海上采油平台废弃井筒超高压磨料射流切割系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种海上采油平台废弃井筒超高压磨料射流切割系统及方法，其技术方案是：低压供水系统将过滤后的海水泵入超高压柱塞泵中，增压后输送至超高压磨料射流调制系统，将磨料颗粒与超高压水混合后形成超高压磨料浆体，由超高压管线输送至绞车；高压供气系统的输气管线、液压控制系统的多根液压管线由绞车集成捆扎后形成脐带缆，然后与井下超高压切割执行系统连接；有益效果是：将液压旋转驱动、液压锚定、磨料切割三路流道相互独立，且转速、锚定力与射流压力均连续可调，同时，超高压小排量磨料射流切割系统引入了对高速射流进行气体保护的功能，大幅提高切割效率，且能够切割不同尺寸的单层及多层偏心井筒，适用范围广。广。广。

【技术实现步骤摘要】
海上采油平台废弃井筒超高压磨料射流切割系统及方法


[0001]本专利技术涉及海上油气田开发领域，特别涉及一种海上采油平台废弃井筒超高压磨料射流切割系统及方法。

技术介绍

[0002]海上油气田弃置是任何油气田拥有者的必选动作。海上油气生产设施废弃过程涉及到大量的切割作业，如导管架切割、平台桩腿切割、废弃井筒切割、弃井井口切割等，目前海上油气生产设施废弃过程中采用过的切割技术主要包括定向爆破切割、机械割刀切割、钻石线切割等。
[0003]（1）机械割刀在切割导管架、钢桩等单层管柱时效果较好，对多层管柱，尤其是用固井水泥胶结偏心的多层套管（如弃井井筒）的切割则无能为力；（2）钻石线切割方式常用于在水面以上从结构物外部进行切割，若切割海床以下的结构物时（如弃井井筒、平台桩腿等），需要挖泥造坑，而海底淤泥的回填则会导致施工困难与较大的风险；（3）定向爆破在所有的切割方式中效率最高且费用最省，但存在较大的危险性，重要的是会对海洋生态环境造成严重破坏，目前已逐步禁止使用。
[0004]另外，在切割作业中，不仅要考虑可供使用的技术、弃置成本等，更需要首先考虑施工安全及环境保护问题，不能因为经济原因而造成海洋环境的破坏。因此，高效、优质、安全、环保型的切割技术是海上油气生产设施安全拆除的前提和保障。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种海上采油平台废弃井筒超高压磨料射流切割系统及方法，利用高速射流中固体颗粒撞击靶物时的强大冲击力对靶物进行切割，仅需对执行部件进行简单变通，就能令切割对象涵盖不同尺寸的单层及多层井筒，作业场所涵盖了水面以上、水下及海床下，适用范围广。
[0006]本专利技术提到的一种海上采油平台废弃井筒超高压磨料射流切割系统，其技术方案是：包括低压供水系统（1）、超高压柱塞泵（2）、超高压磨料射流调制系统（3）、液压控制系统（4）、高压供气系统（5）、电控系统（6）、绞车（7）、脐带缆（8）、井下超高压切割执行系统（9），所述的低压供水系统（1）将过滤后的海水泵入超高压柱塞泵（2）中，由超高压柱塞泵（2）增压后输送至超高压磨料射流调制系统（3），超高压磨料射流调制系统（3）将磨料颗粒与超高压水混合后形成超高压磨料浆体，由超高压管线输送至绞车（7）；所述高压供气系统（5）的输气管线、液压控制系统（4）的多根液压管线均连接至绞车（7），由绞车（7）将输气管线、液压管线与钢丝绳集成捆扎后形成脐带缆（8），然后将脐带缆（8）与井下超高压切割执行系统（9）连接；所述的井下超高压切割执行系统（9）包括吊装模块（9
‑
1）、超高压液压驱动与减速模块（9
‑
2）、超高压旋转与液压锚定器模块（9
‑
3）和超高压切割头模块（9
‑
4），吊装模块（9
‑
1）的上部与脐带缆（8）连接，下部连接超高压液压驱动与减速模块（9
‑
2），所述超高压液压驱动与减速模块（9
‑
2）的下端连接超高压旋转与液压锚定器模块（9
‑
3），超高压旋转与液压锚定器模块（9
‑
3）的下端连接超高压切割头模块（9
‑
4）。
