CN115110908B - 一种井下油管带压切割工具及其切割方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种井下油管带压切割工具,包括:锚定组件、旋转驱动组件、液压组件和切割座;锚定组件的上端设置有连接头,连接头上设置有电缆插头;旋转驱动组件的上端与锚定组件的下端相连接,旋转驱动组件的下端设置有花键轴,控制线穿过花键轴;液压组件的上端与花键轴固定连接,液压组件的下端设置有供油腔;切割座的上端与液压组件的下端相连接,切割座的侧壁上均匀分布设置有一个切割滑孔和两个支撑滑孔,供油腔分别与切割滑孔和两个支撑滑孔的内端相连通;切割滑孔内滑动装配有切割活塞,切割活塞的外端装配有滚刀,两个支撑滑孔内分别滑动装配有支撑活塞。本发明还提出一种井下油管带压切割方法,采用所述井下油管带压切割工具实施。
Description
技术领域
本发明属于油气田井下工具技术领域,具体涉及一种井下油管带压切割工具及其切割方法。
背景技术
在油气田开发过程中,随着油、气井生产时间的延长,井下会出现油管穿孔、油管堵塞、套管破损等各类问题,需要起出生产管柱进行修井作业,然而生产管柱的封隔器、水力锚、气举阀等存在遇卡起不出的问题,这时需要进行井下油管切割,然后分段起出生产管柱,为避免常规压井修井存在的老层漏失、排液困难、储层伤害等难题,需要使用带压起管柱修井,然而目前常用的聚能切割、水力射流切割、化学切割、机械切割等井下油管切割工艺技术均不适用于无压井液的带压状态。其中,利用聚能喷射工具形成高速熔融的喷射物质来冲击切割管柱,不适用带压作业,没有压井液的保护易损伤套管。而水利射流切割是在液体中加入磨料,通过高压射流的旋转切割管柱,易损伤套管,且不适用带压作业,因为有流体入井。化学切割则是用电流引燃炸药包,使化学药剂和催化剂混合并反应,产生具有强烈腐蚀性的液体(氟化物-有毒性)周向喷出,达到切割管材的目的,易损伤套管。传统的机械切割是通过转盘驱动油管内机械式割刀旋转切割,对于中深井存在扭矩不足,且存在切屑,切屑下落会导致管柱上提遇卡;此外,还有流体驱动液压马达带动机械切割工具旋转切割,不适用带压作业,因为有流体入井,也存在切屑,切屑下落会导致管柱上提遇卡。
发明内容
鉴于此,本发明的目的是提供一种井下油管带压切割工具及其切割方法,用于克服上述问题或者至少部分地解决或缓解上述问题。
本发明提出一种井下油管带压切割工具,包括:
锚定组件,所述锚定组件的上端设置有连接头,所述连接头上设置有电缆插头,所述连接头内设置有与所述电缆插头相连接的三股控制线,其中第一股所述控制线与所述锚定组件电连接;
旋转驱动组件,所述旋转驱动组件的上端与所述锚定组件的下端相连接,且第二股所述控制线与所述旋转驱动组件电连接,所述旋转驱动组件的下端设置有花键轴,所述控制线穿过所述花键轴;
液压组件,所述液压组件的上端与所述花键轴固定连接,第三股所述控制线与所述液压组件电连接,所述液压组件的下端设置有供油腔;
切割座,所述切割座的上端与所述液压组件的下端相连接,所述切割座的侧壁上均匀分布设置有一个切割滑孔和两个支撑滑孔,所述供油腔分别与所述切割滑孔和两个支撑滑孔的内端相连通;所述切割滑孔内滑动装配有切割活塞,所述切割活塞的外端装配有滚刀,两个所述支撑滑孔内分别滑动装配有支撑活塞,所述支撑活塞的外端装配有顶轮。
本发明还具有以下可选特征。
可选地,所述锚定组件包括:
