一种井下管柱切割装置的制作方法

1.本发明涉及油管切割装置技术领域，尤其涉及一种井下管柱切割装置。


背景技术：

2.在石油钻井开采和油田作业的过程中，不可避免的会发生各种工程事故，如钻杆卡钻、油套管变形等。为了解决上述问题，多采用管柱切割的方法对卡钻、变形的管柱进行切割，然后进行修井作业。
3.目前，管柱切割的方式大多采用化学切割，但化学切割是在仪器里填充化学药剂以及催化剂，在到达切割位置后通过一定的方法使其发生化学反应变成腐蚀性液体，再喷出，进而对管柱进行腐蚀，达到切割目的，但由于采用化学切割时，喷出的腐蚀性液体多为氟化物，有强烈的毒性，应用受限。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种井下管柱切割装置，解决现有技术中的采用化学切割的方式对卡钻、变形的管柱进行切割时，喷出的腐蚀性液体多为氟化物，有强烈的毒性，应用受限的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种井下管柱切割装置，包括电缆头、外壳、储水仓、加压仓、旋转仓、转动轴、切割组件和冲击扇叶，所述外壳与所述电缆头拆卸连接，并位于所述电缆头的下方，所述外壳的内部由上至下依次设置有安装区、所述储水仓、所述加压仓和所述旋转仓，所述安装区的内部设置有推动组件，所述推动组件的输出端设置有推动杆，所述推动杆远离所述推动组件的一端贯穿所述储水仓和所述加压仓，所述加压仓的中部设置有平衡活塞，所述平衡活塞将所述加压仓分隔为高压气仓和高压水仓，所述高压气仓的内部设置有高压气体，所述高压气仓靠近所述储水仓的一端还设置有加压活塞，所述推动杆远离所述推动组件的一端与所述加压活塞相对应；
6.所述转动轴的一端设置有所述冲击扇叶，所述转动轴的另一端设置有所述切割组件，所述冲击扇叶位于所述旋转仓的内部，所述切割组件位于所述外壳的外部，所述加压仓与所述旋转仓之间设置有输送管路，所述输送管路的前端设置有膜片，所述输送管路的终端设置有喷嘴，所述喷嘴位于所述旋转仓的上方，所述喷嘴与所述冲击扇叶相对应。
7.启动所述推动组件，通过所述推动杆带动所述加压活塞在所述高压气仓内向下滑动，从而压缩气体，由于所述平衡活塞的作用，随着所述高压气仓内的气压增大，所述高压水仓内的水压上升，当水压上升到一定强度时，冲过所述膜片进入到所述输送管路内，进而通过所述喷嘴对所述冲击扇叶喷射高压水柱，所述冲击扇叶受力转动，从而通过所述转动轴带动所述切割组件转动，进而通过所述切割组件对井下管柱进行切割，相较于采用化学切割的方式对卡钻、变形的管柱进行切割时，喷出的腐蚀性液体多为氟化物，有强烈的毒性，应用受限的方式，适用性更广。
8.其中，所述推动组件包括伺服电机、丝杆和丝杆套，所述伺服电机安装在所述安装
区内，所述伺服电机的输出端设置有所述丝杆，所述丝杆上设置有所述丝杆套，所述推动杆与所述丝杆套拆卸连接。
9.启动所述伺服电机，带动所述丝杆转动，由于所述推动杆与所述丝杆套拆卸连接，从而通过所述推动杆带动所述加压活塞在所述高压气仓内向下滑动，进而对气体加压。
10.其中，所述冲击扇叶由四个螺旋叶片构成，四个所述螺旋叶片均匀分布在所述转动轴的外部，所述输送管路的数量为四个，每个所述输送管路的终端均设置有所述喷嘴，每个所述喷嘴分别与一个所述螺旋叶片相对应。
11.所述冲击扇叶由四个均匀分布在所述转动轴外部的所述螺旋叶片构成，所述喷嘴的数量为四个，每个所述喷嘴分别与一个所述螺旋叶片相对应，使得高压水流对所述冲击扇叶的冲击力更强，带动所述转动轴转动时的动力更大。
12.其中，所述外壳上还设置有补水管路，所述补水管路的一端与所述储水仓相对应，所述补水管路的另一端与所述高压水仓相对应，所述补水管路靠近所述储水仓的一端设置有进水阀。
13.在所述外壳上设置所述补水管路，打开所述进水阀，从而将所述储水仓内的水输送至所述高压水仓内。
