摘要
本文主要进行超小管径用水力驱动机械内割刀设计。首先，进行超小管径用水力驱动机械内割刀工作原理分析及结构设计，包括上接头、下接头、推杆、割刀、扶正器、扶正器接头、限位器、复位弹簧等；然后，进行水力驱动机械内割刀切割过程分析，包括入井过程、加紧过程、切割过程、取出过程；其次，进行水力驱动机械内割刀关键参数计算，包括活塞作用力，弹簧回复力，对刀作用力，以及销钉强度校核；最后，采用SolisWorks进行水力驱动机械内割刀三维建模，采用SolisWorks进行主要零件建模，进行虚拟装配，并进行简单的运动仿真。本文旨在设计一种超小管径用水力驱动机械内割刀，大大地节省作业时间、提高效率、提高经济效益和更好保证人员安全。
关键词：超小管径管道；水力驱动；机械内割刀；结构设计；SolisWorks
1 绪论
1.1 研究背景及意义
由于小直径油管具有抗压能力强、易于钻井、节约成本等优势，目前油田越来越多的采用用小口径井管进行作业，而现有油管切割工具对低于 70mm 以下管径的切割具有一定的局限性。 油井井下管柱的切割有很多种方式可供选择，包括机械切割、喷射切割、水力切割、聚能切割、化学切割和电缆切割等方式。电缆切割需要采用输送电缆操作，操作难度以及作业的复杂程度均比较大，水力切割以及机械切割均需要依赖相关水力设备以及井下工具串的配合使用，有所不同的是，对于机械切割方式所依赖的是井上的转盘转动，转盘转动带动油井管内的机械式割刀旋转，并完成对管柱的切割。喷射方式切割是利用聚能喷射原理，定制的聚能喷射设备能够产生高速熔融状态的喷射物质，高压高速熔融物质能够将管柱切切断。聚能切割是利用特制的炸药，将特殊的粉状物喷射出去切断管柱，不仅会对环境造成污染，还存在难以预料的问题。磨料射流的切割方式对于磨料射速很难控制，因此，以上切割方式对于连续油管在井下作业时具有其局限性。而连续油管式机械割刀利用流体驱动液压马达带动切割工具旋转，利用液压差推动刀具进给，实现对管柱的切割，由于采用水利提供动力，不会对井下造成环境污染。在操作上可以实线对设备的可控性以及切割的有效性。
机械式内割刀是一种井下机械切割工具，它是从套管、油管和钻杆内部进行切割的，除了管柱接箍处外可以实现任意部位的切割。为了防止切割入套管和油管接头，当刀具切入井内时，应避免耦合的位置，在条件允许时，可以与带式打捞装置相匹配。如果打捞矛是附加的，它就可以和刀具一起放进井里[3]。在油田井下实施切割作业时，通常将可退式打捞矛接于机械式内割刀的上部，等到管柱切割作业完成时，再将切割掉的上端管柱提出井外[4]。
在切割小尺寸中心管时，工具尺寸受到极大限制，小尺寸中心管切割技术成为制约油气开发领域的又一技术难题。因此油管切割研究具有不可替代的市场需求。套管切割是井下作业中的最后一道工序[5]。对于井下作业，其中最关键的环节就是切割套管。采用合理的切割参数，能够快速高效地回收各层套管，从而达到降本增效的目的。
6 总结与展望
6.1 总结
通过对井下水力式内割刀的设计，与传统的机械设计有很大的不同，计算方式不一样、安装方式不一样、要求精度不一样等。井下水力式内割刀具有体积小、重量轻、效率高等有点。本设计主要通过对井下水力式内割刀进行结构设计、主要参数计算，确定主要零件的各部位尺寸。基本熟悉设计的一般流程。理解行井下水力式内割刀的工作原理。在设计中，由于我的能力和经验有限，在设计中难免会犯很多错误，也可能有许多不切实际的地方，个人觉得设计井下水力式内割刀要求很高，以后会更多的关注本行业的发展。此次设计，在老师的精心安排下，有条理地进行，井然有序地一步步完成，基本上实现了设计要求。
通过此次的论文，我学到了很多知识，跨越了传统方式下的教与学的体制束缚，在论文的写作过程中，通过查资料和搜集有关的文献，培养了自学能力和动手能力。并且由原先的被动的接受知识转换为主动的寻求知识，通过毕业论文，我学会了如何将学到的知识转化为自己的东西，学会了怎么更好的处理知识和实践相结合的问题，为以后的工作打下坚实的基础。
6.2 展望
参考文献（略）
