CN116181265A - 一种井下电控切割工具及其使用方法 - Google Patents

一种井下电控切割工具及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种井下电控切割工具及其使用方法,包括进给电机外壳、进给电机下部外壳、上扶正外壳、旋转部悬挂外壳、旋转部外壳、下扶正悬挂外壳、下扶正外壳;转动轴上端通过联轴器与进给电机的输出轴连接,下端穿过轴承并与丝杆座上端连接;丝杆上端螺纹连接在丝杆座内,下端固定在电机上盖上;电机输出轴通过悬挂联轴器与旋转轴连接;刀架一端设有刀具,另一端滑动安装在斜推杆上;旋转轴通过扶正联轴器与连接杆连接;斜楔块外壁上设有燕尾槽,弹簧帽一端设有滑动安装在燕尾槽内的滚轮。本发明提供的井下电控切割工具能够解决传统切割方式污染环境,切割精度低,切口不平整,切割效果差,准备时间长,存在安全隐患等问题。

Description

一种井下电控切割工具及其使用方法
技术领域
本发明涉及石油工程技术领域,具体是一种井下电控切割工具及其使用方法。
背景技术
在石油工程领域内,随着油田开发的深入,油井生产时间的延长,油井井下故障增多,管柱的变形,磨损等情况时常出现,使得石油开采工作存在一定的安全隐患,降低了石油的开采效率。另外,随着石油的不断开采,堵井弃井作业和老井再完井作业的需求也越来越多。此外,井下工具故障造成的卡管柱问题也逐渐增多,如下放油井深部的封隔器由于故障卡死在油井套管上,造成井下管柱卡井。解决这些问题的必要方法就是对油井井下管柱的切割处理。
传统的切割方法有爆炸切割,化学切割,火炬切割等。这三种切割方法往往会对井内环境造成污染,且无法精确控制切割过程和结果。另外,这三种切割方法在作业过程中都存在一定的不可控因素,有一定的安全隐患,其作业前的准备工作也比较长。因此,对新型井下切割工具的设计研发是迫在眉睫的。
井下电控切割是一种通过测井电缆输送和地面控制的机械式切割技术,其优点为:
(1)工具外形固定,但可以根据管柱内径的不同,设计不同尺寸的切割工具,适用范围广;
(2)通过地面控制切割工具,实时反馈和调整切割过程,因此方便控制,切割精度高;
(3)工具使用刀片进行切割,单次作业磨损较小,因此可实现连续多次切割作业,工作效率高;
(4)机械结构传动,维护方便,安全性和可靠性较高。
现有技术至少存在以下技术问题:目前国内的井下电控切割工具发展比较落后,传统的机械切割工具在切割过程中的刀具轨迹,往往是一条螺旋线,切割效率低,稳定性低;锚定和扶正机构只在刀具一端,在切割工程中会产生反扭矩,影响切割工具的稳定性,降低切割作业的可靠性。因此,目前国内尚没有成熟的切割工具在市场上应用。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的问题,提供一种井下电控切割工具及其使用方法。
本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是:一种井下电控切割工具,包括进给电机外壳、进给电机下部外壳、上扶正外壳、旋转部悬挂外壳、旋转部外壳、下扶正悬挂外壳、下扶正外壳,所述进给电机外壳、进给电机下部外壳、上扶正外壳、旋转部悬挂外壳依次连接,所述旋转部外壳下端与下扶正悬挂外壳上端连接;
所述进给电机外壳内设有进给电机,所述进给电机下部外壳内设有联轴器、转动轴、轴承;所述上扶正外壳内设有丝杆座、丝杆、滑动安装在上扶正外壳内的旋转电机滑座以及安装在旋转电机滑座内的旋转电机;所述旋转部悬挂外壳内设有悬挂花键、悬挂轴承、悬挂件以及安装在悬挂件内的悬挂联轴器;所述悬挂件安装在悬挂轴承内;所述悬挂件与旋转部外壳通过螺栓进行连接;所述旋转部外壳内设有旋转轴、径向设置的刀架、刀架出去孔以及安装在旋转轴上的上盘、下盘;所述下扶正悬挂外壳内设有扶正轴承、扶正联轴器、固定螺栓以及安装在扶正轴承内的扶正悬挂件;所述扶正联轴器安装在扶正悬挂件内;所述扶正悬挂件通过固定螺栓与下扶正外壳连接;所述下扶正外壳内设有连接杆、弹簧帽进出孔、转动连接在连接杆下端的斜楔块和径向设置的弹簧帽;
所述转动轴上端通过联轴器与进给电机的输出轴连接,下端穿过轴承并与丝杆座上端连接;所述旋转电机具有电机上盖、电机输出轴;所述丝杆上端螺纹连接在丝杆座内,下端固定在电机上盖上;所述电机输出轴通过悬挂联轴器与旋转轴连接;所述上盘、下盘之间设有斜推杆;所述刀架一端设有刀具,另一端滑动安装在斜推杆上;所述旋转轴通过扶正联轴器与连接杆连接;所述斜楔块外壁上设有燕尾槽,所述弹簧帽一端设有滑动安装在燕尾槽内的滚轮。