[0007]优选的，上述的吊装模块（9
‑
1）由钢丝绳（9
‑1‑
1）、供气管线（9
‑1‑
4）、超高压磨料浆体输送管线（9
‑1‑
5）、液压马达进油管线（9
‑1‑
6）、液压马达回油管线（9
‑1‑
7）、液压锚定器锚爪撑开管线（9
‑1‑
8）、液压锚定器锚爪回收管线（9
‑1‑
9）组成，钢丝绳（9
‑1‑
1）的下端连接吊装盖（9
‑1‑
3）上侧的吊环（9
‑1‑
2），所述的供气管线（9
‑1‑
4）、超高压磨料浆体输送管线（9
‑1‑
5）、液压马达进油管线（9
‑1‑
6）、液压马达回油管线（9
‑1‑
7）、液压锚定器锚爪撑开管线（9
‑1‑
8）、液压锚定器锚爪回收管线（9
‑1‑
9）沿着井筒（13）穿过吊装盖（9
‑1‑
3），进入井下超高压切割执行系统（9）内腔。
[0008]优选的，上述超高压液压驱动与减速模块（9
‑
2）包括液压马达（9
‑2‑
1）、一级减速器（9
‑2‑
2）、二级减速器（9
‑2‑
3）、平键（9
‑2‑
4）、第一螺母（9
‑2‑
5）、拉杆（9
‑2‑
6）、第二螺母（9
‑2‑
7）、第三螺母（9
‑2‑
8）、二级减速器转轴（9
‑2‑
9）构成，所述的液压马达（9
‑2‑
1）、一级减速器（9
‑2‑
2）与二级减速器（9
‑2‑
3）依次串接，四根拉杆（9
‑2‑
6）为阶梯轴结构，下大上小，依次穿过三块平台，并分别通过第一螺母（9
‑2‑
5）、第二螺母（9
‑2‑
7）与第三螺母（9
‑2‑
8）固定，形成一个完成结构体；二级减速器（9
‑2‑
3）的下端设有二级减速器转轴（9
‑2‑
9），并通过平键（9
‑2‑
4）连接。
[0009]优选的，上述超高压旋转与液压锚定器模块（9
‑
3）包括外筒（9
‑3‑
1）、轴承压盖（9
‑3‑
2）、轴承（9
‑3‑
3）、中心筒（9
‑3‑
4）、中心轴（9
‑3‑
5）、活塞（9
‑3‑
6）、锚定器上端盖（9
‑3‑
7）、锚定器本体（9
‑3‑
8）、螺钉（9
‑3‑
9）、上部压片（9
‑3‑
10）、挡板（9
‑3‑
11）、锚爪（9
‑3‑
12）、中部压片（9
‑3‑
13）、下部压片（9
‑3‑
14）、薄壳圆筒（9
‑3‑
15）、密封件（9
‑3‑
16）、超高压防砂旋转密封件（9
‑3‑
17）构成；所述轴承压盖（9
‑3‑
2）上加工有空气流道（9
‑3‑
A）、超高压磨料浆体流道（9
‑3‑
B）、锚定器进油流道（9
‑3‑
C）与锚定器回油流道（9
‑3‑
D），所述中心轴（9
‑3‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上采油平台废弃井筒超高压磨料射流切割系统，其特征是：包括低压供水系统（1）、超高压柱塞泵（2）、超高压磨料射流调制系统（3）、液压控制系统（4）、高压供气系统（5）、电控系统（6）、绞车（7）、脐带缆（8）、井下超高压切割执行系统（9），所述的低压供水系统（1）将过滤后的海水泵入超高压柱塞泵（2）中，由超高压柱塞泵（2）增压后输送至超高压磨料射流调制系统（3），超高压磨料射流调制系统（3）将磨料颗粒与超高压水混合后形成超高压磨料浆体，由超高压管线输送至绞车（7）；所述高压供气系统（5）的输气管线、液压控制系统（4）的多根液压管线均连接至绞车（7），由绞车（7）将输气管线、液压管线与钢丝绳集成捆扎后形成脐带缆（8），然后将脐带缆（8）与井下超高压切割执行系统（9）连接；所述的井下超高压切割执行系统（9）包括吊装模块（9
‑
1）、超高压液压驱动与减速模块（9
‑
2）、超高压旋转与液压锚定器模块（9
‑
3）和超高压切割头模块（9
‑
4），吊装模块（9
‑
1）的上部与脐带缆（8）连接，下部连接超高压液压驱动与减速模块（9
‑
2），所述超高压液压驱动与减速模块（9
‑
2）的下端连接超高压旋转与液压锚定器模块（9
