【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于石油工业套管修复作业井井口套管的切割工具，具体涉及一种套管修复井井口套管切割装置。
技术介绍
1、由于石油井中的套管在下井过程中，需要使用套管钳进行上、卸扣的操作，对套管的连接螺纹有损伤，另一方面由于套管在井内的工作时间长，受井液腐蚀和井筒变形等影响，套管管体会出现不同程度损坏和变形。当油水井中的套管损坏无法维持正常生产并且用其它修井方法难以见效时，需要将损坏部位以上的套管取出来，更换新的套管，使油水井得到修复，这种修井工艺简称修井取换套。
2、油水井修井取换套作业时，套管卸扣困难，遇有卸扣困难情况时，需要对套管进行迅速的切割处理。但是，由于井口作业空间有限且油田生产现场不能出现明火，因此亟需一套体积小、安装快、切割工作安全可靠、切割效率高的井口套管切割装置。
3、目前国内外石油套管切割的方法主要有下述的磨料水射流切割、化学切割、聚能爆炸切割等方法：磨料水射流切割技术是一种冷切割技术，可以切割金属套管。该技术通过在水中加入金刚砂、铜矿渣等磨料颗粒来实现增压，增压后会形成高速液流，磨料液流的速度可达600～1000m/s。但是其切割的成本较高并且磨料也会加速喷嘴的损耗而且对切割系统的密封性能和要求也非常严格。同时，为了获得高效率的切割效果，磨料水射流需要有一个合适的射流速度，这些因素都使得该系统的结构更加复杂，在套管切割中受到应用限制。
4、化学切割技术是利用填充在套管内的物质发生化学变化，生成高温高压的化学反应并腐蚀割断套管。采用化学切割方法形成的套管断面比较光滑，管口外径相对原
5、聚能爆炸切割是利用炸药爆破产生的能量将套管切断，切割时将聚能切割工具下放到套管待切割处，利用炸药爆炸后产生的高压气流将套管切断，套管断口的形貌极不规则。同时，炸药的用量不容易控制，用量较少时，套管不能完全被切断；用量太多时，又会释放出巨大的能量冲击，对油井周围的生态环境造成严重破坏。
6、目前国内外常用的石油套管机械切割方法又普遍存在切割效率低、切割工艺复杂、费用高昂等问题。国内常见的机械式切割装置中的管道坡口机存在定位精度高、安装费时、切割效率低等缺点，并且对待切割管柱的形状精度要求高，不适用于石油井井口套管的切割；另外还有一种常见的爬坡式管道切割装置，上述机械切割装置主要是针对水平放置的套管进行切割作业，不适用于切割井口中垂直的套管。对于切割井口中套管的装置，目前国内外尚未见报道。
技术实现思路
1、为克服现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种套管修复井井口套管切割装置，用于修井取换套的修井作业中，使其能够适于井口的作业空间，同时符合油田生产现场的使用规定。在套管无法卸扣起出时，使用井口套管切割装置切削割断，在保证工作可靠且使用安全的前提下，降低工人的劳动强度，提高修井取换套的施工效率。
2、为实现上述目的，本专利技术采用下述方案：一种套管修复井井口套管切割装置包括切削机构，切削机构中设有切割刀，其中：切削机构设有周向送刀机构和径向送刀机构，径向送刀机构固定在周向送刀机构的下方；套管夹紧机构设有两套，两套套管夹紧机构分别固定在夹紧机构连接框架的两端且位于周向送刀机构和径向送刀机构的上下两侧；两套套管夹紧机构均设有夹紧液压缸和两个夹紧瓣，两个夹紧瓣分别与夹紧液压缸的活塞杆和液缸底座连接，两个夹紧瓣能够跟随夹紧液压缸的伸缩而实现对待切割套管的夹紧和松开；切割刀固定在径向送刀机构中切削驱动液压马达的输出轴外面，切削驱动液压马达的输出轴与径向送刀液压缸的活塞杆连接，切割刀能够跟随径向送刀液压缸的活塞杆进刀和退刀；周向送刀机构中设有主动齿轮组、从动齿轮组和开口齿圈，主动齿轮组中的主动齿轮与周向送刀液压马达的输出端连接且与主动变速齿轮同轴安装，主动齿轮组与从动齿轮组连接，开口齿圈与主动变速齿轮和从动变速齿轮啮合并能够跟随周向送刀液压马达带动的主动变速齿轮和从动变速齿轮做正转和反转运动，完成切割刀在待切割套管周向上的进刀和退刀。
