CN111734334A - 一种新型电力井下工具切割器 - Google Patents

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陈增海
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Abstract

本发明的一种新型电力井下工具切割器涉及石油作业切割机械领域，是在固定壳体的下端连接了旋转壳体构成，在固定壳体内从上至下依次固定了固定电机和旋转电机，旋转电机座于固定壳体的底部，其输出轴穿旋转壳体置于其上方，其传动齿轮通过中间齿轮与旋转壳体内的减速机的输入齿轮相啮合，减速机的下方旋转壳体的内壁上安装了传动螺杆轴，传动螺杆轴上固定了大变向轮，减速机输出轴上的小变相轮与大变向轮相啮合；在传动螺杆轴上安装了割刀。本发明的一种新型电力井下工具切割器，由电控系统驱动，取代了传统机械切割中复杂的液压机械结构，电控系统对切割刀体的旋转速度、切割速度、就复位等技术参数实现精细化操控，保证切割作业顺利进行。

Description

一种新型电力井下工具切割器
技术领域
本发明涉及石油作业切割机械领域，尤其是涉及一种新型电力井下工具切割器。
背景技术
井下切割器是将装有高强度合金刀片的工具管串下入井下预定位置，通过井口操作（常用加压方式）使切割器刀片张开与待割管材内壁接触，通过井口动力驱动井下切割器上装载的硬质合金刀片围绕切割器轴心转动实现旋转切割。目前国内普遍用的井下切割器有水力割刀切割器与机械割刀两种。水力割刀切割器依靠泵体输送工作液驱动装载刀片的螺杆转动实现刀片旋转切割，机械割刀依靠井口平台转盘或顶驱带动工具管串转动来驱动切割器上的刀片进行旋转切割作业。上述切割器的缺点一是通过井口泵压和平台转动的驱动方式难以精细化控制，二是上述切割器操作复杂，缺乏针对性设计，导致切割作业过程中发生意外情况的几率增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种便于操作、具备在适应多种井筒条件的同时，保证切割作业具有高度精密性的井下切割器。以克服传统井下切割器中存在的操作复杂，作业精密度低的问题。
本发明的一种新型电力井下工具切割器，是在固定壳体的下端连接了旋转壳体构成，在固定壳体内从上至下依次固定了固定电机和旋转电机，固定电机的输出轴与倒圆台形楔块螺纹相配合，倒圆台形楔块的环周设有锚体，锚体尾端的凹槽嵌有弹性体，弹性体内侧面抵于倒圆台形楔块的环周，在固定壳体的环周设有锚体收缩的透孔；旋转电机座于固定壳体的底部，其输出轴穿过旋转壳体置于其上方，其传动齿轮Ⅰ与一侧的中间齿轮相啮合，中间齿轮的传动轴的下端固定了传动齿轮Ⅱ，传动齿轮Ⅱ与固定在旋转壳体内的减速机的输入齿轮相啮合，减速机的下方旋转壳体的内壁上安装了传动螺杆轴，传动螺杆轴上固定了大变向轮，减速机输出轴上的小变相轮与大变向轮相啮合；在传动螺杆轴上安装了割刀，在旋转壳体上开有割刀收缩的开口，割刀焊接于割刀滑动座上，轴承座固定在旋转体内壁上，将传动螺杆轴固定，使传动螺杆轴径向可以自由旋转。
作为本发明的进一步改进，在旋转壳体的内壁环周上固定齿圈与传动齿轮Ⅱ相啮合。
作为本发明的进一步改进，在旋转壳体的内壁上对称的固定有轴承座，传动螺杆轴的两端置于轴承座内。
作为本发明的进一步改进，旋转电机的上端固定有安装板，安装板上固定有锚体的安装支架。
作为本发明的进一步改进，传动螺杆轴上安装了滑动座与滑动座上的螺孔相配合，滑动座上水平固定了割刀，滑动座的两端置于固定在旋转壳体内的上滑道和下滑道内。
作为本发明的进一步改进，减速机输出轴端面上安装了编码器。
作为本发明的进一步改进，固定电机和旋转电机均通过数据线与电源线与控制系统线路连接。
作为本发明的进一步改进，弹性体为由气泡气囊。
本发明的一种新型电力井下工具切割器，由电控系统驱动，取代了传统机械切割中复杂的液压机械结构，电控系统对切割刀体的旋转速度、切割速度、就复位等技术参数实现精细化操控，保证切割作业顺利进行。同时该切割器由装置内部直流电机提供动力视线刀俎旋转切割，避免了转盘、顶驱及送入工具对转速的限制，同时不需要工作液循环，该工具对钻井设备和井筒条件的要求相对较低，对工作环境适应性较强。
附图说明
附图1是本发明的的结构示意图；
附图2是本发明的切割系统割刀横剖结构示意图。
图1中，1.固定壳体、2.固定电机、3.锚推、4.倒圆台型楔块、5.弹性体、6.锚体、7.旋转电机、8.轴承、9.旋转壳体、10.传动齿轮Ⅰ、11.中间齿轮、12.中间轴、13.支架、14.轴承座、15.齿圈、16.传动齿轮Ⅱ、17.减速机输入齿轮、18.减速机、19.小变向轮、20.上滑道、21.割刀、22.割刀滑动座、23.轴承座、24.下滑道、25.大变向轮、26.传动螺杆轴、27.编码器、28.牵引绳、29.数据线、30.电源线、31.控制箱；
图2中，19.小变向轮、20.上滑道、21.割刀、22.割刀滑动座、23.轴承座、24.下滑道、25.大变向轮。
具体实施方式
本发明的一种新型电力井下工具切割器，是在固定壳体1的下端连接了旋转壳体9构成，在其连接处安装有轴承8，牵引绳28与固定壳体1顶端铰接，负责整个切割器吊装操作下放。
在固定壳体1内从上至下依次固定了固定电机2和旋转电机7。
固定电机2的输出轴与倒圆台形楔块4螺纹相配合，倒圆台形楔块4的环周设有锚体6，锚体6尾端的凹槽嵌有弹性体5，弹性体5可为气泡气囊，用于缓冲锚体6与套管锁紧时的冲击力；弹性体5内侧面抵于倒圆台形楔块4的环周，在固定壳体1的环周设有锚体6收缩的透孔，同时锚体6端头使用弹性材料；在锚体6支撑到套管内壁时，弹性材料处于压缩状态，使上下支撑结构能够适应不同的管径，克服了管内凹凸不平的缺点，保证了电力井下工具切割器和套管能够自动对心。在旋转电机7的上端固定有安装板32，安装板32上固定有锚体6的安装支架。
旋转电机7座于固定壳体1的底部，其输出轴穿过旋转壳体2置于其上方，在旋转壳体2内固定有支架13，支架13通过轴承座14将中间轴12定位并可旋转，中间轴12的上下两端分别固定了中间齿轮11和传动齿轮Ⅱ16；旋转电机7的传动齿轮Ⅰ10与一侧的中间齿轮11相啮合，中间齿轮11的传动轴12的下端固定了传动齿轮Ⅱ16，传动齿轮Ⅱ16的内侧与固定在旋转壳体2内的减速机18的输入齿轮17相啮合、外侧与固定在旋转壳体9内环壁上的齿圈15相啮合。旋转电机7提供动力经传动齿轮Ⅱ16传动至减速机输入齿轮17与齿圈15，齿圈15、轴承8带动旋转体9旋转。
减速机18的下方的旋转壳体9的内壁上对称的固定有轴承座23，传动螺杆轴26的两端置于轴承座23内。传动螺杆轴26上固定了大变向轮25，减速机18输出轴上的小变相轮19与大变向轮25相啮合，小变向轮19为锥齿轮，与大变向轮25配套，两轴交角为90度。在传动螺杆轴26上安装了滑动座22与滑动座上的螺孔相配合，滑动座22上水平固定了割刀21，滑动座22的两端置于固定在旋转壳体2内的上滑道20和下滑道24内，在旋转壳体9上开有割刀21收缩的开口，传动螺杆轴26旋转通过传动螺纹带动与滑动座22成一体的割刀21和下滑道24，由于上滑道20和下滑道24的限制，一体的割刀21沿沟槽前后伸缩运动。
本装置中固定电机2和旋转电机7均通过数据线29与电源线30与控制系统31线路连接，电源线30为固定电机2和旋转电机7供电，数据线29负责对装置整体进行精细化操控。减速机18输出轴端面上安装了编码器27，编码器27在控制系统31启动后用于测量旋转位置达到系统规定值。