进一步的技术方案是,该切割工具还包括锚定系统,所述锚定系统包括连接在进给电机外壳上的锚定外壳和安装在锚定外壳内的锚定丝杆座、锚定联轴器、锚定推盘;所述锚定丝杆座内设有锚定丝杆;所述锚定外壳下端外壁设有锚定槽,所述锚定槽上端具有移动孔,下端内设有上锚定腿、下锚定腿;所述锚定推盘上端设有连接杆,外圆周面上设有位于移动孔内的连接柱;所述连接杆通过锚定联轴器与锚定丝杆连接;所述上锚定腿的两端分别与连接杆、下锚定腿上端铰接,所述下锚定腿下端铰接在所述锚定槽内。
进一步的技术方案是,所述锚定槽具有三个,并均布在锚定外壳下端外壁上。
进一步的技术方案是,所述上扶正外壳的下端外壁上设有扶正槽,所述扶正槽内设有电动升降机构、扶正下腿、扶正上腿、扶正固定柱,所述电动升降机构、扶正固定柱分别轴向安装在扶正槽两端,所述电动升降机构4具有轴向推杆,所述扶正上腿两端分别与扶正固定柱、扶正下腿上端铰接,所述扶正下腿下端与轴向推杆铰接。
进一步的技术方案是,所述扶正槽具有三个,并均布在上扶正外壳下端外壁上。
进一步的技术方案是,所述燕尾槽包括斜段和平段。
进一步的技术方案是,所述燕尾槽具有三条,并均布在斜楔块外壁上。
进一步的技术方案是,所述上盘上设有铰接槽和径向设置的调节螺栓,所述铰接槽内设有铰接件,所述调节螺栓与铰接件连接。
一种井下电控切割工具的使用方法,包括以下步骤:
步骤a、向油井内下放井下电控切割工具,至管柱切割作业位置;
步骤b、通过地面控制,转动锚定丝杆座;锚定丝杆座通过锚定丝杆使锚定推盘下移,锚定推盘经连接柱带动锚定上腿下移,进而下锚定腿和上锚定腿向外转动,实现锚定;之后锚定丝杆座电流增大,关闭锚定丝杆座;
步骤c、通过地面控制,打开三个电动升降机构;电动升降机构推动扶正下腿上移,进而带动扶正上腿向外伸展,实现扶正;
步骤d、通过地面控制,打开进给电机和旋转电机;进给电机经联轴器,将动力输出给转动轴,进而带动丝杆座进行转动;丝杆座转动时,拉起丝杠连同旋转电机滑座向上移动,从而带动旋转轴和斜楔块上移;刀具通过斜推杆推动刀架径向伸出,执行切割功能;斜楔块通过滚轮将弹簧帽推出,实现扶正效果;同时,旋转电机通过花键带动旋转部悬挂外壳的悬挂件,进而带动整个旋转部进行旋转,实现刀具的周向转动,从而完成切割任务;
步骤e、切割完成后,可侦测到进给电机和旋转电机电流减小,此时关闭进给电机和旋转电机,随后使之反转,斜推杆通过斜面对刀架施加径向力使之收回;斜楔块通过燕尾槽将弹簧帽收回工具内;之后关闭进给电机和旋转电机;
步骤f、将锚定腿和扶正腿收回,解除锚定状态;
步骤g、如需连续多次切割,可重复步骤a-e,直至切割任务全部完成;之后将工具拉出。
本发明具有以下有益效果:
本发明提供的井下电控切割工具是一种应用于油井井下管柱切割的一种可电控切割工具,能够解决传统切割方式污染环境,切割精度低,切口不平整,切割效果差,准备时间长,存在安全隐患等问题。本发明的井下电控切割工具与传统的井下机械切割工具相比,由刀具一端扶正或锚定改为刀具一端锚定,另一端扶正,对切割作业有良好的稳定作用,具有提高切割精度,保证切割作业顺利完成等优势。
本发明提供的井下电控切割工具,锚定丝杆座输出轴经过联轴器,与锚定推盘进行连接,在锚定装置伸展到与管壁完全接触后,过高的负载并不能直接传递至锚定丝杆座中,避免了锚定丝杆座因超载而发生烧毁的情况,保证了锚定丝杆座的运转稳定性。此外,锚定丝杆座具有自锁性,在关闭后,仍然可以保持锚定腿的姿态,对锚定系统的维稳起到至关重要的作用。
本发明提供的井下电控切割工具,通过先锚定,再两端扶正的方法,改善了工具在井下作业的姿态调整,保证了工具的对中性。
本发明提供的井下电控切割工具,采用两端支撑的方式,大幅降低了了刀具切割作业产生的反扭矩,且减少了刀具切割产生的振动,提高了切割作业的稳定性。
本发明提供的井下电控切割工具,上扶正系统采用三个电动推杆控制不同的扶正结构,根据不同的电流增大顺序,对三个电动推杆轮流关停,分别控制三个扶正结构的伸展长度,大大提高了工具在面对复杂井下工况时的作业稳定性。
本发明提供的井下电控切割工具,下扶正系统中斜楔与弹簧帽之间通过燕尾槽相配合,有效保证了斜楔在上移和下移时,扶正系统的正常运行,且通过滑轮接触,降低了配合之间产生的摩擦力,提高了传动效率,降低了对电机的功率要求,使工具更具可行性。
