一种井下电控切割工具及其使用方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。存在安全隐患等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种井下电控切割工具及其使用方法


[0001]本专利技术涉及石油工程
，具体是一种井下电控切割工具及其使用方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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：
[0005](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；
[0006](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；
[0007](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；
[0008](4)机械结构传动，维护方便，安全性和可靠性较高。
[0009]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。

技术实现思路

[0010]本专利技术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。
[0011]本专利技术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；
[0012]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；
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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。
[0018]进一步的技术方案是，所述燕尾槽包括斜段和平段。
[0019]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。
[0020]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。
[0021]一种井下电控切割工具的使用方法，包括以下步骤：
[0022]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；
[0023]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；
[0024]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；
[0025]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；
[0026]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；
[0027]步骤f、将锚定腿和扶正腿收回，解除锚定状态；
[0028]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。
[0029]本专利技术具有以下有益效果：
[0030]本专利技术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，切割精度低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永升，许运好，黄旭，孟庆生，杨甘生，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：