石油课堂 | 机械式内割刀

对于被卡的管类落物或需要修理的套管，用其他方法难于处理时，常采用切割的方法处理。所使用的切割工具有机械式、水力式和化学喷射式几类。有内切割工具，也有外切割工具。这里我们首先来学习机械式切割方法。

一、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。在切割作业时，可将可退式打捞矛接在内割刀上部，待切割完成后，将上部管柱一次起出。（如图1-1所示）

图1-1 机械式内割刀外观图

二、结构

该工具由芯轴、切割机构、限位机构、锚定机构等部件组成，如图1-2所示。

图1-2 机械式内割刀结构图

1—刀片座；2，8，22—螺钉；3—内六螺钉；4—弹簧片；5—刀片；6—刀枕；7—卡瓦锥体；9—扶正弹簧；10—扶正块；11—芯轴；12—限位圈；13—长瓦锥体；14—主弹簧；15—垫圈；16—卡瓦；17—滑牙片；18—滑牙套；19—弹簧片；20—扶正块体；21—止动圈；23—底部螺帽；24—丝堵；25—圆柱销

（1）芯轴

其上部有与钻杆相连接的母扣，底部螺纹接引鞋，其它部件均套在芯轴上，芯轴中心有水眼，可进行循环。

（2）切割机构

由刀片、刀枕、主弹簧等件组成。刀片外边有弹簧片，自由状态的刀片停放在芯轴的刀片槽内；坐卡后，芯轴下放，刀片沿刀枕斜面外伸；钻柱旋转时刀片和刀枕一起随芯轴转动进行切割。刀片给进时，刀枕所承受的轴向力完全由主弹簧承担，这样就保证了进刀平稳，不致因冲击载荷而损坏刀片。

（3）限位机构

切割过程中旋转和下放两种运行形式同时进行。旋转速度由地面控制。而下放时，刀片总给进量是由限位圈来控制的。其结构是，限位圈端面上有三个凸台，切割时与刀枕一起转动，但不能随工具下行。当芯轴达到最大下放量时，凸台与芯轴台肩接触，此时刀片外伸量为极限值，主弹簧受压达到最大压力。

（4）锚定机构

锚定机构由扶正壳体、滑牙套、滑牙板、弓形板、弹簧、卡瓦、锥体等零件组成。扶正壳体内均布三个“T”形槽，内装滑牙板和板弹簧。扶正壳体上部均布三个“T”形孔，吊挂着三个卡瓦。滑牙板外侧表面有3~4个锯齿形牙，在弓形弹簧作用下，紧紧贴合在滑牙套外表面的锯齿形的牙间处。滑牙套内孔有螺纹与芯轴相连。

三、作用原理

当工具下放到预定深度时，正转钻柱，由于摩擦块紧贴套管内部产生一定的摩擦力，迫使滑牙板与滑牙套相对转动，推动卡瓦上行沿锥面张开，并与套管内部接触，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，单向锯齿螺纹压缩滑板牙弹簧，使之收缩，由此滑板牙与滑板套即可跳跃复位，卡瓦脱开，解除锚定。

四、技术规范

技术规范见表1-1所示。

表1-1 机械式内割刀技术规范

五、操作方法

1、工具下井前应通井，保证下井工具畅通无阻。

2、根据被切割管子尺寸，选择好机械内割刀。

3、将工具接在钻柱下部，下至预定深度。

4、循环洗井。

5、正转钻柱并逐渐下放直至坐卡，此时悬重应保持原钻柱重量。

6、继续以每分钟12~24的转速正转，从开始切割（扭矩增加）为起点，每次下放量为1~2mm，总下放量见表中给定值。

7、当扭矩减少，说明管柱被切割掉。

8、上提钻柱即可解除锚定状态。

六、注意事项

1、下工具时应防止正转钻柱以免中途坐卡。如果中途坐卡，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，防止刀片损坏。

七、维修保养

每次使用后，应彻底清洗检查，损坏件应更换，涂防腐油装配好备用。

八、优缺点

1、优点：

• 结构紧凑，性能可靠，切割成功率高。

• 切割深度准确，切口平整。

• 更换少量零件即可扩大切割范围。

• 有水眼可进行循环。

2、缺点：

操作较难掌握。