本发明提供的井下电控切割工具,进给电机输出轴经联轴器与转动轴相连,转动轴在与丝杠上盖相连时,先与固定于外壳的平面推力轴承相配合,由推力轴承与外壳提供拉力,转动轴在转动时与丝杠产生的下拉力无法作用于进给电机轴,对进给电机的平稳运行提供了良好的保障。
本发明提供的井下电控切割工具,进给推杆与进给件上盘和进给件下盘通过铰接件和调节螺母进行连接。根据不同的应用场景,通过调节螺母可以调整进给推杆的斜率,进而调整刀具进给的速率,扩大了工具的使用范围。
本发明提供的井下电控切割工具,旋转外壳与推杆转动速度相同,使刀架转动的力由旋转外壳提供,避免了对刀架的斜槽位置产生剪切力,保障了机构的正常运行,提高工具的稳定性。
由于传统井下机械切割工具的刀具在切割过程中,随着刀具的进给,其切割轨迹为向上的密集螺旋线,不在一个平面内,切削量与切割力矩大,既对作业条件要求高,又影响切割效率,延长了作业时间,造成了不必要的浪费。本发明提供的井下电控切割工具,在切割过程中,通过旋转部的整体转动,带动刀具进行周向转动切割,增加了切割过程的稳定性,提高了切割效率。
附图说明
图1是本发明井下电控切割工具初始状态的主视时立体剖视图;
图2是本发明井下电控切割工具切割状态的主视时立体剖视图
图3是本发明井下电控切割工具的锚定系统原始状态立体剖视图;
图4是本发明井下电控切割工具的锚定系统锚定状态立体剖视图;
图5是本发明井下电控切割工具中上扶正系统立体剖视图;
图6是本发明井下电控切割工具中进给系统原始状态立体剖视图;
图7是本发明井下电控切割工具中进给系统切割状态立体剖视图;
图8是本发明井下电控切割工具中上盘立体剖视图;
图9是本发明井下电控切割工具中铰接件立体剖视图;
图10是本发明井下电控切割工具中下扶正系统立体示意图;
图11是本发明井下电控切割工具中悬挂部的立体示意图;
图12是本发明井下电控切割工具中悬挂件的立体示意图。
图中所示:1、锚定丝杆座;101、锚定联轴器;102、锚定推盘;103、连接杆;104、上锚定腿;105、下锚定腿;107、锚定外壳;2、进给电机;201、进给电机外壳;202、联轴器;203、转动轴;204、轴承;205、丝杠座;206、丝杠;207、进给电机下部外壳3、旋转电机;301、电机上盖;302、旋转电机滑座;303、电机输出轴;304、花键;305、悬挂轴承;306、悬挂件;307、旋转部悬挂外壳;308、悬挂联轴器;309、旋转轴;310、扶正联轴器;311、连接杆;4、电动升降机构;401、扶正下腿;402、扶正上腿;403、扶正固定柱;404、上扶正外壳;5、旋转部外壳;501、上盘;502、斜推杆;503、刀架;504、刀具;505、下盘;506、调节螺栓;507、铰接件;6、下扶正外壳;601、下扶正悬挂外壳;602、扶正悬挂件;603、扶正轴承;604、固定螺栓;605、斜楔块;606、滚轮;607、弹簧帽。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做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。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1-12所示,本发明提供了一种井下电控切割工具,包括切割工具锚定系统、切割工具扶正系统、切割刀具进给系统和切割刀具旋转系统。
切割工具的锚定系统的动力来源为锚定丝杆座1,其安装于工具上方,电动推杆1输出轴经锚定联轴器101与锚定推盘102连接,锚定推盘102经连接柱103与锚定部分连接;
切割工具的扶正系统的动力来源为电动升降机构4,其安装于工具外部,通过推动扶正下腿401使扶正系统伸展,实现扶正功能;
切割刀具进给系统的动力来源为进给电机2,其安装于锚定丝杆座1下方,电机转动轴203经进给丝杠机构与旋转电机滑座302相连;
切割刀具旋转系统的动力来源为旋转电机3,其安装于工具中部可上下滑动的旋转电机滑座302中,电机输出轴303经花键304与悬挂件306连接,悬挂件306与旋转部外壳5通过螺栓进行连接,下方安装有进给机构和斜楔块605。
