CN108119082A - 一种石油管柱切割装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石油管柱切割装置，包括，从上至下依次连接的电缆头、旋转短节、电机外管、储水仓、加压舱及高压水舱，具有结构简单，无污染，切割影响范围小等优点，能够完美解决现有的技术问题，与机械方式相比，采用液压系统比机械传动系统更容易实现，只需增压泄压即可，无需复杂的机械传动机构以及复杂的电路控制系统，本发明设有单向阀过滤组件，采用的切割介质为井下原有水，经过过滤后使用，不需单独供水，对环境、地层及产出物无任何污染，同时，本发明采用的水力切割的割缝极小，对于割缝以外管柱的强度结构没有任何影响，进而有效避免了对其他零部件的破坏性。
Description
技术领域
本发明涉及石油勘探与开采技术领域，尤其涉及一种石油管柱切割装置。
背景技术
在石油钻井开采和油田作业的过程中，不可避免的会发生各种工程事故，如钻杆卡钻、油套管变形等。为了解决上述问题，多采用管柱切割的方法对卡钻、变形的管柱进行切割，然后进行修井作业。目前，管柱切割的方式有机械切割、化学切割以及爆炸切割，其具体优缺点如下：
机械切割是在仪器的底部装有切割刀片或者锯片结构，仪器下到切割位置后开始工作，刀片或者锯片高速旋转，达到切割目的，该仪器结构复杂，技术被国外大的油服公司长期垄断，而且仪器直径大，无法切割小直径管柱以及大壁厚的管柱；
化学切割是在仪器里填充化学药剂以及催化剂，在到达切割位置后通过一定的方法使其发生化学反应变成腐蚀性液体，再喷出，进而对管柱进行腐蚀，达到切割目的，该方法喷出的液体为氟化物，有强烈的毒性，应用受限；
爆炸切割是在仪器里灌装一定量的炸药，到达切割位置后，引爆炸药，达到切割目的，该方法在应用中经常由于炸药的灌装量无法很好的控制，爆炸范围较大，反而会引起其他地方的管柱事故。
综上所述，现有的管柱切割方法存在设备结构复杂、成本高、适用范围窄、污染环境及可控性差等缺点。
发明内容
为解决现有技术中，管柱切割方法存在的设备结构复杂、成本高、适用范围窄、污染环境及可控性差的技术问题，本发明的技术方案如下：
本发明中的一种石油管柱切割装置，包括，从上至下依次连接的电缆头、旋转短节、电机外管、储水仓、加压舱及高压水舱；所述电机外管内装配电机丝杆组件及推拉杆，所述电机丝杆组件的螺母与所述推拉杆连接，所述推拉杆通过所述螺母可伸入所述储水仓及所述加压舱；所述储水仓的上端装配用于过滤井液的单向阀过滤组件，下端装配停止挡环；所述加压舱内充入加压气体，所述加压舱内装配加压活塞，所述加压活塞与所述推拉杆连接；所述高压水舱与所述加压舱之间装配平衡活塞，所述高压水舱的侧壁装配出水阀门及喷嘴；所述加压舱及所述高压水舱的侧壁开设补水孔，所述补水孔的进口处装配进水阀门，所述补水孔的出口与所述高压水舱的内腔连通。
在一种优选的实施方式中，所述出水阀门及喷嘴的数目为2个，且对称布置在所述高压水舱的两侧。
在一种优选的实施方式中，所述加压气体为氮气或氦气。
在一种优选的实施方式中，所述加压舱的侧壁装配加气阀，所述加压气体通过所述加气阀充入所述加压舱内。
在一种优选的实施方式中，所述出水阀门及所述进水阀门为超高压控制阀门，所述超高压控制阀门的工作压力大于500MPa。
在一种优选的实施方式中，所述喷嘴的材料为高硬度耐磨材料，所述高硬度耐磨材料为高硬度合金、金刚石或蓝宝石。
本发明中的一种石油管柱切割装置，与现有技术相比，其有益效果为：
本发明中的一种石油管柱切割装置，结构简单，无污染，切割影响范围小，能够完美解决现有的技术问题，与机械方式相比，采用液压系统比机械传动系统更容易实现，只需增压泄压即可，无需复杂的机械传动机构以及复杂的电路控制系统，本发明设有单向阀过滤组件，采用的切割介质为井下原有水，经过过滤后使用，不需单独供水，对环境、地层及产出物无任何污染，同时，本发明采用的水力切割的割缝极小，对于割缝以外管柱的强度结构没有任何影响，进而有效避免了对其他零部件的破坏性。
附图说明
图1是本发明中一种石油管柱切割装置的示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是图2中的A-A剖面图；