上卡瓦座,所述上卡瓦座呈筒形,其上端与所述连接头相连接,其内部从上到下依次设置有第一编码器、第一电机和第一减速器,所述上卡瓦座的下端口设置有第一中心孔,所述第一中心孔为非圆孔,所述上卡瓦座的下端的外侧设置有多个斜面;
第一丝杠,所述第一丝杠与所述第一减速器的主轴传动连接;
螺纹滑杆,所述螺纹滑杆滑动装配在所述第一中心孔内,所述螺纹滑杆的上端通过螺孔与所述第一丝杠螺纹配合;
下卡瓦座,所述下卡瓦座与所述螺纹滑杆的下端相连接,所述下卡瓦座与所述上卡瓦座之间设置有多个卡瓦。
可选地,第一股所述控制线与所述第一编码器电连接,第二股所述控制线和第三股所述控制线穿过所述上卡瓦座进入所述下卡瓦座中。
可选地,所述旋转驱动组件包括:
第一安装筒,所述第一安装筒内从上到下依次设置有第二编码器、第二电机和的第二减速器,所述第二减速器与所述花键轴传动连接;
下端盖,所述下端盖装配在所述第一安装筒的下端,所述花键轴穿过所述下端盖向下伸出。
可选地,第二股所述控制线所述第二编码器电连接,第三股所述控制线分段穿过所述第一安装筒、所述下端盖和所述花键轴,所述第一安装筒内设置有第一滑动接触环,所述下端盖的周面上设置有第一滑动接触片,所述下端盖的内侧设置有第二滑动接触片,所述花键轴的外侧设置有第二滑动接触环。
可选地,所述液压组件包括:
第二安装筒,所述第二安装筒的上端设置有上端盖,所述上端盖与所述花键轴相连接,所述安装筒中从上到下依次设置有第三编码器、第三电机和第三减速器;
第二丝杠,所述第二丝杠与所述第三减速器传动连接;
外筒,所述外筒连接在所述第二安装筒的下端,所述外筒的上端口设置有第二中心孔,所述第二中心孔为非圆孔,所述外筒的下端为所述供油腔,所述供油腔内充满液压油;
螺纹柱塞杆,所述螺纹柱塞杆的上端通过螺孔与所述第二丝杠螺纹配合,上端的外侧与第二中心孔滑动配合,下端与所述供油腔密封滑动配合。
可选地,所述切割座与所述外筒的下端螺纹配合,所述切割座的轴心处设置有油道,所述油道分别连通所述切割滑孔和两个所述支撑滑孔。
可选地,所述第三编码器与所述上端盖之间还设置有密封盖,第三股所述控制线穿过所述密封盖后与所述第三编码器电连接。
可选地,所述支撑活塞的端部竖向设置有顶轮花键轴,所述顶轮设置在每个所述顶轮花键轴后的上下两端,所述切割活塞的端部设置有滚刀花键轴,所述滚刀设置在所述滚刀花键轴的中部,所述滚刀在水平面上位于两个所述顶轮之间。
本发明还提出一种井下油管带压切割方法,采用以上任一项所述的井下油管带压切割工具实施,包括以下步骤:
S001:确认锚定组件中的卡瓦处于非锚定状态,将电缆从防喷管上端滑动密封位置穿入,并与连接头上的电缆插头相连接,然后将整个井下油管带压切割工具放入防喷管内,再将防喷管下端安装于井口,之后通过电缆将整个井下油管带压切割工具下放到油管内预定切割位置;
S002:启动第一电机带动第一丝杠旋转,使螺纹滑杆向上牵引下卡瓦座,进而推动卡瓦沿着上卡瓦座上的斜面向上运动并张开实现油管内壁锚定坐封;
S003:启动第二电机带动液压组件和切割座旋转,同时启动第三电机,第三电机驱动螺纹柱塞杆推动供油腔内的液压油进入切割座的油道内,并通过油道进入切割滑孔和支撑滑孔中,使切割活塞和支撑活塞向外伸展,使切割活塞外端滚刀和支撑活塞端部的顶轮接触油管内壁后,并通过滚刀逐步挤压油管内壁,在切割座旋转力驱动下,完成油管切割;
S004:切割完毕后,控制第三电机带动第二丝杠旋转,驱动螺纹柱塞杆向上运动,使油道内产生吸力,加上带压状态下整个井下油管带压切割工具外部的压力,切割活塞和支撑活塞分别回缩到切割滑孔和支撑滑孔内,使滚刀和顶轮分别回收到收缩位置,便于电缆安全起出井下油管带压切割工具;