具体包括进给电机外壳201、进给电机下部外壳207、上扶正外壳404、旋转部悬挂外壳307、旋转部外壳5、下扶正悬挂外壳601、下扶正外壳6;安装在进给电机外壳201上的锚定外壳107和安装在锚定外壳107内的锚定丝杆座1、锚定联轴器101、锚定推盘102;所述锚定丝杆座1内设有锚定丝杆;所述锚定外壳107下端外壁均布设有三个锚定槽,所述锚定槽上端具有移动孔,下端内设有上锚定腿104、下锚定腿105;所述锚定推盘102上端设有连接杆103,外圆周面上设有位于移动孔内的连接柱103;所述连接杆通过锚定联轴器101与锚定丝杆连接;所述上锚定腿104的两端分别与连接杆103、下锚定腿105上端铰接,所述下锚定腿105下端铰接在所述锚定槽内;这样锚定丝杆座1转动时可带动锚定推盘102上下移动,进而实现锚定和解除锚定;
所述进给电机外壳201内设有进给电机2,所述进给电机下部外壳207内设有联轴器202、转动轴203、轴承204;所述上扶正外壳404内设有丝杆座205、丝杆206、滑动安装在上扶正外壳404内的旋转电机滑座302以及安装在旋转电机滑座302内的旋转电机3;其中丝杆座205内具有螺旋槽,螺旋槽与丝杠206相配合,形成循环通道;
所述旋转部悬挂外壳307内设有悬挂花键304、悬挂轴承305、安装在悬挂轴承305内的悬挂件306以及安装在悬挂件306内的悬挂联轴器308;所述悬挂件306与旋转部外壳上端5通过螺栓进行连接;所述旋转部外壳5内设有旋转轴309、径向设置的刀架503、刀架出去孔以及安装在旋转轴309上的上盘501、下盘505;所述下扶正悬挂外壳601内设有扶正轴承603、扶正悬挂件602、固定螺栓604以及安装在扶正轴承603内的扶正悬挂件602、扶正联轴器310;所述扶正联轴器310安装在扶正悬挂件602内;所述扶正悬挂件602通过固定螺栓604与下扶正外壳6上端连接;所述下扶正外壳6内设有连接杆311、弹簧帽进出孔、转动安装在连接杆311下端的斜楔块605和径向设置的弹簧帽607;其中斜楔块605与连接杆311的具体连接方式可以为斜楔块605上端内设有轴承,连接杆311下端安装在斜楔块605内的轴承内,这样可以使得连接杆311在转动时,斜楔块605保持静止;
所述转动轴203上端通过联轴器202与进给电机2的输出轴连接,下端穿过轴承204并与丝杆座205上端连接;所述旋转电机3具有电机上盖301、电机输出轴303;所述丝杆206上端螺纹连接在丝杆座205内,下端固定在电机上盖301上;所述电机输出轴303通过悬挂联轴器308与旋转轴309连接;所述上盘501、下盘505之间设有斜推杆502;所述刀架503一端设有刀具504,另一端滑动安装在斜推杆502上;所述旋转轴309通过扶正联轴器310与连接杆连接;所述斜楔块605外壁上均布设有三个燕尾槽,所述燕尾槽包括斜段和平段,所述弹簧帽607一端设有滑动安装在燕尾槽内的滚轮606。
本发明中锚定外壳107、给电机外壳201、进给电机下部外壳207、上扶正外壳404、旋转部悬挂外壳307从上到下依次连接;所述旋转部外壳5下端与下扶正悬挂外壳601上端连接;该连接方式可以采用螺栓连接方式,具体是一个轴向开孔,另一个开槽,并在槽内轴向开孔,两个轴向孔内通过螺栓连接在一起;
本发明提供的井下电控切割工具,下扶正系统中斜楔块605与弹簧帽607之间通过燕尾槽相配合,有效保证了斜楔块605在上移和下移时,扶正系统的正常运行,且通过滑轮606接触,降低了配合之间产生的摩擦力,提高了传动效率,降低了对电机的功率要求,使工具更具可行性。
在本实施例中,如图5所示,为了提高本发明的扶正效果,优选的实施方式是增加上扶正系统,具体的是所述上扶正外壳404的下端外壁上均布设有三个扶正槽,所述扶正槽内设有电动升降机构4、扶正下腿401、扶正上腿402、扶正固定柱403,所述电动升降机构4、扶正固定柱403分别轴向安装在扶正槽两端,所述电动升降机构4具有轴向推杆,所述扶正上腿402两端分别与扶正固定柱403、扶正下腿401上端铰接,所述扶正下腿401下端与轴向推杆铰接。
本发明提供的井下电控切割工具,上扶正系统采用三个电动升降机构4控制不同的扶正结构,根据不同的电流增大顺序,对三个电动升降机构4轮流关停,分别控制三个扶正结构的伸展长度,大大提高了工具在面对复杂井下工况时的作业稳定性。
在本实施例中,如图8和9所示,所述上盘501上设有铰接槽和径向设置的调节螺栓506,所述铰接槽内设有铰接件507,斜推杆502上端与铰接件507铰接,所述调节螺栓506与铰接件507连接。其下盘505也是采用相同的连接结构。本发明提供的井下电控切割工具,斜推杆502与上盘501和下盘505都是通过铰接件507和调节螺母506进行连接。根据不同的应用场景,通过调节螺母506可以调整进给斜推杆502的斜率,进而调整刀具进给的速率,扩大了工具的使用范围。
