设有贯通腔室，所述导流杆（7）设置在贯通腔室内，所述导流杆（7）上部设有上凸台，上凸台位于所述固定导流帽（2）内腔部，上凸台以下的导流杆体位于所述下导流体（5）腔室和活塞（8）腔室内套设的喷嘴（6）中，位于所述固定导流帽（2）内腔室的上凸台延长导流杆（7）的部位设有所述信号弹簧（3）；所述活塞（8）上端部设有推动活塞向下滑动的活塞压板（16），在活塞杆体上形成有第一凸台（8-1）和第二凸台（8-2），在第一、第二凸台和所述本体（1）之间形成空腔（1-1），所述弹簧（9）套在所述活塞（8）的杆体上；所述活塞（8。
5、）杆体下部经所述本体（1）内同心孔部（1-2）伸出，端部由支撑套（10）支撑；所述本体（1）的外壁上位于同心孔部（1-2）下端周向交错设有多个刀块（11）的安装槽，所述刀块（11）一端通过销轴（15）安装在槽内，弹簧（13）的一端套在固定螺栓（14）上，另一端用所述定位压块（12）固定在所述本体（1）上。2.根据权利要求1所述的一种井下套管段铣刀，其特征是：所述挡圈（4）为横截面为矩形的圆环三瓣挡圈。3.根据权利要求1所述的一种井下套管段铣刀，其特征是：所述喷嘴（6）有三个腔，上腔为释放腔（6-1），中部为压力增压腔（6-2），下部为压力稳压腔（6-3）。4.根据权利要求1所述的一种井下套管段。
6、铣刀，其特征是：所述弹簧（13）为片弹簧。权 利 要 求 书CN 203685093 U1/4页3井下套管段铣刀 技术领域0001 本实用新型涉及一种井下套管段铣刀。 背景技术0002 随着油田勘探开发的逐渐深入，深井和超深井的钻探数量逐年增多，但因地质或工程原因,完井后试油不理想或在经过一定的采油周期后出油量少，失去开采价值，为了节省钻井费用，又能把老井利用上，需对老井实施套管开窗二次钻井、完井，因此需要对套管开窗工具和工艺进行研究。 0003 套管开窗是老井侧钻前施工的关键工序，开窗方式及窗口质量的好坏直接影响到侧钻水平井钻井、完井及采油作业的顺利进行。目前套管开窗主要有斜向器开窗和套管段。
7、铣开窗两种方式。 0004 套管段铣开窗是把套管磨铣掉后再下定向工具侧钻，与裸眼侧钻一样定向仪器不受套管磁干扰，初始造斜定向准确程度高，窗口平滑、无台肩，完井不受影响等特点，因此广泛使用于长段大位移侧水平井钻井。 0005 目前的井下套管段铣刀，镶在本体卡槽内的、固定导流帽与下导流体之间的挡物是横截面为圆形的开口钢丝挡圈，由于钢丝挡圈横截面小，卡在本体内被挡的台阶就小，再加之钢丝挡圈挡住固定导流帽的锥面，在固定导流帽与下导流体间的高压水力压差的推动下，固定导流帽上极大的水力推力容易推动钢丝挡圈在开口处径向变形收缩，而沿固定导流帽的锥面下滑脱离本体上的钢丝挡圈卡槽，并与固定导流帽、下导流体一起推。
8、动活塞下行，推动六片刀块从本体内胀开，使得停泵无水力压差时，钢丝挡圈卡在本体内圆面上，仅靠弹簧恢复力往往无法将固定导流帽与下导流体回到原来位置，使得刀块无法收缩进本体内，造成套管段铣刀卡钻现象。 0006 另外，在井下套管段铣刀随钻具入井、下到预定位置开泵段铣套管时，无法知道六片刀块是否完全伸出本体，也就无法知道六片刀片伸出段铣刀本体后的最大段铣直径。特别是段铣到套管接箍时，无法判断是在接箍内铣削还是整个将套管接箍段铣掉。 0007 再有，井下套管段铣刀入井前，需要用铁丝将六片刀片捆绑在本体内，随钻具入井到井下预定位置，需要打开刀片时，需用大的泵压产生的液压力压在活塞上，强行将活塞下推撑开刀块。
9、来崩断捆绑在本体内的铁丝将伸出刀块，此时，刀块就获得以链接本体与刀块间的轴销为轴心而沿段铣刀径向的一定范围内自由转动。此现象使得开泵就段铣套管，停泵段铣刀刀块就可自由沿径向转动，造成段铣刀打开刀片后，需一次段铣掉预定的套管，否则需要起出段铣刀到地面、重新用铁丝将刀块捆绑在本体内后，下钻找到上一次段铣掉的套管部位，开泵崩断铁丝、伸出刀块继续段铣套管。 发明内容0008 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够将套管段铣刀牢固定位、传递信号及自动打开或收缩刀片从而减少起下钻次数的井下套管段铣刀。 说 明 书CN 203685093 U2/4页40009 本实用新型所采用的技术方案是：一种井下套管。