S005:启动第一电机带动第一丝杠反向旋转,使螺纹滑杆向下推动下卡瓦座,对卡瓦锚定单元进行解封,再上提电缆取出整个井下油管带压切割工具,完成回收。
本发明的井下油管带压切割工具及其切割方法可锚定组件坐封在油管内,通过旋转驱动组件带动液压组件和切割座转动,通过液压组件驱动切割座中的滚刀和顶轮径向伸出,对油管进行带压旋转切割,不会损伤套管,不会出现切屑,方便管柱起出,提高了带压修井的成功率。
附图说明
图1是本发明的井下油管带压切割工具的上半部分全剖结构示意图;
图2是本发明的井下油管带压切割工具的下半部分全剖结构示意图;
图3是图2中切割座的结构示意图;
图4是图3中A-A处的截面结构图;
图5是图4在切割状态的结构图;
图6是图2中B处的局部放大结构图。
在以上图中:1连接头;2电缆插头;3控制线;4花键轴;401第二滑动接触环;5供油腔;6切割座;601切割滑孔;602支撑滑孔;603切割活塞;604支撑活塞;605油道;606顶轮花键轴;607滚刀花键轴;608螺纹接头;7滚刀;8顶轮;9上卡瓦座;901第一中心孔;902斜面;10第一编码器;11第一电机;12第一减速器;13第一丝杠;14螺纹滑杆;15下卡瓦座;16卡瓦;17第一安装筒;1701第一滑动接触环;18第二编码器;19第二电机;20第二减速器;21下端盖;2101第一滑动接触片;2102第二滑动接触片;22第二安装筒;23上端盖;24第三编码器;25第三电机;26第三减速器;27第二丝杠;28外筒;2801第二中心孔;5供油腔;29螺纹柱塞杆;30密封盖;31引锥;32油管。
以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
具体实施方式
实施例1
参考图1、图2、图3、图4和图5,本发明的实施例提出一种井下油管带压切割工具,包括:锚定组件、旋转驱动组件、液压组件和切割座6;所述锚定组件的上端设置有连接头1,所述连接头1上设置有电缆插头2,所述连接头1 内设置有与所述电缆插头2相连接的三股控制线3,其中第一股所述控制线3与所述锚定组件电连接;所述旋转驱动组件的上端与所述锚定组件的下端相连接,且第二股所述控制线3与所述旋转驱动组件电连接,所述旋转驱动组件的下端设置有花键轴4,所述控制线3穿过所述花键轴4;所述液压组件的上端与所述花键轴4固定连接,第三股所述控制线3与所述液压组件电连接,所述液压组件的下端设置有供油腔5;所述切割座6的上端与所述液压组件的下端相连接,所述切割座6的侧壁上均匀分布设置有一个切割滑孔601和两个支撑滑孔602,所述供油腔5分别与所述切割滑孔601和两个支撑滑孔602的内端相连通;所述切割滑孔601内滑动装配有切割活塞603,所述切割活塞603的外端装配有滚刀7,两个所述支撑滑孔602内分别滑动装配有支撑活塞604,所述支撑活塞604 的外端装配有顶轮8。
使用时,通过电缆连接连接头1上的电缆插头2,将整个井下油管带压切割工具下放到油管32内预定切割位置后,通过第一股控制线3启动锚定组件在油管32内壁锚定坐封;
通过第二股控制线3启动旋转驱动组件带动花键轴4转动,连接在花键轴4 上的液压组件和切割座6随着花键轴4转动,