14.其中，所述储水仓的底部设置有密封环，所述密封环的内侧壁上设置有密封槽，所述密封槽上设置有密封组件，所述密封组件与所述推动杆相对应。
15.通过在所述储水仓的底部设置所述密封环，避免所述储水仓内的水通过所述推动杆流入至所述加压仓内。
16.其中，所述密封组件包括底环和多个密封圈，所述底环位于所述密封槽的底部，多个所述密封圈依次重叠在所述底环的上方，每个所述密封圈均套设在所述推动杆的外部。
17.所述密封组件由所述底环和多个所述密封圈构成，多个所述密封圈依次套设在所述推动杆的外部，从而使得所述密封环与所述推动杆之间的密封性能更好。
18.其中，所述切割组件包括轮毂、多个支脚、多个切割刀和多个伸缩囊，所述轮毂套设在所述转动轴的外部，所述轮毂和所述转动轴均呈中空结构设置，所述转动轴位于所述旋转仓的一端设置有进水孔，所述轮毂与所述转动轴的连接处设置有通孔，所述轮毂的外部设置有多个支脚，每个所述支脚处均活动设置有所述切割刀，每个所述切割刀的一侧均设置有所述伸缩囊，每个所述伸缩囊远离对应的所述切割刀的一端均与所述轮毂连接，每个所述伸缩囊与所述轮毂的连接处均设置有出水孔。
19.所述旋转仓内的高压水流，通过所述进水孔和所述通孔流入至所述轮毂的内部，进而通过所述出水孔输送至对应的所述伸缩囊内，使得所述伸缩囊扩张，从而使得多个所述切割刀展开后，通过所述切割刀对井下管柱进行切割。
20.其中，每个所述切割刀均包括连接件、刀体和刀刃，所述刀体的一端设置有所述连接件，所述连接件与所述支脚拆卸连接，所述刀体的一侧设置有所述刀刃，所述刀体的另一侧设置有所述伸缩囊。
21.所述连接件与所述支脚活动连接，所述刀体与所述连接件固定连接，制造时采用一体成型技术制成，结构更加牢固。
22.其中，所述转动轴的底部设置有排水控制阀，每个所述伸缩囊的外部均套设有复位弹簧件，所述复位弹簧件的一端与所述轮毂连接，所述复位弹簧件的另一端设置有所述
刀体连接，所述复位弹簧件在常态下处于压缩状态。
23.每个所述伸缩囊的外部均设置有所述复位弹簧件，所述复位弹簧件在常态下处于压缩状态，使得当利用所述井下管柱切割装置对管柱进行切割后，打开所述排水控制阀，排出所述轮毂中的水，从而在所述复位弹簧件的恢复力作用下，所述切割刀向所述轮毂的轴线方向合拢，从而便于将所述井下管柱切割装置从井下取出。
24.其中，所述高压气体为氮气或氦气。
25.本发明的一种井下管柱切割装置，包括电缆头、外壳、储水仓、加压仓、旋转仓、转动轴、切割组件和冲击扇叶，所述加压仓与所述旋转仓之间设置有输送管路，所述输送管路的前端设置有膜片，所述输送管路的终端设置有喷嘴，所述喷嘴位于所述旋转仓的上方，所述喷嘴与所述冲击扇叶相对应，启动所述推动组件，通过所述推动杆带动所述加压活塞在所述高压气仓内向下滑动，从而压缩气体，由于所述平衡活塞的作用，随着所述高压气仓内的气压增大，所述高压水仓内的水压上升，当水压上升到一定强度时，冲过所述膜片进入到所述输送管路内，进而通过所述喷嘴对所述冲击扇叶喷射高压水柱，所述冲击扇叶受力转动，从而通过所述转动轴带动所述切割组件转动，进而通过所述切割组件对井下管柱进行切割，相较于采用化学切割的方式对卡钻、变形的管柱进行切割时，喷出的腐蚀性液体多为氟化物，有强烈的毒性，应用受限的方式，适用性更广。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1是本发明提供的井下管柱切割装置的正视图。
28.图2是本发明提供的图1的a-a线的内部结构剖视图。
29.图3是本发明提供的井下管柱切割装置的部分结构的内部结构剖视图。
30.图4是本发明提供的图3的b处的局部结构放大图。
31.图5是本发明提供的图3的c处的局部结构放大图。
32.图6是本发明提供的图3的d处的局部结构放大图。
33.图7是本发明提供的转动轴和切割组件的结构示意图。
34.图8是本发明提供的图7的e-e线的内部结构剖视图。
