[发明专利]一种井下管柱穿孔及径向切割工具

权利要求书

1.一种井下管柱穿孔及径向切割工具，由电源(1)、电源壳体(2)、锚定连接短节(3)、电机A(4)、丝杆(5)、锚定壳体(6)、端盖(7)、圆柱推程体(8)、锁紧块(9)、推进机构连接短节(10)、推进机构外壳(11)、液流滑套(13)、圆柱销(14)、喷射机构连接短节(15)、顶盖(16)、电机B(17)、转轴(18)、转动块(19)、键A(20)、键B(21)、石墨塞(22)、金属套筒(23)、喷射机构外壳(24)、石墨隔热层(25)、锥形导向体(26)、导流体(27)、金属骨架(28)、喷孔(29)、换向器(30)、金属垫片(31)、密封滑套(32)、连接杆(33)、心轴(34)、扶正片(35)、螺钉(36)、导向锥头(37)、滑杆(38)、滚动轴承(39)、分布式导流体(271)、分布式喷孔(291)、分布式换向器(301)组成，所述锚定壳体(6)的上端螺纹与锚定连接短节(3)配合，底部螺纹与推进机构连接短节(10)配合，侧面均匀开设4个矩形通孔(6a)与锁紧块端面(9c)配合，圆柱推程体(8)由锚定壳体上端放入使其圆周上的斜T型槽(8b)与锁紧块(9)斜T型卡块(9a)配合，端盖(7)卡在锚定壳体台阶上以顶住圆柱推程体(8)，锚定壳体下端面中心开设光滑圆形通孔(6b)，以容纳丝杆剩余的轴距，丝杆(5)下端通过螺纹与圆柱推程体的内螺纹(8a)配合，锁紧块(9)外部开设齿牙(9b)，这些零件共同组成了锚定机构，可通过锁紧块径向移动卡紧管柱完成工具锚定作业；所述推进机构外壳(11)上下端螺纹分别与推进机构连接短节(10)、喷射机构连接短节(15)螺纹配合，下端侧面均匀的开设8个进水孔(11a)，上端有销孔(11b)，内部开设圆柱通孔(11c)以容纳液流滑套(13)，液流滑套(13)下端内部开设液流道通孔(13a)，侧面均匀开设8个进水孔(13b)，通过圆柱销实现与推进机构外壳定位，在液流滑套顶端与推进机构外壳之间的型腔中装填铝热剂，铝热剂与电源引线相连，通电激发引燃铝热剂，铝热剂反应产生的高温高压气体形成推力，剪断圆柱销，使液流滑套向下滑移至二者进水孔同轴心配合，此时工具内外互通，外部钻井液流体进入工具，经特别设计的液流道推进石墨塞(22)向下滑移，进而推动残余的高温熔融金属射流从喷射机构喷出，完成液压推进作业；所述喷射机构连接短节(15)上下端螺纹分别与推进机构外壳、金属套筒(23)连接，内部螺纹(15a)与顶盖(16)螺纹连接，上部通孔(15b)存放电机B(17)，下部通孔(15c)安装转轴，通孔(15d)为液流道，转动块(19)通过键B(21)与转轴(18)相连，且通过键A(20)与喷射机构外壳(24)相连，开启电机B(17)使喷射机构旋转，从而使射流沿旋转的流道喷射到管柱上，完成遇卡管柱的径向切割作业；所述喷射机构外壳(24)上下端套在滚动轴承(39)上，两端的滚动轴承分别被喷射机构连接短节及金属套筒顶住，喷射机构外壳内部套设石墨塞(22)、石墨隔热层(25)、锥形导向体(26)，下端与金属骨架(28)螺纹配合，所述导流体(27)上端设置锥形台(27a)，内部均匀分布4个增速流道通孔(27b)，下端设置骨架卡槽(27c)，金属骨架(28)上下端螺纹分别与喷射机构外壳(24)和连接杆(33)螺纹连接，内部开设导流体套筒(28a)，喷孔(29)中心开设圆形通孔(29a)，内部也开设导流体套筒(29b)，侧面均匀分布4个圆形喷口(29c)，换向器(30)中心内部开设有圆形通孔(30a)，侧面均匀开设4个弧形引流槽(30b)，下端面设置台阶(30c)以顶住喷孔(29)，金属垫片(31)与金属骨架底部螺纹配合，密封滑套(32)下井途中通过密封圈定位在连接杆(33)上，这些零件共同组成了喷射机构，在石墨隔热层反应腔中装填铝热剂，铝热剂与电源引线相连，通电激发引燃铝热剂，铝热剂反应产生的高温高压气体形成推力，推开密封滑套，使反应产物高温熔融金属流体经过喷射机构流道喷射到管柱上，完成管柱穿孔或径向切割作业；所述的导流体(27)、喷孔(29)、换向器(30)可根据实际工况更改，实现不同穿孔数，不同穿孔直径，不同的穿孔方式，如分布式导流体(271)、分布式喷孔(291)、分布式换向器(301)能实现分布式的螺旋穿孔作业，所述心轴(34)从滑杆(38)上端下入并卡在其内部，下端与导向锥头(37)螺纹连接，在其中部位置用螺钉(36)连接扶正片(35)。