本发明提供的井下电控切割工具能够解决传统切割方式污染环境,切割精度低,切口不平整,切割效果差,准备时间长,存在安全隐患等问题。
本发明的井下电控切割工具与传统的井下机械切割工具相比,由刀具一端扶正或锚定改为刀具一端锚定,另一端扶正,对切割作业有良好的稳定作用,具有提高切割精度,保证切割作业顺利完成等优势。
本发明提供的井下电控切割工具,采用两端支撑的方式,大幅降低了了刀具切割作业产生的反扭矩,且减少了刀具切割产生的振动,提高了切割作业的稳定性。
本发明提供的井下电控切割工具,旋转外壳与推杆转动速度相同,使刀架转动的力由旋转外壳提供,避免了对刀架的斜槽位置产生剪切力,保障了机构的正常运行,提高工具的稳定性。
一种井下电控切割工具的使用方法,包括以下步骤:
步骤a、向油井内下放井下电控切割工具,至管柱切割作业位置;
步骤b、通过地面控制,转动锚定丝杆座1;锚定丝杆座1通过锚定丝杆使锚定推盘102下移,锚定推盘102经连接柱103带动锚定上腿104下移,进而下锚定腿105和上锚定腿104向外转动,实现锚定;之后锚定丝杆座电流增大,关闭锚定丝杆座;
步骤c、通过地面控制,打开三个电动升降机构4;电动升降机构4推动扶正下腿401上移,进而带动扶正上腿402向外伸展,实现扶正;
步骤d、通过地面控制,打开进给电机2和旋转电机3;进给电机2经联轴器202,将动力输出给转动轴203,进而带动丝杆座205进行转动;丝杆座205转动时,拉起丝杠206连同旋转电机滑座302向上移动,从而带动旋转轴309和斜楔块605上移;刀具504通过斜推杆502推动刀架503径向伸出,执行切割功能;斜楔块605通过滚轮606将弹簧帽607推出,实现扶正效果;同时,旋转电机3通过花键304带动旋转部悬挂外壳307的悬挂件306,进而带动整个旋转部进行旋转,实现刀具的周向转动,从而完成切割任务;
步骤e、切割完成后,可侦测到进给电机2和旋转电机3的电流减小,此时关闭进给电机2和旋转电机3,随后使之反转,斜推杆502通过斜面对刀架503施加径向力使之收回;斜楔块605通过燕尾槽将弹簧帽607收回工具内;之后关闭进给电机2和旋转电机3;
步骤f、将锚定腿和扶正腿收回,解除锚定状态;
步骤g、如需连续多次切割,可重复步骤a-e,直至切割任务全部完成;之后将工具拉出。
以上所述,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已通过上述实施例揭示,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,可利用上述揭示的技术内容作出些变动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种井下电控切割工具,其特征在于,包括进给电机外壳、进给电机下部外壳、上扶正外壳、旋转部悬挂外壳、旋转部外壳、下扶正悬挂外壳、下扶正外壳,所述进给电机外壳、进给电机下部外壳、上扶正外壳、旋转部悬挂外壳依次连接,所述旋转部外壳下端与下扶正悬挂外壳上端连接;
所述进给电机外壳内设有进给电机,所述进给电机下部外壳内设有联轴器、转动轴、轴承;所述上扶正外壳内设有丝杆座、丝杆、滑动安装在上扶正外壳内的旋转电机滑座以及安装在旋转电机滑座内的旋转电机;所述旋转部悬挂外壳内设有悬挂花键、悬挂轴承、悬挂件以及安装在悬挂件内的悬挂联轴器;所述悬挂件安装在悬挂轴承内;所述悬挂件与旋转部外壳通过螺栓进行连接;所述旋转部外壳内设有旋转轴、径向设置的刀架、刀架出去孔以及安装在旋转轴上的上盘、下盘;所述下扶正悬挂外壳内设有扶正轴承、扶正联轴器、固定螺栓以及安装在扶正轴承内的扶正悬挂件;所述扶正联轴器安装在扶正悬挂件内;所述扶正悬挂件通过固定螺栓与下扶正外壳连接;所述下扶正外壳内设有连接杆、弹簧帽进出孔、转动连接在连接杆下端的斜楔块和径向设置的弹簧帽;
所述转动轴上端通过联轴器与进给电机的输出轴连接,下端穿过轴承并与丝杆座上端连接;所述旋转电机具有电机上盖、电机输出轴;所述丝杆上端螺纹连接在丝杆座内,下端固定在电机上盖上;所述电机输出轴通过悬挂联轴器与旋转轴连接;所述上盘、下盘之间设有斜推杆;所述刀架一端设有刀具,另一端滑动安装在斜推杆上;所述旋转轴通过扶正联轴器与连接杆连接;所述斜楔块外壁上设有燕尾槽,所述弹簧帽一端设有滑动安装在燕尾槽内的滚轮。