35.1-电缆头、2-外壳、3-储水仓、4-加压仓、5-旋转仓、6-转动轴、7-切割组件、8-冲击扇叶、9-安装区、10-推动组件、11-推动杆、12-平衡活塞、13-高压气仓、14-高压水仓、15-加压活塞、16-输送管路、17-膜片、18-喷嘴、19-伺服电机、20-丝杆、21-丝杆套、22-螺旋叶片、23-补水管路、24-进水阀、25-密封环、26-密封槽、27-密封组件、28-底环、29-密封圈、30-轮毂、31-支脚、32-切割刀、33-伸缩囊、34-进水孔、35-通孔、36-出水孔、37-连接件、38-刀体、39-刀刃、40-排水控制阀、41-复位弹簧件、42-储水补水阀、43-补气阀。
具体实施方式
36.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终
相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
37.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
38.请参阅图1至图8，本发明提供一种井下管柱切割装置，包括电缆头1、外壳2、储水仓3、加压仓4、旋转仓5、转动轴6、切割组件7和冲击扇叶8，所述外壳2与所述电缆头1拆卸连接，并位于所述电缆头1的下方，所述外壳2的内部由上至下依次设置有安装区9、所述储水仓3、所述加压仓4和所述旋转仓5，所述安装区9的内部设置有推动组件10，所述推动组件10的输出端设置有推动杆11，所述推动杆11远离所述推动组件10的一端贯穿所述储水仓3和所述加压仓4，所述加压仓4的中部设置有平衡活塞12，所述平衡活塞12将所述加压仓4分隔为高压气仓13和高压水仓14，所述高压气仓13的内部设置有高压气体，所述高压气仓13靠近所述储水仓3的一端还设置有加压活塞15，所述推动杆11远离所述推动组件10的一端与所述加压活塞15相对应；
39.所述转动轴6的一端设置有所述冲击扇叶8，所述转动轴6的另一端设置有所述切割组件7，所述冲击扇叶8位于所述旋转仓5的内部，所述切割组件7位于所述外壳2的外部，所述加压仓4与所述旋转仓5之间设置有输送管路16，所述输送管路16的前端设置有膜片17，所述输送管路16的终端设置有喷嘴18，所述喷嘴18位于所述旋转仓5的上方，所述喷嘴18与所述冲击扇叶8相对应。
40.在本实施方式中，启动所述推动组件10，通过所述推动杆11带动所述加压活塞15在所述高压气仓13内向下滑动，从而压缩气体，由于所述平衡活塞12的作用，随着所述高压气仓13内的气压增大，所述高压水仓14内的水压上升，当水压上升到一定强度时，冲过所述膜片17进入到所述输送管路16内，进而通过所述喷嘴18对所述冲击扇叶8喷射高压水柱，所述冲击扇叶8受力转动，从而通过所述转动轴6带动所述切割组件7转动，进而通过所述切割组件7对井下管柱进行切割，相较于采用化学切割的方式对卡钻、变形的管柱进行切割时，喷出的腐蚀性液体多为氟化物，有强烈的毒性，应用受限的方式，适用性更广。
41.进一步的，所述推动组件10包括伺服电机19、丝杆20和丝杆套21，所述伺服电机19安装在所述安装区9内，所述伺服电机19的输出端设置有所述丝杆20，所述丝杆20上设置有所述丝杆套21，所述推动杆11与所述丝杆套21拆卸连接。
42.在本实施方式中，启动所述伺服电机19，带动所述丝杆20转动，由于所述推动杆11与所述丝杆套21拆卸连接，从而通过所述推动杆11带动所述加压活塞15在所述高压气仓13内向下滑动，进而对气体加压。
43.进一步的，所述冲击扇叶8由四个螺旋叶片22构成，四个所述螺旋叶片22均匀分布在所述转动轴6的外部，所述输送管路16的数量为四个，每个所述输送管路16的终端均设置有所述喷嘴18，每个所述喷嘴18分别与一个所述螺旋叶片22相对应。