通过第三股控制线3启动液压组件,液压组件将供油腔5中的液压油挤压入切割座6的切割滑孔601和两个支撑滑孔602后,使切割活塞603和支撑活塞604向外伸出,切割活塞603外端的滚刀7和支撑活塞604端部的顶轮8接触油管32内壁后,随着并通过滚刀7逐步挤压油管32内壁,在旋转驱动组件带动切割座6的旋转力驱动下,滚动7完成对油管32切割;
切割完毕后,通过第三股控制线3控制液压组件将切割滑孔601和两个支撑滑孔602中的液压油抽回供油腔5中,加上带压状态下整个井下油管带压切割工具外部的压力,切割活塞603和支撑活塞604分别回缩到切割滑孔601和支撑滑孔602内,使滚刀7和顶轮8分别回收到收缩位置,便于电缆安全起出井下油管带压切割工具。
通过第一股控制线3控制锚定组件解封,再上提电缆取出整个井下油管带压切割工具,完成回收。
实施例2
参考图1,在实施例1的基础上,所述锚定组件包括:上卡瓦座9、第一丝杠13、螺纹滑杆14和下卡瓦座15;所述上卡瓦座9呈筒形,其上端与所述连接头1相连接,其内部从上到下依次设置有第一编码器10、第一电机11和第一减速器12,所述上卡瓦座9的下端口设置有第一中心孔901,所述第一中心孔 901为非圆孔,所述上卡瓦座9的下端的外侧设置有多个斜面902;所述第一丝杠13与所述第一减速器12的主轴传动连接;所述螺纹滑杆14滑动装配在所述第一中心孔901内,所述螺纹滑杆14的上端通过螺孔与所述第一丝杠13螺纹配合;所述下卡瓦座15与所述螺纹滑杆14的下端相连接,所述下卡瓦座15与所述上卡瓦座9之间设置有多个卡瓦16。
通过第一编码器10控制第一电机11和第一减速器12带动第一丝杠13旋转,第一丝杠13和螺纹滑杆14上的螺孔相配合,同时第一中心孔901为非圆孔,限制了螺纹滑杆14转动,使螺纹滑杆14只能在第一丝杠13的螺纹的推动下上下滑动,使螺纹滑杆14向上牵引下卡瓦座15,进而推动卡瓦16沿着上卡瓦座9上的斜面向上运动并张开实现油管32内壁锚定坐封;
通过第一编码器10控制第一电机11和第一减速器12带动第一丝杠13反向旋转,使螺纹滑杆14向下推动下卡瓦座15,对锚定组件进行解封。
实施例3
参考图1和图2,在实施例2的基础上,第一股所述控制线3与所述第一编码器10电连接,第二股所述控制线3和第三股所述控制线3穿过所述上卡瓦座 9进入所述下卡瓦座15中。
控制线3分为三股,第一股控制线3可控制第一编码器10、第一电机11和第一减速器12转动,实现锚定组件的锚定和解封,第二股控制线3可控制旋转驱动组件带动液压组件和切割座6转动,第三股控制线3可控制切割座6中滚刀7和顶轮8的伸出和收回。
实施例4
参考图1、图2和图6,在实施例1的基础上,所述旋转驱动组件包括:第一安装筒17和下端盖21;所述第一安装筒17内从上到下依次设置有第二编码器18、第二电机19和的第二减速器20,所述第二减速器20与所述花键轴4传动连接;所述下端盖21装配在所述第一安装筒17的下端,所述花键轴4穿过所述下端盖21向下伸出。
通过第二编码器18即可控制第二电机19和第二减速器20带动花键轴4转动,花键轴4可带动整个液压组件和切割座6转动,实施对油管32的切割。
实施例5
参考图2和图6,在实施例1的基础上,第二股所述控制线3与所述第二编码器18电连接,第三股所述控制线3分段穿过所述第一安装筒17、所述下端盖21和所述花键轴4,所述第一安装筒17内设置有第一滑动接触环1701,所述下端盖21 的周面上设置有第一滑动接触片2101,所述下端盖21的内侧设置有第二滑动接触片2102,所述花键轴4的外侧设置有第二滑动接触环401。