2.根据权利要求1所述的一种井下电控切割工具,其特征在于,该切割工具还包括锚定系统,所述锚定系统包括连接在进给电机外壳上的锚定外壳和安装在锚定外壳内的锚定丝杆座、锚定联轴器、锚定推盘;所述锚定丝杆座内设有锚定丝杆;所述锚定外壳下端外壁设有锚定槽,所述锚定槽上端具有移动孔,下端内设有上锚定腿、下锚定腿;所述锚定推盘上端设有连接杆,外圆周面上设有位于移动孔内的连接柱;所述连接杆通过锚定联轴器与锚定丝杆连接;所述上锚定腿的两端分别与连接杆、下锚定腿上端铰接,所述下锚定腿下端铰接在所述锚定槽内。
3.根据权利要求2所述的一种井下电控切割工具,其特征在于,所述锚定槽具有三个,并均布在锚定外壳下端外壁上。
4.根据权利要求1所述的一种井下电控切割工具,其特征在于,所述上扶正外壳的下端外壁上设有扶正槽,所述扶正槽内设有电动升降机构、扶正下腿、扶正上腿、扶正固定柱,所述电动升降机构、扶正固定柱分别轴向安装在扶正槽两端,所述电动升降机构4具有轴向推杆,所述扶正上腿两端分别与扶正固定柱、扶正下腿上端铰接,所述扶正下腿下端与轴向推杆铰接。
5.根据权利要求4所述的一种井下电控切割工具,其特征在于,所述扶正槽具有三个,并均布在上扶正外壳下端外壁上。
6.根据权利要求1所述的一种井下电控切割工具,其特征在于,所述燕尾槽包括斜段和平段。
7.根据权利要求6所述的一种井下电控切割工具,其特征在于,所述燕尾槽具有三条,并均布在斜楔块外壁上。
8.根据权利要求1所述的一种井下电控切割工具,其特征在于,所述上盘上设有铰接槽和径向设置的调节螺栓,所述铰接槽内设有铰接件,所述调节螺栓与铰接件连接。
9.一种井下电控切割工具的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤a、向油井内下放井下电控切割工具,至管柱切割作业位置;
步骤b、通过地面控制,转动锚定丝杆座;锚定丝杆座通过锚定丝杆使锚定推盘下移,锚定推盘经连接柱带动锚定上腿下移,进而下锚定腿和上锚定腿向外转动,实现锚定;之后锚定丝杆座电流增大,关闭锚定丝杆座;
步骤c、通过地面控制,打开三个电动升降机构;电动升降机构推动扶正下腿上移,进而带动扶正上腿向外伸展,实现扶正;
步骤d、通过地面控制,打开进给电机和旋转电机;进给电机经联轴器,将动力输出给转动轴,进而带动丝杆座进行转动;丝杆座转动时,拉起丝杠连同旋转电机滑座向上移动,从而带动旋转轴和斜楔块上移;刀具通过斜推杆推动刀架径向伸出,执行切割功能;斜楔块通过滚轮将弹簧帽推出,实现扶正效果;同时,旋转电机通过花键带动旋转部悬挂外壳的悬挂件,进而带动整个旋转部进行旋转,实现刀具的周向转动,从而完成切割任务;
步骤e、切割完成后,可侦测到进给电机和旋转电机电流减小,此时关闭进给电机和旋转电机,随后使之反转,斜推杆通过斜面对刀架施加径向力使之收回;斜楔块通过燕尾槽将弹簧帽收回工具内;之后关闭进给电机和旋转电机;
步骤f、将锚定腿和扶正腿收回,解除锚定状态;
步骤g、如需连续多次切割,可重复步骤a-e,直至切割任务全部完成;之后将工具拉出。
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Citations (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5732770A (en) * 1996-08-02 1998-03-31 Weatherford/Lamb, Inc. Wellbore cutter
US20120186828A1 (en) * 2011-01-25 2012-07-26 Halliburton Energy Services, Inc. Composite Bow Centralizer
CN202493251U (zh) * 2011-12-23 2012-10-17 中国石油化工股份有限公司 水平井测井开伞辅助装置
WO2015009662A2 (en) * 2013-07-15 2015-01-22 Deltide Energy Services, Llc Well bore casing cutting tool having an improved blade structure and pad type stabilizers
CN104747097A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 贵州高峰石油机械股份有限公司 可变三个以上直径的液压变径稳定器及变径方法
CN104963640A (zh) * 2015-07-22 2015-10-07 中国石油化工股份有限公司 水平井连续油管锁定式液力送钻及报警系统
