电磁耦合式井下切割工具制造技术

本发明专利技术提供了一种电磁耦合式井下切割工具，涉及深地钻探及修井设备领域。该切割工具包括管壳、割刀组件、位于管壳内的旋转主轴和磁力联轴器组件，磁力联轴器组件包括能够相对转动的上端磁力联轴器和下端磁力联轴器，上端磁力联轴器固定设置，旋转主轴上转动连接有径向传动部，下端磁力联轴器与径向传动部固定连接；管壳包括旋转壳，旋转主轴与旋转壳固定连接，磁力联轴器组件通电时，旋转主轴带动割刀组件、旋转壳绕管壳的轴线转动，且径向传动部在下端磁力联轴器受到的阻力作用下驱动割刀组件沿径向伸出旋转壳或收回至旋转壳。本发明专利技术能有效解决机械割刀偏转进给的应力集中导致刀头损毁的问题，减少切割过程中的切割阻力，提高管柱切割截面质量。提高管柱切割截面质量。提高管柱切割截面质量。

【技术实现步骤摘要】
电磁耦合式井下切割工具


[0001]本专利技术涉及深地钻探及修井设备
，尤其是涉及一种电磁耦合式井下切割工具。

技术介绍

[0002]目前，地表勘探采集基本完成，现有的油矿资源大多来自地下矿产资源开发，随着地下油田开采不断深入，勘探开采所需的设备工具要求越来越高，井下设备出现故障的频率也逐年增加。海洋石油设施设计使用寿命一般在20年左右，近些年已存在大量需要报废弃置的油井，部分油井不再具有开发价值,需封层废弃，油水井废弃前需将海底泥线以下4m所有套管清除干净；并且许多油田已经完成油气采集或不再具有开采价值，要将安装在井下管柱取出回收再利用，在管柱收回的过程为了保证管柱整体质量完好，通常需要将管柱割断取出。井下维修通常需要将坏损部分设备取出到地表进行修补或者更换，传统用大型设备提升整根管柱的方法耗时耗力，并且提升过程可能使完好的管柱变形，井孔破环，拖延施工进度。因此，井下设备维修通常需要将井下部分切割分段再提取到地面维修，现有的井下切割方法如化学切割，爆炸切割，RCT火炬切割等方式切割存在受控条件多、切割断面质量差、切割进程不可控等不足。
[0003]现有技术中也存在一些机械切割工具，现有的机械式切割工具通常采用偏转进给，即切割工具的割刀相对于待切割管柱的轴线倾斜设置，割刀不断周向转动，通过转动的割刀对管柱进行切割。
[0004]本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：现有的机械切割工具，刀片在周向转动过程中从与管柱内壁接触至切入管柱的周壁内，该切割过程中割刀受到的阻力不断增大，存在大量应力集中，对割刀产生巨大损伤，严重影响切割质量和切割效率；且完成切割后，管柱的切面并非平面，影响切割质量。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种电磁耦合式井下切割工具，以解决现有技术中存在的机械割刀偏转进给的应力集中易导致刀头损毁，管柱切割质量差的技术问题
。
本专利技术提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0007]本专利技术提供的电磁耦合式井下切割工具，包括管壳、割刀组件、位于所述管壳内的旋转主轴和磁力联轴器组件，其中：
[0008]所述磁力联轴器组件包括能够相对转动的上端磁力联轴器和下端磁力联轴器，所述上端磁力联轴器固定设置，所述旋转主轴上转动连接有径向传动部，所述下端磁力联轴器与所述径向传动部固定连接；
[0009]所述管壳包括旋转壳，所述旋转主轴与所述旋转壳固定连接，所述磁力联轴器组件通电时，所述旋转主轴带动所述割刀组件、所述旋转壳绕所述管壳的轴线转动，且所述径
向传动部在所述下端磁力联轴器受到的阻力作用下驱动所述割刀组件沿径向伸出所述旋转壳或收回至所述旋转壳。
[0010]优选的，所述径向传动部包括传动套筒，所述传动套筒与所述旋转主轴转动连接，所述下端磁力联轴器与所述传动套筒固定连接；所述传动套筒的外周上设置有齿轮，所述割刀组件包括刀架和刀头，其中：
[0011]所述刀架水平布置，所述刀架上设置有齿条，所述齿条与所述齿轮啮合传动，所述刀头固定于所述刀架的伸出端；
[0012]所述刀架包括一个或两个以上，当所述刀架包括两个以上时，所有所述刀架围绕所述管壳的轴线间隔布置。
[0013]优选的，所述旋转壳上设置有供所述刀头伸出的通口；所述刀架上设置有限位槽，所述旋转壳上设置有限位块，所述限位块设置于所述刀架的移动路径设置上，所述限位块伸入所述限位槽内，且所述刀架与所述旋转壳滑动连接。
[0014]优选的，所述传动套筒上设置有调节孔，所述调节孔为长条形孔，并竖直布置，所述下端磁力联轴器能固定在所述调节孔的不同位置，进而调节所述下端磁力联轴器与所述上端磁力联轴器之间的轴向距离。
[0015]优选的，所述切割工具还包括有驱动装置，所述驱动装置固定于所述管壳内，所述驱动装置与所述旋转主轴通过联轴器连接，用于驱动所述旋转主轴绕所述管壳的轴线转动。
[0016]优选的，所述管壳包括悬挂外壳和底部外壳，其中：
[0017]所述悬挂外壳固定设置，所述旋转壳位于所述悬挂外壳和所述底部外壳之间，所述旋转壳与所述悬挂外壳转动连接，所述旋转壳与所述底部外壳固定连接，所述底部外壳的下部设置有锥形部，所述锥形部的尖端背离所述旋转壳设置。