将下端盖21旋入第一安装筒17时,第一滑动接触环1701和第一滑动接触片2101可以保证第一安装筒17和下端盖21中的第三股控制线3相导通,下端盖21内侧的第二滑动接触片2102和花键轴4上的第二滑动接触环401可以保证花键轴4在转动情况下其内部的第三股控制线3可以和下端盖21中的第三股控制线3相导通。
实施例6
参考图2,在实施例1的基础上,所述液压组件包括:第二安装筒22、第二丝杠27、外筒28和螺纹柱塞杆29;所述第二安装筒22的上端设置有上端盖 23,所述上端盖23与所述花键轴4相连接,所述安装筒22中从上到下依次设置有第三编码器24、第三电机25和第三减速器26;所述第二丝杠27与所述第三减速器26传动连接;所述外筒28连接在所述第二安装筒22的下端,所述外筒28的上端口设置有第二中心孔2801,所述第二中心孔2801为非圆孔,所述外筒28的下端为所述供油腔5,所述供油腔5内充满液压油;所述螺纹柱塞杆 29的上端通过螺孔与所述第二丝杠27螺纹配合,上端的外侧与第二中心孔2801 滑动配合,下端与所述供油腔5密封滑动配合。
第三减速器26和第三电机25可在第三编码器24的控制下带动第二丝杠27 原地转动,通过螺纹驱动螺纹柱塞杆29在第二中心孔2801和供油腔5中滑动,可将供油腔5中的液压油推入切割座6内或者从切割座6内吸出。
实施例7
参考图2、图3、图4和图5,在实施例1的基础上,所述切割座6与所述外筒28的下端螺纹配合,所述切割座6的轴心处设置有油道605,所述油道605 分别连通所述切割滑孔601和两个所述支撑滑孔602。
油道605的横截面呈十字形结构,其上端与外筒28的供油腔5相连通,其下端可同时与切割滑孔601的内端以及两个支撑滑孔602的内端相连通。
实施例8
参考图2,在实施例6的基础上,所述第三编码器24与所述上端盖23之间还设置有密封盖30,第三股所述控制线3穿过所述密封盖30后与所述第三编码器24电连接。
密封盖30可以防止油管内的液体从上端盖23与第二安装筒22之间的缝隙进入第二安装筒22内,避免第三编码器24受到污染。
实施例9
参考图2和图6,在实施例1的基础上,所述支撑活塞604的端部竖向设置有顶轮花键轴606,所述顶轮8设置在每个所述顶轮花键轴后606的上下两端,所述切割活塞603的端部设置有滚刀花键轴607,所述滚刀7设置在所述滚刀花键轴607的中部,所述滚刀7在水平面上位于两个所述顶轮8之间。
切割座6在旋转时,支撑活塞604和切割活塞603伸出,使顶轮花键轴606 上的两个顶轮8沿着油管32内壁滚动,同时滚刀花键轴607上的滚刀7沿着油管32的内壁滚动,同时挤压切割油管32,且切割缝位于两个顶轮8之间,使滚刀7和顶轮8互不影响。
实施例10
参考图1、图2、图3、图4、图5和图6,在以上任一项实施例的基础上,本发明的实施例提出一种井下油管带压切割方法,采用以上任一项实施例所述的井下油管带压切割工具实施,包括以下步骤:
S001:确认锚定组件中的卡瓦16处于非锚定状态,将电缆从防喷管上端滑动密封位置穿入,并与连接头1上的电缆插头2相连接,然后将整个井下油管带压切割工具放入防喷管内,再将防喷管下端安装于井口,之后通过电缆将整个井下油管带压切割工具下放到油管32内预定切割位置;
S002:启动第一电机11带动第一丝杠13旋转,使螺纹滑杆14向上牵引下卡瓦座15,进而推动卡瓦16沿着上卡瓦座9上的斜面向上运动并张开实现油管 32内壁锚定坐封;