CN204686159U (zh) * 2015-06-01 2015-10-07 丁玉岭 井下油、套管电动切割器
US20150376966A1 (en) * 2014-06-25 2015-12-31 Smith International, Inc. Cutting insert for initiating a cutout
US20160251924A1 (en) * 2015-02-26 2016-09-01 Westerton (Uk) Limited Cutting tool
US20170058612A1 (en) * 2013-11-29 2017-03-02 Nov Downhole Eurasia Limited Multi Cycle Downhole Tool
US20180135372A1 (en) * 2016-11-17 2018-05-17 Energy Fishing and Rental Services, Inc. Wellbore cleanout system
CN112443286A (zh) * 2019-09-04 2021-03-05 中国石油化工股份有限公司 一种井下油套管等离子切割装置及方法
CN112647846A (zh) * 2021-01-08 2021-04-13 中国地质大学(北京) 一种新型旋转导向钻进设备及旋转导向方法
CN112855060A (zh) * 2021-02-19 2021-05-28 西安石竹能源科技有限公司 一种电缆驱动井下切割仪及控制方法
CN112963110A (zh) * 2021-04-09 2021-06-15 中国地质大学(北京) 一种径向水平井密封装置、钻井设备及钻井方法
CN112983323A (zh) * 2021-03-23 2021-06-18 中国石油大学(华东) 一种油管内电动切割工具
CN213540314U (zh) * 2021-06-03 2021-06-25 东营中昶能源科技有限公司 一种切割机械用锚定装置
CN213684041U (zh) * 2020-09-28 2021-07-13 天合石油集团汇丰石油装备股份有限公司 一种扶正式套管割刀
US20210254422A1 (en) * 2018-06-28 2021-08-19 Schlumberger Technology Corporation Methods and apparatus for removing sections of a wellbore wall
CN114427365A (zh) * 2020-10-29 2022-05-03 中国石油化工股份有限公司 一种以电缆为传输载体的远控管材切割装置及切割方法
CN114607303A (zh) * 2020-12-09 2022-06-10 中海油能源发展股份有限公司 一种电驱动井下油管内切割工具
CN115405247A (zh) * 2021-05-28 2022-11-29 中国石油天然气股份有限公司 一种收放可控的井下切割装置
CN115807640A (zh) * 2021-09-13 2023-03-17 中国石油天然气股份有限公司 一种井下电缆传输电动切割执行机构、系统及工艺

Patent Citations (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5732770A (en) * 1996-08-02 1998-03-31 Weatherford/Lamb, Inc. Wellbore cutter
US20120186828A1 (en) * 2011-01-25 2012-07-26 Halliburton Energy Services, Inc. Composite Bow Centralizer
CN202493251U (zh) * 2011-12-23 2012-10-17 中国石油化工股份有限公司 水平井测井开伞辅助装置
WO2015009662A2 (en) * 2013-07-15 2015-01-22 Deltide Energy Services, Llc Well bore casing cutting tool having an improved blade structure and pad type stabilizers