图4是图2中的B-B局部剖面图。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-4所示，本发明提供了一种石油管柱切割装置，从上至下依次连接的电缆头1、旋转短节2、电机外管3、储水仓15、加压舱10及高压水舱14，电机外管3内装配电机丝杆组件4及推拉杆7，电机丝杆组件4的螺母5与推拉杆7连接，推拉杆通过螺母可伸入储水仓15及加压舱10，储水仓15的上端装配用于过滤井液的单向阀过滤组件6，下端装配停止挡环17，加压舱10内充入加压气体，加压舱10内装配加压活塞8，加压活塞8与推拉杆7连接，高压水舱14与加压舱10之间装配平衡活塞11，高压水舱14的侧壁装配出水阀门12及喷嘴13，加压舱10及高压水舱14的侧壁开设补水孔18，补水孔18的进口处装配进水阀门16，补水孔18的出口与高压水舱14的内腔连通。
本发明中的一种石油管柱切割装置的工作过程如下：
切割装置下井之前在平衡活塞11下端的高压水舱14内存有一定量的水，并在加压活塞8与平衡活塞11之间的加压舱10内加入一定压力的氮气，切割装置下放过程中出水阀门12与进水阀门16关闭状态，切割装置到达目标位置之后，固定在电机外管3上的电机丝杠组件4启动，螺母5向下直线行走，通过推拉杆7推动加压活塞8向下运动压缩气体，由于平衡活塞11的作用，随着加压舱10气体压力的增大，高压水舱14内的水压力也会上升，由于加压活塞8的行程与压力上升具有比例关系，所以在加压活塞8行程到达规定值时候高压水舱14内的水压力也达到规定值，此时出水阀门12打开，高压水柱从喷嘴13射出，达到切割目的，本发明优选的，出水阀门12及喷嘴13的数目为2个，且对称布置在高压水舱14的两侧，使两个喷嘴13同时出水，可以保证切割装置在喷水时处于稳定平衡状态，高压水流在短时间射出后，压力下降，加压活塞8继续压平衡活塞11下行，当平衡活塞11被加压活塞8压到底的时候，出水阀门12关闭，此时，电机丝杆组件4反向旋转，螺母5反向直线运动，通过推拉杆7将加压活塞8拉回，到停止挡环17后停止，这个过程中，出水阀门12关闭，而进水阀门16打开，井液经过单向阀过滤组件6过滤后变成净水，储存在储水舱15，因为单向过滤阀组件6的存在，当加压活塞8上行，进水阀门16打开时，储水仓15的水只能通过进水阀门16及补水孔18流入高压水舱14内，这时电机丝杆组件4再次启动，重复上述运动，再配合旋转短节2的旋转动作，最终完成管路切割。
本发明优选的，加压气体还可以为氮气或氦气等其他低临界温度的惰性气体。
本发明优选的，加压舱10的侧壁装配加气阀9，加压气体通过加气阀9充入加压舱10内。
本发明优选的，出水阀门及进水阀门为超高压控制阀门，超高压控制阀门的工作压力大于500MPa。
本发明优选的，喷嘴的材料为高硬度耐磨材料，高硬度耐磨材料为高硬度合金、金刚石或蓝宝石等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种石油管柱切割装置，其特征在于，包括，从上至下依次连接的电缆头、旋转短节、电机外管、储水仓、加压舱及高压水舱；所述电机外管内装配电机丝杆组件及推拉杆，所述电机丝杆组件的螺母与所述推拉杆连接，所述推拉杆通过所述螺母可伸入所述储水仓及所述加压舱；所述储水仓的上端装配用于过滤井液的单向阀过滤组件，下端装配停止挡环；所述加压舱内充入加压气体，所述加压舱内装配加压活塞，所述加压活塞与所述推拉杆连接；所述高压水舱与所述加压舱之间装配平衡活塞，所述高压水舱的侧壁装配出水阀门及喷嘴；所述加压舱及所述高压水舱的侧壁开设补水孔，所述补水孔的进口处装配进水阀门，所述补水孔的出口与所述高压水舱的内腔连通。
2.根据权利要求1所述的一种石油管柱切割装置，其特征在于，所述出水阀门及喷嘴的数目为2个，且对称布置在所述高压水舱的两侧。
3.根据权利要求2所述的一种石油管柱切割装置，其特征在于，所述加压气体为氮气或氦气。
4.根据权利要求3所述的一种石油管柱切割装置，其特征在于，所述加压舱的侧壁装配加气阀，所述加压气体通过所述加气阀充入所述加压舱内。
5.根据权利要求1所述的一种石油管柱切割装置，其特征在于，所述出水阀门及所述进水阀门为超高压控制阀门，所述超高压控制阀门的工作压力大于500MPa。
6.根据权利要求1所述的一种石油管柱切割装置，其特征在于，所述喷嘴的材料为高硬度耐磨材料，所述高硬度耐磨材料为高硬度合金、金刚石或蓝宝石。
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