S003:启动第二电机19带动液压组件和切割座6旋转,同时启动第三电机 25,第三电机25驱动螺纹柱塞杆29推动供油腔5内的液压油进入切割座6的油道605内,并通过油道605进入切割滑孔601和支撑滑孔602中,使切割活塞603和支撑活塞604向外伸展,使切割活塞603外端的滚刀7和支撑活塞604 端部的顶轮8接触油管32内壁后,并通过滚刀7逐步挤压油管32内壁,在切割座6旋转力驱动下,完成油管32切割;
S004:切割完毕后,控制第三电机25带动第二丝杠27旋转,驱动螺纹柱塞杆29向上运动,使油道605内产生吸力,加上带压状态下整个井下油管带压切割工具外部的压力,切割活塞603和支撑活塞604分别回缩到切割滑孔601 和支撑滑孔602内,使滚刀7和顶轮8分别回收到收缩位置,便于电缆安全起出井下油管带压切割工具;
S005:启动第一电机11带动第一丝杠13反向旋转,使螺纹滑杆14向下推动下卡瓦座15,对锚定组件进行解封,再上提电缆取出整个井下油管带压切割工具,完成回收。
在步骤S001中,确认锚定组件处于非锚定的安全状态时,是确定周向分布在上卡瓦座9下端的多个卡瓦16的径向外伸直径小于下卡瓦座15的外径,如果不是,则可启动第一电机11带动第一丝杠13旋转,第一丝杠13通过螺纹带动螺纹滑杆14在第一中心孔901中向下滑动,增加下卡瓦座15与上卡瓦座9 之间的距离,即可实现多个卡瓦16的非锚定状态。
在步骤S002中,利用锚定组件进行锚定坐封时,即启动第一电机11旋转带动第一丝杠13转动,使与之配合的螺纹滑杆14在上卡瓦座9的第一中心孔 901中向上运动,螺纹滑杆14牵引下卡瓦座15向上移动,并推动各个卡瓦16 沿上卡瓦座9上的各个斜面902上行,并径向伸展,使各个卡瓦16咬入油管内壁实现锚定坐封。
在步骤S003中,首先应上提油管,保证油管切割位置上提受力略大于自身重力;然后利用旋转驱动组件带动液压组件和切割座6周向旋转,即启动第二电机19旋转,同时启动第三电机25,逐级控制第三电机25的旋转圈数,第三电机25带动第二丝杠27转动,第二丝杠27余螺纹柱塞杆29螺纹配合,以此驱动螺纹柱塞杆29在第二中心孔2801中逐步下行,螺纹柱塞杆29的下端推动供油腔5中的液压油进入切割座6的油道601内,并分别进入一个切割滑孔601 和两个支撑滑孔602中,将两个支撑活塞604和一个切割活塞603推出,使切割活塞603端部的滚刀7与油管32内表面相接触,同时使两个支撑活塞604端部的顶轮8与油管32内表面相接触,在第二电机19旋转的带动下,液压组件和切割座6转动力驱动下,切割活塞603上的滚刀7在转动过程中逐渐挤入油管32的内壁,完成油管32切割。
在步骤S004中,切割完毕后,控制第三电机25带动第二丝杠27旋转,驱动螺纹柱塞杆29向上运动,切割座6的油道605内产生吸力,加上带压状态下整个井下油管带压切割工具外部的压力,切割滑孔601和支撑滑孔602内的液压油回流到供油腔5内,滚刀7和顶轮8回收到收缩位置,便于电缆安全起出井下油管带压切割工具。
在步骤S005中,对锚定组件进行解封,首先给电缆上提一定拉力,然后启动第一电机11驱动第一丝杠13使螺纹滑杆14向下推动下卡瓦座15向下移动,实现多个卡瓦16的有效解封,再上提电缆取出井下油管带压切割工具,完成回收。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,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,可轻易想到的变化或替换,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该以权利要求的保护范围为准。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段,这里不一一叙述。