10、段铣刀，包括：本体、固定导流帽、挡圈、下导流体、活塞、弹簧、刀块，所述挡圈嵌入在所述本体内孔的卡槽内，挡圈与固定导流帽和下导流体上的卡槽相适配，所述固定导流帽和下导流体之间通过螺栓连接，还包括信号弹簧、喷嘴、导流杆、支撑套、定位压块、弹簧、弹簧固定螺栓、销轴、活塞压板，所述固定导流帽、下导流体和活塞的内部设有贯通腔室，所述导流杆设置在贯通腔室内，所述导流杆上部设有上凸台，上凸台位于所述固定导流帽内腔部，上凸台以下的导流杆体位于所述下导流体腔室和活塞腔室内套设的喷嘴中，位于所述固定导流帽内腔室的上凸台延长导流杆的部位设有所述信号弹簧；所述活塞上端 部设有推动活塞向下滑动的活塞压板，在活塞杆体上形。
11、成有第一凸台和第二凸台，在第一、第二凸台和所述本体之间形成空腔，所述弹簧套在所述活塞的杆体上；所述活塞杆体下部经所述本体内同心孔部伸出，端部由支撑套支撑；所述本体的外壁上位于同心孔部下端周向交错设有多个刀块的安装槽，所述刀块一端通过销轴安装在槽内，弹簧的一端套在固定螺栓上，另一端用所述定位压块固定在所述本体上。 0010 所述挡圈为横截面为矩形的圆环三瓣挡圈。 0011 所述喷嘴有三个腔，上腔为释放腔，中部为压力增压腔，下部为压力稳压腔。 0012 所述弹簧为片弹簧。 0013 本实用新型的有益效果是：能够大幅度缩短开窗侧钻的周期，减少开窗侧钻成本；大幅度的挽回事故损失；利用低产井或废弃井上部。
12、套管，最大限度的节约钻井投资费用，提高单井采收率；封堵因固井质量不好造成油气上窜的套管和裸眼间环空；用于取套和换套作业和在储气库改造中使用广泛。 附图说明0014 图1是本实用新型井下套管段铣刀的示意图； 0015 图4是本实用新型井下套管段铣刀的矩形三瓣挡圈示意图； 0016 图2是本实用新型井下套管段铣刀的矩形三瓣挡圈安装部位示意图； 0017 图3是本实用新型井下套管段铣刀的矩形三瓣挡圈安装部位放大示意图； 0018 图8是本实用新型井下套管段铣刀的喷嘴示意图； 0019 图5是本实用新型井下套管段铣刀的刀块在开泵前的状态示意图； 0020 图6是图5的A-A向剖面示意图； 0021 图。
13、7是本实用新型井下套管段铣刀的刀块在开泵后的状态示意图； 0022 图10是本实用新型井下套管段铣刀的片弹簧示意图； 0023 图9是本实用新型井下套管段铣刀的刀块示意图。 具体实施方式0024 下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明： 0025 图1是本实用新型井下套管段铣刀的示意图。如图所示，一种井下套管段铣刀，包括：本体1、固定导流帽2、挡圈4、下导流体5、活塞8、弹簧9、刀块11，所述挡圈4嵌入在所述本体1内孔的卡槽内，挡圈4的凸部与固定导流帽2和下导流体5上的卡槽相适配，所述固定导流帽2和下导流体5之间对应有孔且通过螺栓连接，信号弹簧3、喷嘴6、导流杆7、支说 明 书。
14、CN 203685093 U3/4页5撑套10、定位压块12、弹簧13、弹簧固定螺栓14、销轴15、活塞压板16，所述固定导流帽2、下导流体5和活塞8的内部设有贯通腔室，贯通腔室内设有导流杆7，所述导流杆7上部设有上凸台，在下部设置下凸台，下凸台形成导流杆的底部，上凸台位于所述固定导流帽2内腔部，上凸台以下的导流杆体至下凸台位于所述下导流体5腔室和活塞8腔室内部设置的喷嘴6中，位于所述固定导流帽2内腔室的上凸台延长导流杆7的部位设有所述信号弹簧3；所述活塞8上端部设有推动活塞向下滑动的活塞压板16，外杆体上部设有第一凸台8-1和第二凸台8-2，且与所述所述本体1内部形成有空腔1-1，在所述空腔。
15、1-1设有所述弹簧9且套在所述活塞8外杆体上部，第一凸台8-1是挡住弹簧9继续被压缩，第二凸台8-2是挡住活塞继续下行；所述活塞8外杆体下部经所述本体1内同心孔部1-2伸出，且设有支撑套10；所述本体1的外壁上位于同心孔部1-2下端周向交错设有多个刀块11的安装槽，所述刀块11一端以销轴15活动连接在槽内，另一端设有弹簧固定螺栓14，所述弹簧固定螺栓14上套有弹簧13的一端，所述弹簧13另一端用所述定位压块12固定在所述本体1上。 0026 如图1至图3所示，该段铣刀的定位装置，包括本体1、固定导流帽2、矩形三瓣挡圈4、下导流体5，矩形三瓣挡圈4镶在本体1内的矩形卡槽内，将固定导流帽2与下导流。