[0018]优选的，所述切割工具还包括有锚定组件，所述锚定组件包括推动装置、转动铰链和锚体，其中：
[0019]所述转动铰链围绕所述管壳的轴线间隔布置，所述转动铰链包括第一铰链和第二铰链，所述推动装置的伸出端与所述第一铰链的上端驱动连接，所述第二铰链的下端固定设置，所述第二铰链的上端与所述第一铰链的下端转动连接，所述锚体固定在所述第二铰链上；
[0020]所述管壳上设置有侧开口，所述推动装置能推动所述第一铰链向下运动，并使所述第二铰链以所述第二铰链的下端为轴心转动，进而使所述转动铰链径向扩张，从而使所有所述锚体伸出所述侧开口并顶紧管柱内壁。
[0021]优选的，所述锚体包括球体，所述球体为弹性球；所述球体的数量包括一个或两个以上，当所述锚体上设置有两个以上所述球体时，所述球体围绕所述管壳的轴线布置。
[0022]优选的，所述推动装置包括电动推杆，所述锚定组件还包括导向套筒和锚定连接盘，其中：
[0023]所述导向套筒沿所述管壳的轴线设置，并固定设置在所述管壳内，所述锚定连接盘的至少部分套设在所述导向套筒外，并与所述导向套筒滑动连接；
[0024]所述电动推杆的伸出杆与所述锚定连接盘连接，所述锚定连接盘与所述第一铰链的上端转动连接。
[0025]优选的，所述导向套筒的周壁上端设置有导向槽；
[0026]所述锚定连接盘上包括内环部、外环部和连接槽，所述内环部和所述外环部通过隔板相连接，所述内环部位于所述导向套筒的内部，并与所述伸出杆连接，所述外环部套设于所述导向套筒外，且所述隔板穿过所述导向槽，所述伸出杆带动所述锚定连接盘竖直移动时，所述隔板在所述导向槽内滑动；所述连接槽与所述第一铰链转动连接。
[0027]本专利技术提供的磁耦合式井下切割工具，与现有技术相比，具有如下有益效果：磁力联轴器组件通电时，下端磁力联轴器受到上端磁力联轴器的阻力作用，径向传动部在下端磁力联轴器受到的阻力作用下驱动割刀组件沿径向伸出旋转壳，且同时旋转主轴带动割刀组件、旋转壳绕管壳的轴线转动，能够使割刀组件在径向给进的过程中同时转动切割管柱；该工具相对于一般的机械切割工具采用相对于待切割管柱垂直径向进给方式，有效解决一般机械割刀偏转进给的应力集中导致刀头损毁的问题，减少切割过程中的切割阻力，提高管柱切割截面质量。
[0028]电磁耦合式井下切割工具采用电磁耦合式反阻力力矩进给传动方式，能够通过调节磁力联轴器组件控制电流的大小控制传动扭矩的大小，对切割参数进行准确控制，保准切割过程稳定可靠，电磁耦合式传动方式具有过载自滑脱功能，在遇到意外切割障碍时能够有效保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电磁耦合式井下切割工具，其特征在于，包括管壳、割刀组件、位于所述管壳内的旋转主轴和磁力联轴器组件，其中：所述磁力联轴器组件包括能够相对转动的上端磁力联轴器和下端磁力联轴器，所述上端磁力联轴器固定设置，所述旋转主轴上转动连接有径向传动部，所述下端磁力联轴器与所述径向传动部固定连接；所述管壳包括旋转壳，所述旋转主轴与所述旋转壳固定连接，所述磁力联轴器组件通电时，所述旋转主轴带动所述割刀组件、所述旋转壳绕所述管壳的轴线转动，且所述径向传动部在所述下端磁力联轴器受到的阻力作用下驱动所述割刀组件沿径向伸出所述旋转壳或收回至所述旋转壳。2.根据权利要求1所述的电磁耦合式井下切割工具，其特征在于，所述径向传动部包括传动套筒，所述传动套筒与所述旋转主轴转动连接，所述下端磁力联轴器与所述传动套筒固定连接；所述传动套筒的外周上设置有齿轮，所述割刀组件包括刀架和刀头，其中：所述刀架水平布置，所述刀架上设置有齿条，所述齿条与所述齿轮啮合传动，所述刀头固定于所述刀架的伸出端；所述刀架包括一个或两个以上，当所述刀架包括两个以上时，所有所述刀架围绕所述管壳的轴线间隔布置。3.根据权利要求2所述的电磁耦合式井下切割工具，其特征在于，所述旋转壳上设置有供所述刀头伸出的通口；所述刀架上设置有限位槽，所述旋转壳上设置有限位块，所述限位块设置于所述刀架的移动路径设置上，所述限位块伸入所述限位槽内，且所述刀架与所述旋转壳滑动连接。4.根据权利要求2所述的电磁耦合式井下切割工具，其特征在于，所述传动套筒上设置有调节孔，所述调节孔为长条形孔，并竖直布置，所述下端磁力联轴器能固定在所述调节孔的不同位置，进而调节所述下端磁力联轴器与所述上端磁力联轴器之间的轴向距离。5.根据权利要求1所述的电磁耦合式井下切割工具，其特征在于，所述切割工具还包括有驱动装置，所述驱动装置固定于所述管壳内，所述驱动装置与所述旋转主轴通过联轴器连接，用于驱动所述旋转主轴绕所述管壳的轴线转动。6.根据权利要求1所述的电磁耦合式井下切割工具，其特征在于，所述管壳包括悬挂外壳和底部外...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永升，黄旭，刘宝林，许运好，许浩然，杨尚谕，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：