Claims (8)
1.一种井下油管带压切割工具,其特征在于,包括:
锚定组件,所述锚定组件的上端设置有连接头(1),所述连接头(1)上设置有电缆插头(2),所述连接头(1)内设置有与所述电缆插头(2)相连接的三股控制线(3),其中第一股所述控制线(3)与所述锚定组件电连接;
旋转驱动组件,所述旋转驱动组件的上端与所述锚定组件的下端相连接,且第二股所述控制线(3)与所述旋转驱动组件电连接,所述旋转驱动组件的下端设置有花键轴(4),所述控制线(3)穿过所述花键轴(4);
液压组件,所述液压组件的上端与所述花键轴(4)固定连接,第三股所述控制线(3)与所述液压组件电连接,所述液压组件的下端设置有供油腔(5);
切割座(6),所述切割座(6)的上端与所述液压组件的下端相连接,所述切割座(6)的侧壁上均匀分布设置有一个切割滑孔(601)和两个支撑滑孔(602),所述供油腔(5)分别与所述切割滑孔(601)和两个支撑滑孔(602)的内端相连通;所述切割滑孔(601)内滑动装配有切割活塞(603),所述切割活塞(603)的外端装配有滚刀(7),两个所述支撑滑孔(602)内分别滑动装配有支撑活塞(604),所述支撑活塞(604)的外端装配有顶轮(8),所述支撑活塞(604)的端部竖向设置有顶轮花键轴(606),所述顶轮(8)设置在每个所述顶轮花键轴后(606)的上下两端,所述切割活塞(603)的端部设置有滚刀花键轴(607),所述滚刀(7)设置在所述滚刀花键轴(607)的中部,所述滚刀(7)在水平面上位于两个所述顶轮(8)之间;
所述锚定组件包括:
上卡瓦座(9),所述上卡瓦座(9)呈筒形,其上端与所述连接头(1)相连接,其内部从上到下依次设置有第一编码器(10)、第一电机(11)和第一减速器(12),所述上卡瓦座(9)的下端口设置有第一中心孔(901),所述第一中心孔(901)为非圆孔,所述上卡瓦座(9)的下端的外侧设置有多个斜面(902);
第一丝杠(13),所述第一丝杠(13)与所述第一减速器(12)的主轴传动连接;
螺纹滑杆(14),所述螺纹滑杆(14)滑动装配在所述第一中心孔(901)内,所述螺纹滑杆(14)的上端通过螺孔与所述第一丝杠(13)螺纹配合;
下卡瓦座(15),所述下卡瓦座(15)与所述螺纹滑杆(14)的下端相连接,所述下卡瓦座(15)与所述上卡瓦座(9)之间设置有多个卡瓦(16)。
2.根据权利要求1所述的井下油管带压切割工具,其特征在于,第一股所述控制线(3)与所述第一编码器(10)电连接,第二股所述控制线(3)和第三股所述控制线(3)穿过所述上卡瓦座(9)进入所述下卡瓦座(15)中。
3.根据权利要求1所述的井下油管带压切割工具,其特征在于,所述旋转驱动组件包括:
第一安装筒(17),所述第一安装筒(17)内从上到下依次设置有第二编码器(18)、第二电机(19)和第二减速器(20),所述第二减速器(20)与所述花键轴(4)传动连接;
下端盖(21),所述下端盖(21)装配在所述第一安装筒(17)的下端,所述花键轴(4)穿过所述下端盖(21)向下伸出。