16、体5定位，再用三个内六方螺栓将固定导流帽2与下导流体5连接在一起，实现该装置的定位。 0027 如图4所示，矩形三瓣挡圈4是在一个圆环上开三个槽，形成三瓣组成的一个圆环，圆环的横截面为矩形。 0028 如图5至8所示，信号机构包括固定导流帽2、信号弹簧3、喷嘴6、导流杆7、活塞8、弹簧9、活塞压板16，当井下套管段铣刀下到预定位置后开泵，泥浆通过固定导流帽2与下导流体5之间对应的六个孔，作用在由活塞8与活塞压板16组成的整体活塞上，由于镶在活塞8内的喷嘴6与导流杆7之间的环空，使得整体活塞上下存在压差，该压差可推动整体活塞压缩弹簧9而下行；信号装置中的导流杆7上下都有凸台，上凸台顶在信号弹簧3。
17、上、下凸台为自由端；喷嘴6有三个腔，上腔为释放腔6-1，中部为压力增压腔6-2，下部为压力稳压腔6-3；当导流杆7下凸台在整体活塞内喷嘴6的压力稳压腔内时，该压差适中，导流杆7上部信号弹簧3的弹性压缩力，可平衡压差对导流杆7下凸台下部自由端的液压上顶力，使得导流杆7原位不动；当导流杆7下凸台在整体活塞喷嘴6的压力增压腔内时，该压差增大，此时，地面泵压明显增大，就可提示刀块快要完全伸开了；当导流杆7下凸台在整体活塞喷嘴6的压力释放腔内时，压差快速减小、整体活塞下部液压力增大，此时，增大的液压力作用在导流杆7底部凸台上，同时上部信号弹簧3的弹性压缩力被打破，增大的液压力可对导流杆7产生向上推力，直。
18、到导流杆7上部信号弹簧3完全压缩、导流杆7上部凸台顶到固定导流帽2内相对应的台阶面上，此时，活塞8稳定的锁在某一位置不动为止；也就是，活塞8下行到下死点不动为止；若有外力作用在活塞8上、迫使活塞8产生上行运动的趋势，则导流杆7在信号弹簧3的作用下要产生下移趋势，就可导致整体活塞上下压差的增大，此增大的压差就会不断弥补作用在活塞8上的外力，使其达到平衡，使得活塞8牢固的位于下死点处；此时，地面泵压明显减小，就可提示刀块已经完全伸开了。 0029 活塞机构包括固定导流帽2、信号弹簧3、喷嘴6、导流杆7、活塞8、弹簧9、活塞压板16，此时，导流杆7下凸台在整体活塞喷嘴6的压力释放腔时，压差小，导流杆。
19、7上部信号弹簧3完全被压缩，导流杆7上部凸台顶 到固定导流帽2内相对应的台阶面上，活塞8稳说 明 书CN 203685093 U4/4页6定的锁定在下死点位置不动。 0030 如图1所示，铣刀装置包括本体1、支撑套10、刀块11、定位压块12、片弹簧13、片弹簧固定螺栓14、销轴15，用六个销轴15将对应的六片刀块11上端，固定在本体1上，使得刀块11只能在本体1内沿销轴15中心线转动；在没有泵压时，刀块11在片弹簧13的作用下，收缩在本体1内；当开泵后，泵压推动整体活塞下行，活塞8上安装的支撑套10随活塞8一起向下运动，推动刀块11绕销轴15中心线向外转动，当转动到刀块11下端顶到定位压块1。
20、2的对应面时，活塞8及支撑套10停止下行、刀块11停止转动，此时为刀块11的下死点位置；刀块11卡死在由本体1、支撑套10、定位压块12、销轴15之间的空腔内；当泵压停止，活塞8及支撑套10在弹簧9的弹性恢复力的作样下上移到初始位置，此时，刀块11在片弹簧13的弹性恢复力的作用下，回转到本体1内的初始位置。 0031 如图9所示，刀块11下端开有一槽，剖面的左侧为圆孔、右侧为螺纹孔，刀块11下端开槽部位的圆孔及螺纹孔，是用于链接对应的片弹簧固定螺栓14的；片弹簧固定螺栓14左边是光滑的圆柱面、右边是螺纹面，可将片弹簧13定位在本体1下端的槽内。 0032 如图10所示，片弹簧13是由一厚1至2毫米、宽3至6毫米的弹簧片围成；片弹簧13左端围成的园，套在片弹簧固定螺栓14上，可绕片弹簧固定螺栓14的轴心线转动，并连同片弹簧固定螺栓14一起安装在刀块11的下端；片弹簧13右端为一直簧片，直簧片插入本体1与定位压块12对应的槽内，并可在矩形槽内轴向往复直线运动。 说 明 书CN 203685093 U1/3页7图1图2图3图4图5说 明 书 附 图CN 203685093 U2/3页8图6图7说 明 书 附 图CN 203685093 U3/3页9图8图9图10说 明 书 附 图CN 203685093 U。