44.在本实施方式中，所述冲击扇叶8由四个均匀分布在所述转动轴6外部的所述螺旋叶片22构成，所述喷嘴18的数量为四个，每个所述喷嘴18分别与一个所述螺旋叶片22相对
应，使得高压水流对所述冲击扇叶8的冲击力更强，带动所述转动轴6转动时的动力更大。
45.进一步的，所述外壳2上还设置有补水管路23，所述补水管路23的一端与所述储水仓3相对应，所述补水管路23的另一端与所述高压水仓14相对应，所述补水管路23靠近所述储水仓3的一端设置有进水阀24。
46.在本实施方式中，在所述外壳2上设置所述补水管路23，打开所述进水阀24，从而将所述储水仓3内的水输送至所述高压水仓14内。
47.进一步的，所述储水仓3的底部设置有密封环25，所述密封环25的内侧壁上设置有密封槽26，所述密封槽26上设置有密封组件27，所述密封组件27与所述推动杆11相对应，所述密封组件27包括底环28和多个密封圈29，所述底环28位于所述密封槽26的底部，多个所述密封圈29依次重叠在所述底环28的上方，每个所述密封圈29均套设在所述推动杆11的外部。
48.在本实施方式中，所述密封组件27由所述底环28和多个所述密封圈29构成，多个所述密封圈29依次套设在所述推动杆11的外部，从而使得所述密封环25与所述推动杆11之间的密封性能更好，避免所述储水仓3内的水通过所述推动杆11流入至所述加压仓4内。
49.进一步的，所述切割组件7包括轮毂30、多个支脚31、多个切割刀32和多个伸缩囊33，所述轮毂30套设在所述转动轴6的外部，所述轮毂30和所述转动轴6均呈中空结构设置，所述转动轴6位于所述旋转仓5的一端设置有进水孔34，所述轮毂30与所述转动轴6的连接处设置有通孔35，所述轮毂30的外部设置有多个支脚31，每个所述支脚31处均活动设置有所述切割刀32，每个所述切割刀32的一侧均设置有所述伸缩囊33，每个所述伸缩囊33远离对应的所述切割刀32的一端均与所述轮毂30连接，每个所述伸缩囊33与所述轮毂30的连接处均设置有出水孔36。
50.在本实施方式中，所述旋转仓5内的高压水流，通过所述进水孔34和所述通孔35流入至所述轮毂30的内部，进而通过所述出水孔36输送至对应的所述伸缩囊33内，使得所述伸缩囊33扩张，从而使得多个所述切割刀32展开后，通过所述切割刀32对井下管柱进行切割。
51.进一步的，每个所述切割刀32均包括连接件37、刀体38和刀刃39，所述刀体38的一端设置有所述连接件37，所述连接件37与所述支脚31拆卸连接，所述刀体38的一侧设置有所述刀刃39，所述刀体38的另一侧设置有所述伸缩囊33，所述转动轴6的底部设置有排水控制阀40，每个所述伸缩囊33的外部均套设有复位弹簧件41，所述复位弹簧件41的一端与所述轮毂30连接，所述复位弹簧件41的另一端设置有所述刀体38连接，所述复位弹簧件41在常态下处于压缩状态，所述高压气体为氮气或氦气等其他低临界温度的惰性气体。
52.在本实施方式中，所述连接件37与所述支脚31活动连接，所述刀体38与所述连接件37固定连接，制造时采用一体成型技术制成，结构更加牢固，每个所述伸缩囊33的外部均设置有所述复位弹簧件41，所述复位弹簧件41在常态下处于压缩状态，使得当利用所述井下管柱切割装置对管柱进行切割后，打开所述排水控制阀40，排出所述轮毂30中的水，从而在所述复位弹簧件41的恢复力作用下，所述切割刀32向所述轮毂30的轴线方向合拢，从而便于将所述井下管柱切割装置从井下取出。
53.进一步的，所述外壳2上还设置有储水补水阀42，所述储水补水阀42与所述储水仓3相对应。
54.在本实施方式中，利用所述储水补水阀42对所述储水仓3补水。
55.进一步的，所述外壳2上还设置有补气阀43，所述补气阀43与所述高压气仓13相对应。
56.在本实施方式中，利用所述补气阀43对所述高压气仓13内补充高压气体。以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。