4.根据权利要求3所述的井下油管带压切割工具,其特征在于,第二股所述控制线(3)与所述第二编码器(18)电连接,第三股所述控制线(3)分段穿过所述第一安装筒(17)、所述下端盖(21)和所述花键轴(4),所述第一安装筒(17)内设置有第一滑动接触环(1701),所述下端盖(21)的周面上设置有第一滑动接触片(2101),所述下端盖(21)的内侧设置有第二滑动接触片(2102),所述花键轴(4)的外侧设置有第二滑动接触环(401)。
5.根据权利要求1所述的井下油管带压切割工具,其特征在于,所述液压组件包括:
第二安装筒(22),所述第二安装筒(22)的上端设置有上端盖(23),所述上端盖(23)与所述花键轴(4)相连接,所述安装筒(22)中从上到下依次设置有第三编码器(24)、第三电机(25)和第三减速器(26);
第二丝杠(27),所述第二丝杠(27)与所述第三减速器(26)传动连接;
外筒(28),所述外筒(28)连接在所述第二安装筒(22)的下端,所述外筒(28)的上端口设置有第二中心孔(2801),所述第二中心孔(2801)为非圆孔,所述外筒(28)的下端为所述供油腔(5),所述供油腔(5)内充满液压油;
螺纹柱塞杆(29),所述螺纹柱塞杆(29)的上端通过螺孔与所述第二丝杠(27)螺纹配合,上端的外侧与第二中心孔(2801)滑动配合,下端与所述供油腔(5)密封滑动配合。
6.根据权利要求5所述的井下油管带压切割工具,其特征在于,所述切割座(6)与所述外筒(28)的下端螺纹配合,所述切割座(6)的轴心处设置有油道(605),所述油道(605)分别连通所述切割滑孔(601)和两个所述支撑滑孔(602)。
7.根据权利要求5所述的井下油管带压切割工具,其特征在于,所述第三编码器(24)与所述上端盖(23)之间还设置有密封盖(30),第三股所述控制线(3)穿过所述密封盖(30)后与所述第三编码器(24)电连接。
8.一种井下油管带压切割方法,采用权利要求1至7中任意一项所述的井下油管带压切割工具实施,其特征在于,包括以下步骤:
S001:确认锚定组件中的卡瓦处于非锚定状态,将电缆从防喷管上端滑动密封位置穿入,并与连接头上的电缆插头相连接,然后将整个井下油管带压切割工具放入防喷管内,再将防喷管下端安装于井口,之后通过电缆将整个井下油管带压切割工具下放到油管内预定切割位置;
S002:启动第一电机带动第一丝杠旋转,使螺纹滑杆向上牵引下卡瓦座,进而推动卡瓦沿着上卡瓦座上的斜面向上运动并张开实现油管内壁锚定坐封;
S003:启动第二电机带动液压组件和切割座旋转,同时启动第三电机,第三电机驱动螺纹柱塞杆推动供油腔内的液压油进入切割座的油道内,并通过油道进入切割滑孔和支撑滑孔中,使切割活塞和支撑活塞向外伸展,使切割活塞外端滚刀和支撑活塞端部的顶轮接触油管内壁后,并通过滚刀逐步挤压油管内壁,在切割座旋转力驱动下,完成油管切割;
S004:切割完毕后,控制第三电机带动第二丝杠旋转,驱动螺纹柱塞杆向上运动,使油道内产生吸力,加上带压状态下整个井下油管带压切割工具外部的压力,切割活塞和支撑活塞分别回缩到切割滑孔和支撑滑孔内,使滚刀和顶轮分别回收到收缩位置,便于电缆安全起出井下油管带压切割工具;
S005:启动第一电机带动第一丝杠反向旋转,使螺纹滑杆向下推动下卡瓦座,对卡瓦锚定单元进行解封,再上提电缆取出整个井下油管带压切割工具,完成回收。
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