[实用新型]压力安全控制结构及井下打孔工具

说明书

压力安全控制结构及井下打孔工具，内腔设有可与外部接通的通道；还包括安全销，所述安全销的一端设有承受通道外端处压力的承压面；安全销的外壁设有外凸的台阶，端板与台阶的外端面相接触；当内腔的压力过高并大于额定值时，安全销沿压力方向产生运动趋势，台阶被端板切断进而承压面与通道脱离接触，内腔的压力被释放。通过安全销、端板和单向阀组成压力安全控制结构，当内腔压力达到额定压力时，通过剪断安全销外壁的台阶来释放内腔压力，保证工具内腔的压力在安全可控范围；单向阀还可以避免工具外部的不清洁液体进入内腔而污染工具。

技术领域

本实用新型涉及油气田开发井下工具，具体地说是一种压力安全控制结构及井下打孔工具。

背景技术

目前，石油和天然气的开发作业中由于工具堵塞或井内杂物堆积，需要连通井内油管与油管外环空以完成循环等作业，这种工艺就需要用到打穿油管。目前采用射孔枪爆破的方法有很大弊端，射孔枪爆破位置不容易确定，爆破孔形状不确定，爆破力度控制不当会在穿透油管的同时穿透外层套管，并且爆破用炸药存在安全隐患，这些都与油气作业的有效性和安全性要求不符。

CN202120795647.3号专利公开了一种井下油管打孔工具，主活塞挤压内腔时，活塞组件、冲头组件受压而径向朝外行进，活塞组件的外端支撑油管内壁，冲头组件的外端打孔，该方案通过抽拉主活塞来改变液缸的容积，当主活塞挤压内腔时，内腔的压力升高并顶出启动活塞组件支撑油管内壁、顶出冲头组件完成油管打孔。虽然上述方案较好地避免了炸药的安全隐患，但仍存在内腔压力无法有效控制的问题——如果打孔失败，内腔的压力会持续升高，存在一定的安全隐患。为了保证工具的安全运行，有必要对现有的工具进行改进。

发明内容

本实用新型为解决现有的问题，旨在提供一种压力安全控制结构及井下打孔工具。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案包括井下工具设有容积固定的内腔，内腔中有封闭的液体。内腔设有可与外部接通的通道；还包括安全销，所述安全销的一端设有承受通道外端处压力的承压面；安全销的外壁设有外凸的台阶，端板与台阶的外端面相接触；当内腔的压力过高并大于额定值时，安全销沿压力方向产生运动趋势，台阶被端板切断进而承压面与通道脱离接触，内腔的压力被释放。

其中，安全销的销体外壁还设有密封圈，安全销的外壁通过所述密封圈与井下工具的内壁密封。

其中，所述台阶为外凸的环形结构，端板设有与安全销的销体相匹配的圆孔，端板的内端面还与端板与台阶的外端面接触，并可自该接触面在产生相对运动趋势时挤压、切断台阶。其原理在于安全销与端板形成面积差，当内腔压力达到额定压力时，端板剪断安全销外壁的台阶，释放内腔的压力。

其中，通道外端的内端设有单向阀，所述单向阀仅供液体自内腔沿通道向外部流出，内腔泄压后工具外部的不清洁液体无法污染工具。

其中，所述单向阀包括两端贯通的阀体，所述阀体的外端开口由弹簧驱动的球顶住并密封。

其中，还包括两端贯通的上阀体，所述弹簧的外端固定在上阀体内部径向朝内的阶梯上，弹簧的内端通过压缩弹力顶住阀体的外端开口；球受到内腔足够压力后，可沿上阀体内孔移动而打开单向阀。

其中，所述内腔中注满液压油。

本实用新型还提供一种井下打孔工具，包括活塞组件、冲头组件和内腔，内腔的上端设有主活塞，内腔的下端接通均可作径向移动的活塞组件、冲头组件的内端；主活塞挤压内腔时，活塞组件、冲头组件受压而径向朝外行进。还包括出口接头，所述活塞穿过出口接头并挤压内腔，出口接头上设有如上述任一的压力安全控制结构。

其中，其中通道沿径向设于出口接头的内部，并贯穿其上、下两端；出口接头的上端设有固定腔体，所述固定腔体下段的内壁与安全销对应外壁形成密封，固定腔体的上段设有端板，端板的下端可切断与之接触的安全销台阶；出口接头的下端设有所述单向阀。