3、优选的，所述套管夹紧机构中的夹紧瓣主要由上夹板、下夹板、旋转夹紧轴和夹紧液缸连接轴组成，旋转夹紧轴和夹紧液缸连接轴分别连接在上夹板和下夹板的中部和后端，在所述上夹板与下夹板的前端之间还装有牙板和板牙，板牙通过螺栓固定在牙板的内侧；在所述旋转夹紧轴的上下两端通过上盖板和下盖板将两个夹紧瓣连接在一起，两个夹紧瓣的后端分别通过夹紧液缸连接轴与夹紧液压缸的活塞杆和液缸底座连接。
4、优选的，所述上夹板和下夹板是象牙形板体且前部板体内侧的弧度与待切割套管的外圆相符，所述牙板和板牙固定在上夹板和下夹板的前端；所述板牙的内侧面设有卡齿，牙板焊接在上夹板和下夹板的前端。
5、优选的，在所述两个夹紧瓣之间的上盖板和下盖板之间还固定着扶正对中机构，所述扶正对中机构设有扶正支架、扶正块和固定块，扶正支架的前部呈v形结构且后部为固定块，扶正块固定在扶正支架前部两侧的v形口内，上下两套所述套管夹紧机构中安装的扶正对中机构中的固定块固定在夹紧液压缸下方或上方的夹紧机构连接框架的架板中。
6、优选的，所述周向送刀机构的主动齿轮组中的主动齿轮与安装在周向送刀液压马达输出轴外面的马达传动齿轮相啮合，主动齿轮和马达传动齿轮均安装在齿轮组箱体中，主动齿轮和主动变速齿轮在齿轮组箱体的侧面通过齿轮轴同轴安装并使主动变速齿轮与开口齿圈相啮合；主动齿轮与从动齿轮通过同步带连接，从动变速齿轮与开口齿圈相啮合。
7、优选的，所述开口齿圈固定在开口齿圈架中，所述开口齿圈架设有上压板和下压板；所述开口齿圈、上压板和下压板均是c型板状体且内弧面与待切割套管的外圆相符，上压板与下压板对接后形成齿圈安装槽，开口齿圈安装在所述齿圈安装槽中，上压板、开口齿圈和下压板通过螺栓连接。
8、优选的，所述主动齿轮组、周向送刀液压马达和从动齿轮组均与开口齿圈的开口相对应固定在开口齿圈架的后端，在所述上压板的后侧外壁固定着开口齿圈固定板并通过开口齿圈固定板将周向送刀机构固定在夹紧机构连接框架的架板中。
9、优选的，所述径向送刀机构设有三套，每套径向送刀机构均设有马达支架、送刀连接块、径向送刀液缸连接架、送刀活动块、旋转连接轴并且装有一片切割刀，每片切割刀均由置刀垫和割刀压盖固定在切削驱动液压马达的输出轴外面且位于马达支架内；切割刀、置刀垫和割刀压盖能够跟随切削驱动液压马达的输出轴旋转；马达支架是分体式半圆形支架，两个半圆形支架对合后的正视图呈工字型，马达支架的下端对合并卡在切削驱动液压马达法兰盘的下方且上端通过螺栓与送刀连接块连接；所述送刀连接块的下方与马达支架的圆心孔之间固定着旋转连接轴，旋转连接轴的轴体能够进入与送刀连接块固定在一起的送刀活动块的内腔中，当马达支架的上端与送刀连接块连接后，旋转连接轴将切削驱动液压马达、切割刀、置刀垫以及割刀压盖的旋转运本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种套管修复井井口套管切割装置，包括切削机构，切削机构中设有切割刀（8），其特征是，切削机构设有周向送刀机构（3）和径向送刀机构，径向送刀机构固定在周向送刀机构（3）的下方；套管夹紧机构（2）设有两套，两套套管夹紧机构（2）分别固定在夹紧机构连接框架（10）的两端且位于周向送刀机构（3）和径向送刀机构的上下两侧；两套套管夹紧机构（2）均设有夹紧液压缸（24）和两个夹紧瓣（21），两个夹紧瓣（21）分别与夹紧液压缸（24）的活塞杆和液缸底座连接，两个夹紧瓣（21）能够跟随夹紧液压缸（24）的伸缩而实现对待切割套管（1）的夹紧和松开；切割刀（8）固定在径向送刀机构中切削驱动液压马达（5）的输出轴外面，切削驱动液压马达（5）的输出轴与径向送刀液压缸（4）的活塞杆连接，切割刀（8）能够跟随径向送刀液压缸（4）的活塞杆进刀和退刀；周向送刀机构（3）中设有主动齿轮组（32）、从动齿轮组和开口齿圈（33），主动齿轮组（32）中的主动齿轮（321）与周向送刀液压马达（37）的输出端连接且与主动变速齿轮（322）同轴安装，主动齿轮组（32）与从动齿轮组连接，开口齿圈（33）与主动变速齿轮（32
