[发明专利]电磁耦合式井下切割工具

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及深地钻探及修井设备技术领域，尤其是涉及一种电磁耦合式井下切割工具。

背景技术

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。

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。

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。

发明内容

本发明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_。本发明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。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明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：

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。

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：

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。