US20170058612A1 (en) * 2013-11-29 2017-03-02 Nov Downhole Eurasia Limited Multi Cycle Downhole Tool
CN104747097A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 贵州高峰石油机械股份有限公司 可变三个以上直径的液压变径稳定器及变径方法
US20150376966A1 (en) * 2014-06-25 2015-12-31 Smith International, Inc. Cutting insert for initiating a cutout
US20160251924A1 (en) * 2015-02-26 2016-09-01 Westerton (Uk) Limited Cutting tool
CN204686159U (zh) * 2015-06-01 2015-10-07 丁玉岭 井下油、套管电动切割器
CN104963640A (zh) * 2015-07-22 2015-10-07 中国石油化工股份有限公司 水平井连续油管锁定式液力送钻及报警系统
US20180135372A1 (en) * 2016-11-17 2018-05-17 Energy Fishing and Rental Services, Inc. Wellbore cleanout system
US20210254422A1 (en) * 2018-06-28 2021-08-19 Schlumberger Technology Corporation Methods and apparatus for removing sections of a wellbore wall
CN112443286A (zh) * 2019-09-04 2021-03-05 中国石油化工股份有限公司 一种井下油套管等离子切割装置及方法
CN213684041U (zh) * 2020-09-28 2021-07-13 天合石油集团汇丰石油装备股份有限公司 一种扶正式套管割刀
CN114427365A (zh) * 2020-10-29 2022-05-03 中国石油化工股份有限公司 一种以电缆为传输载体的远控管材切割装置及切割方法
CN114607303A (zh) * 2020-12-09 2022-06-10 中海油能源发展股份有限公司 一种电驱动井下油管内切割工具
CN112647846A (zh) * 2021-01-08 2021-04-13 中国地质大学(北京) 一种新型旋转导向钻进设备及旋转导向方法
CN112855060A (zh) * 2021-02-19 2021-05-28 西安石竹能源科技有限公司 一种电缆驱动井下切割仪及控制方法
CN112983323A (zh) * 2021-03-23 2021-06-18 中国石油大学(华东) 一种油管内电动切割工具
CN112963110A (zh) * 2021-04-09 2021-06-15 中国地质大学(北京) 一种径向水平井密封装置、钻井设备及钻井方法
CN115405247A (zh) * 2021-05-28 2022-11-29 中国石油天然气股份有限公司 一种收放可控的井下切割装置
CN213540314U (zh) * 2021-06-03 2021-06-25 东营中昶能源科技有限公司 一种切割机械用锚定装置
CN115807640A (zh) * 2021-09-13 2023-03-17 中国石油天然气股份有限公司 一种井下电缆传输电动切割执行机构、系统及工艺

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FU, ZY等: "Modeling and Investigation of the Velocity-Dependent Cutting Process with PDC Cutters Using the Discrete Element Method", SHOCK AND VIBRATION, vol. 2023 *
施连海等: "水力喷砂割缝工具改进研究与应用", 石油机械, no. 2002 *

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