2.如权利要求1所述的一种套管修复井井口套管切割装置，其特征是，所述套管夹紧机构（2）中的夹紧瓣（21）主要由上夹板、下夹板、旋转夹紧轴（211）和夹紧液缸连接轴（212）组成，旋转夹紧轴（211）和夹紧液缸连接轴（212）分别连接在上夹板和下夹板的中部和后端，在所述上夹板与下夹板的前端之间还装有牙板（213）和板牙（214），板牙（214）通过螺栓固定在牙板（213）的内侧；在所述旋转夹紧轴（211）的上下两端通过上盖板（22）和下盖板（23）将两个夹紧瓣（21）连接在一起，两个夹紧瓣（21）的后端分别通过夹紧液缸连接轴（212）与夹紧液压缸（24）的活塞杆和液缸底座连接。
3.如权利要求2所述的一种套管修复井井口套管切割装置，其特征是，所述上夹板和下夹板是象牙形板体且前部板体内侧的弧度与待切割套管（1）的外圆相符，所述牙板（213）和板牙（214）固定在上夹板和下夹板的前端；所述板牙（214）的内侧面设有卡齿，牙板（213）焊接在上夹板和下夹板的前端。
4.如权利要求3所述的一种套管修复井井口套管切割装置，其特征是，在所述两个夹紧瓣（21）之间的上盖板（22）和下盖板（23）之间还固定着扶正对中机构（6），所述扶正对中机构（6）设有扶正支架（61）、扶正块（62）和固定块（63），扶正支架（61）的前部呈V形结构且后部为固定块（63），扶正块（62）固定在扶正支架（61）前部两侧的V形口内，上下两套所述套管夹紧机构（2）中安装的扶正对中机构（6）中的固定块（63）固定在夹紧液压缸（24）下方或上方的夹紧机构连接框架（10）的架板中。
5.如权利要求1所述的一种套管修复井井口套管切割装置，其特征是，所述周向送刀机构（3）的主动齿轮组（32）中的主动齿轮（321）与安装在周向送刀液压马达（37）输出轴外面的马达传动齿轮相啮合，主动齿轮（321）和马达传动齿轮均安装在齿轮组箱体（34）中，主动齿轮（321）和主动变速齿轮（322）在齿轮组箱体（34）的侧面通过齿轮轴（36）同轴安装并使主动变速齿轮（322）与开口齿圈（33）相啮合；主动齿轮（321）与从动齿轮通过同步带（35）连接，从动变速齿轮与开口齿圈（33）相啮合。
6.如权利要求5所述的一种套管修复井井口套管切割装置，其特征是，所述开口齿圈（33）固定在开口齿圈架（31）中，所述开口齿圈架（31）设有上压板（311）和下压板（312）；所述开口齿圈（33）、上压板（311）和下压板（312）均是C型板状体且内弧面与待切割套管（1）的外圆相符，上压板（311）与下压板（312）对接后形成齿圈安装槽，开口齿圈（33）安装在所述齿圈安装槽中，上压板（311）、开口齿圈（33）和下压板（312）通过螺栓连接。
7.如权利要求6所述的一种套管修复井井口套管切割装置，其特征是，所述主动齿轮组（32）、周向送刀液压马达（37）和从动齿轮组均与开口齿圈（33）的开口相对应固定在开口齿圈架（31）的后端，在所述上压板（311）的后侧外壁固定着开口齿圈固定板（7）并通过开口齿圈固定板（7）将周向送刀机构（3）固定在夹紧机构连接框架（10）的架板中。
8.如权利要求1所述的一种套管修复井井口套管切割装置，其特征是，所述径向送刀机构设有三套，每套径向送刀机构均设有...