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3），超高压旋转与液压锚定器模块（9
‑
3）的下端连接超高压切割头模块（9
‑
4）。2.根据权利要求1所述的海上采油平台废弃井筒超高压磨料射流切割系统，其特征是：所述的吊装模块（9
‑
1）由钢丝绳（9
‑1‑
1）、供气管线（9
‑1‑
4）、超高压磨料浆体输送管线（9
‑1‑
5）、液压马达进油管线（9
‑1‑
6）、液压马达回油管线（9
‑1‑
7）、液压锚定器锚爪撑开管线（9
‑1‑
8）、液压锚定器锚爪回收管线（9
‑1‑
9）组成，钢丝绳（9
‑1‑
1）的下端连接吊装盖（9
‑1‑
3）上侧的吊环（9
‑1‑
2），所述的供气管线（9
‑1‑
4）、超高压磨料浆体输送管线（9
‑1‑
5）、液压马达进油管线（9
‑1‑
6）、液压马达回油管线（9
‑1‑
7）、液压锚定器锚爪撑开管线（9
‑1‑
8）、液压锚定器锚爪回收管线（9
‑1‑
9）沿着井筒（13）穿过吊装盖（9
‑1‑
3），进入井下超高压切割执行系统（9）内腔。3.根据权利要求1所述的海上采油平台废弃井筒超高压磨料射流切割系统，其特征是：所述超高压液压驱动与减速模块（9
‑
2）包括液压马达（9
‑2‑
1）、一级减速器（9
‑2‑
2）、二级减速器（9
‑2‑
3）、平键（9
‑2‑
4）、第一螺母（9
‑2‑
5）、拉杆（9
‑2‑
6）、第二螺母（9
‑2‑
7）、第三螺母（9
‑2‑
8）、二级减速器转轴（9
‑2‑
9）构成，所述的液压马达（9
‑2‑
1）、一级减速器（9
‑2‑
2）与二级减速器（9
‑2‑
3）依次串接，四根拉杆（9
‑2‑
6）为阶梯轴结构，下大上小，依次穿过三块平台，并分别通过第一螺母（9
‑2‑
5）、第二螺母（9
‑2‑
7）与第三螺母（9
‑2‑
8）固定，形成一个完成结构体；二级减速器（9
‑2‑
3）的下端设有二级减速器转轴（9
‑2‑
9），并通过平键（9
‑2‑
4）连接。4.根据权利要求1所述的海上采油平台废弃井筒超高压磨料射流切割系统，其特征是：所述超高压旋转与液压锚定器模块（9
‑
3）包括外筒（9
‑3‑
1）、轴承压盖（9
‑3‑
2）、轴承（9
‑3‑
3）、中心筒（9
‑3‑
4）、中心轴（9
‑3‑
5）、活塞（9
‑3‑
6）、锚定器上端盖（9
‑3‑
7）、锚定器本体（9
‑3‑
8）、螺钉（9
‑3‑
9）、上部压片（9
‑3‑
10）、挡板（9
‑3‑
11）、锚爪（9
‑3‑
12）、中部压片（9
‑3‑
13）、下部压片（9
‑3‑
14）、薄壳圆筒（9
‑3‑
15）、密封件（9
‑3‑
16）、超高压防砂旋转密封件（9
‑3‑
17）构成；所述轴承压盖（9
‑3‑
2）上加工有空气流道（9
‑3‑
A）、超高压磨料浆体流道（9
‑3‑
B）、锚定器进油流道（9
‑3‑
C）与锚定器回油流道（9
‑3‑
D），所述中心轴（9
‑3‑
5）为阶梯轴，将两个轴承（9
‑3‑
3）安装于阶梯段后，将其置于中心筒（9
‑3‑
4）中，然后分别将轴承压盖（9
‑3‑
2）与锚定
器上端盖（9
‑3‑
7）通过螺纹璇合的方式连接在中心筒（9
‑3‑
4）上下两端；将活塞（9
‑3‑
6）置于锚定器上端盖（9
‑3‑
7）中，然后锚定器本体（9
‑3‑
8）与锚定器上端盖（9
‑3‑
7）活动连接，锚定器本体（9
‑3‑
8）上加工有多个长槽，分别用于安装多个锚爪（9
‑3‑
12），锚爪中间加工有凹槽，将挡板（9
‑3‑
11）置于凹槽内，然后通过螺钉（9
‑3‑
9）分别将上部压片（9
‑3‑
10）、中部压片（9
‑3‑
13）与下部压片（9
‑3‑
14）安装在锚定器本体（9
‑3‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：周卫东，李罗鹏，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：