Claims (8)

1.一种新型电力井下工具切割器，是在固定壳体（1）的下端连接了旋转壳体（9）构成，其特征是在固定壳体（1）内从上至下依次固定了固定电机（2）和旋转电机（7），固定电机（2）的输出轴与倒圆台形楔块（4）螺纹相配合，倒圆台形楔块（4）的环周设有锚体（6），锚体（6）尾端的凹槽嵌有弹性体（5），弹性体（5）内侧面抵于倒圆台形楔块（4）的环周，在固定壳体（1）的环周设有锚体（6）收缩的透孔；旋转电机（7）座于固定壳体（1）的底部，其输出轴穿过旋转壳体（2）置于其上方，其传动齿轮Ⅰ（10）与一侧的中间齿轮（11）相啮合，中间齿轮（11）的传动轴（12）的下端固定了传动齿轮Ⅱ（16），传动齿轮Ⅱ（16）与固定在旋转壳体（2）内的减速机（18）的输入齿轮（17）相啮合，减速机（18）的下方旋转壳体（2）的内壁上安装了传动螺杆轴（26），传动螺杆轴（26）上固定了大变向轮（25），减速机（18）输出轴上的小变相轮（19）与大变向轮（25）相啮合；在传动螺杆轴（26）上安装了割刀（21），在旋转壳体（9）上开有割刀（21）收缩的开口。
2.如权利要求1所述的一种新型电力井下工具切割器，其特征是在旋转壳体（9）的内壁环周上固定齿圈（15）与传动齿轮Ⅱ（16）相啮合。
3.如权利要求1所述的一种新型电力井下工具切割器，其特征在旋转壳体（9）的内壁上对称的固定有轴承座（23），传动螺杆轴（26）的两端置于轴承座（23）内。
4.如权利要求1所述的一种新型电力井下工具切割器，其特征是在旋转电机（7）的上端固定有安装板（32），安装板（32）上固定有锚体（6）的安装支架。
5.如权利要求1所述的一种新型电力井下工具切割器，其特征是在传动螺杆轴（26）上安装了滑动座（22）与滑动座上的螺孔相配合，滑动座（22）上水平固定了割刀（21），滑动座（22）的两端置于固定在旋转壳体（2）内的上滑道（20）和下滑道（24）内。
6.如权利要求1所述的一种新型电力井下工具切割器，其特征在于减速机（18）输出轴端面上安装了编码器（27）。
7.如权利要求1所述的一种新型电力井下工具切割器，其特征在于固定电机（2）和旋转电机（7）均通过数据线（29）与电源线（30）与控制系统（31）线路连接。
8.如权利要求1所述的一种新型电力井下工具切割器，其特征在于弹性体（5）为由气泡气囊。
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