【技术特征摘要】
1.一种套管修复井井口套管切割装置，包括切削机构，切削机构中设有切割刀（8），其特征是，切削机构设有周向送刀机构（3）和径向送刀机构，径向送刀机构固定在周向送刀机构（3）的下方；套管夹紧机构（2）设有两套，两套套管夹紧机构（2）分别固定在夹紧机构连接框架（10）的两端且位于周向送刀机构（3）和径向送刀机构的上下两侧；两套套管夹紧机构（2）均设有夹紧液压缸（24）和两个夹紧瓣（21），两个夹紧瓣（21）分别与夹紧液压缸（24）的活塞杆和液缸底座连接，两个夹紧瓣（21）能够跟随夹紧液压缸（24）的伸缩而实现对待切割套管（1）的夹紧和松开；切割刀（8）固定在径向送刀机构中切削驱动液压马达（5）的输出轴外面，切削驱动液压马达（5）的输出轴与径向送刀液压缸（4）的活塞杆连接，切割刀（8）能够跟随径向送刀液压缸（4）的活塞杆进刀和退刀；周向送刀机构（3）中设有主动齿轮组（32）、从动齿轮组和开口齿圈（33），主动齿轮组（32）中的主动齿轮（321）与周向送刀液压马达（37）的输出端连接且与主动变速齿轮（322）同轴安装，主动齿轮组（32）与从动齿轮组连接，开口齿圈（33）与主动变速齿轮（322）和从动变速齿轮啮合并能够跟随周向送刀液压马达（37）带动的主动变速齿轮（322）和从动变速齿轮做正转和反转运动，完成切割刀（8）在待切割套管（1）周向上的进刀和退刀。
2.如权利要求1所述的一种套管修复井井口套管切割装置，其特征是，所述套管夹紧机构（2）中的夹紧瓣（21）主要由上夹板、下夹板、旋转夹紧轴（211）和夹紧液缸连接轴（212）组成，旋转夹紧轴（211）和夹紧液缸连接轴（212）分别连接在上夹板和下夹板的中部和后端，在所述上夹板与下夹板的前端之间还装有牙板（213）和板牙（214），板牙（214）通过螺栓固定在牙板（213）的内侧；在所述旋转夹紧轴（211）的上下两端通过上盖板（22）和下盖板（23）将两个夹紧瓣（21）连接在一起，两个夹紧瓣（21）的后端分别通过夹紧液缸连接轴（212）与夹紧液压缸（24）的活塞杆和液缸底座连接。
3.如权利要求2所述的一种套管修复井井口套管切割装置，其特征是，所述上夹板和下夹板是象牙形板体且前部板体内侧的弧度与待切割套管（1）的外圆相符，所述牙板（213）和板牙（214）固定在上夹板和下夹板的前端；所述板牙（214）的内侧面设有卡齿，牙板（213）焊接在上夹板和下夹板的前端。
4.如权利要求3所述的一种套管修复井井口套管切割装置，其特征是，在所述两个夹紧瓣（21）之间的上盖板（22）和下盖板（23）之间还固定着扶正对中机构（6），所述扶正对中机构（6）设有扶正支架（61）、扶正块（62）和固定块（63），扶正支架（61）的前部呈v形结构且后部为固定块（63），扶正块（62）固定在扶正支架（61）前部两侧的v形口内，上下两套所述套管夹紧机构（2）中安装的扶正对中机构（6）中的固定块（63）固定在夹紧液压缸（24）下方或上方的夹紧机构连接框架（10）的架板中。
5.如权利要求1所述的一种套管修复井井口套管切割装置，其特征是，所述周向送刀机构（3）的主动齿轮组（32）中的主动齿轮（321）与安装在周向送刀液压马达（37）输出轴外面的马达传动齿轮相啮合，主动齿轮（321）和马达传动齿轮均安装在齿轮组箱体（34）中，主动齿轮（321）和主动变速齿轮（322）在齿轮组箱体（34）的侧面通过齿轮轴（36）同轴安装并使主动变速齿轮（322）与开口齿圈（33）相啮合；主动齿轮（321）与从动齿轮通过同步带（35）连接，从动变速齿轮与开口齿圈（33）相啮合。
6.如权利要求5所述的一种套管修复井井口...
【专利技术属性】
技术研发人员：田浩然，刘玉国，于洁，吕玮，李娜，李明，李玉宝，张连煜，张建，张化强，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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