[实用新型]井下管柱电动切割执行系统

说明书

本实用新型公开一种能够在高温、高压环境下对不同尺寸油套管井壁应用一套执行系统可进行井下电动切割的井下管柱电动切割执行系统。本实用新型包括切割刀头公转系统、切割头自转系统、切割头偏转系统。电机在经过主传动轴、副传动轴和刀翼主轴上的行星轮后将相同的扭矩最终作用在刀翼上，保证了刀翼扭矩能够实现与高速旋转扭矩相同的扭矩；电动切割执行系统能够自身转动，达到了沿管筒中心线进行圆周切割的目的；刀翼自身的偏转切割系统使切割刀头产生偏转。在高速切割刀头系统、切割头自转系统、切割头偏转系统的共同配合作用下，井下管柱切割执行系统能够精确地控制刀头切割角度及位置，达到了同一套井下切割执行系统可切割不同尺寸油套管的目的。

技术领域

本实用新型涉及用于修井及完井作业中油套管的切割工具领域中一种井下管柱电动切割执行系统。

背景技术

切割技术现已广泛应用于修井作业的油套管切割作业、海洋钻井弃井作业的套管或隔水管切割作业以及卡钻钻杆的切割作业。现有的管件切割方式主要有水力切割技术、爆炸切割技术。其中水力切割技术依靠循环泥浆排量来控制切割运动，此过程中要保持循环泵压的稳定，如遇压力较大波动易造成刀片的折断，且水力切割刀为不可退式，下井前、切割中，必须严格依照操作步骤进行。此技术施工复杂、人为干预占主体、操作步骤较为繁琐。爆炸切割技术是将聚能切割弹下至卡点以上位置，引爆后将管柱切割断的一种工艺方法。其中聚能切割弹为爆炸性材料，具有一定危险性，运输操作等需要严格按照易燃易爆、危险品的操作处理程序，在新疆、青海等地区难以全面推广，且切割后的断口外端向外凸出上提后易遇阻。综述两种传统的井下管件切割技术都需要经过问题管套件位置定位器定位后方可进行以上操作。

在石油井下作业服务的过程中，要求系统工具能够在耐高温、高压环境稳定输出工作，因此电机切割执行系统需要解决以下几个主要问题：(1) 系统的结构受井下管柱内直径的限制，结构极为紧凑，在设计上需要高度集成化；(2)传动系统的太阳轮及行星齿轮的变位系数设计必须满足其输出要求；(3)为适应可切割不同尺寸和壁厚的管柱，需要对旋转切割头分系统和刀头偏转系统进行软件和硬件上的最优选型和匹配。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供一种高温高压环境下工作、集测深、定位、锚定及切割为一体的高度集成的井下管柱电动切割执行系统。

为解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

井下管柱电动切割执行系统，包括紧固壳体和切割头自转系统、切割头公转系统、切割头偏转系统；切割刀头自转系统包括主传动轴、副传动轴、刀翼主轴和刀片、刀头座，主传动轴、副传动轴和刀翼主轴依次构成齿轮传动，刀片安装在刀头座上，刀头座安装在刀翼主轴上；切割头公转系统包括输入轴、减速器和旋转座、旋转壳体，输入轴套装在主传动轴外且与主传动轴固定连接，输入轴通过减速器依次连接旋转座和旋转壳体，副传动轴安装在旋转座下方且能够相对旋转座转动；切割头偏转系统包括传递杆、滑块、螺旋杆和刀夹片转座，滑块与螺旋杆构成螺旋传动配合，滑块的转动驱动螺旋杆偏心移动，刀夹片转座与螺旋杆固定连接，刀翼主轴安装在刀夹片转座上，副传动轴、滑块和螺旋杆装在旋转壳体内。

上述方案进一步包括：

滑块内连接传递杆，传递杆通过与其相连的电机实现伸缩，滑块外有与螺旋杆相配合的轨道，刀夹片转座通过固定键与螺旋杆固定相对位置。

所述减速器为多级行星减速器；输入轴连接第一级行星减速器后依次连接其后的行星减速器，末级行星减速器通过紧固螺钉与旋转座相连。

所述行星减速器为四级减速器包括：带有三个行星轮的行星架A，行星架A后端再接一个相同的带有三个行星轮的行星架B上，行星架B后端再接一个降速级的带有三个行星轮的行星架C，行星架C再后接一个带有三个降速行星轮的降速行星架，降速行星架通过紧固螺钉与旋转座相连。

所述行星减速器的减速比为:-。