连续管水力旋转切割系统的制作方法_2

文档序号:9542957阅读:来源:国知局
0处,并且上述防喷管57与切割工具相连的连续管53连接。
[0030]本发明实施例中的切割工具通过连续管连接器与连续管53连接,切割工具的下入或者上提由连续管作业车51控制滚筒52、注入头55来实现连续管53的下入或者上提,使切割工具达到预定的位置。
[0031 ] 如图2至图5所示,本发明实施例中的切割工具包括壳体、芯轴8、限速环6和喷头组件。由于喷头组件、芯轴8和限速环6固定连接在一起,所以限速环6与喷头组件的转速一致。喷头组件的转速会决定本发明连续管水力旋转切割系统在切割管柱时的效果,而设置限速环6,当限速环6相对于壳体转动时,由于限速环6会切割芯轴8与壳体之间的阻尼月旨,从而起到对芯轴8减速的作用,进而能够达到将喷头组件的转速控制到合适的数值范围内,从而达到提高切割效率和使用寿命的目的。其中,上述合适的数值范围根据不同的切割环境以及切割条件可以适当改变,此处并不做出限定。
[0032]需要说明的是,切割工具还包括上述连续管连接器、液压丢手、刚性扶正器、弹性扶正器、锚定器,并且切割工具的内部有能使携砂液流通的通道,切割工具与连续管53通过连续管连接器连接。连续管连接器可以使切割工具与连续管形成有效连接,方便工具的安装和拆卸。液压丢手主要是在遇到切割工具遇卡、连续管不能有效解卡、连续管内通道无法建立循环等紧急情况时,通过向连续管内投球或者打压使液压丢手及时丢手,使液压丢手下面的工具组合脱落,实现对连续管的保护。刚性扶正器和弹性扶正器是为了确保切割工具在下井和切割管柱过程中能准确居中,使管柱均匀切割。锚定器对切割工具进行锚定,保证切割工具在切割过程中切割点不会发生变化,切割完毕后能顺利解锚。
[0033]如图2所示,本发明实施例中该壳体的轴线沿竖直方向设置,该壳体包括从上向下依次连接的上接头1、本体7和下接头11。芯轴8的另一端设置于本体7内并与上接头1密封连接。下接头11密封套设在芯轴8外,芯轴8的一端置于下接头11的下方。限速环6位于上接头1和下接头11之间。
[0034]优选地,本发明实施例中的限速环6为筒形,沿限速环6的轴线方向,限速环6的外表面含有间隔设置的第一螺纹槽61和第二螺纹槽62,在第一螺纹槽61和第二螺纹槽62之间设置有环形凹槽63。其中,上述第一螺纹槽61和第二螺纹槽62均为梯形螺纹槽,限速环6的内径等于芯轴8的外径,限速环6的外径比该壳体的内径小0.08mm?0.167mm。
[0035]限速环6与本体7之间的环形密封空腔17内注满阻尼脂,当限速环6相对于本体7旋转时,限速环6会剪切阻尼脂,产生阻尼力,由牛顿内摩擦定律可知,该阻尼力会对限速环6起到减速作用,直到限速环6的转速达到一个合适的数值。但限速环6相对于本体7旋转时,二者之间环形密封空腔17内的阻尼脂也会跟着旋转,产生离心力,该离心力会对阻尼脂产生挤压作用,将阻尼脂挤压出限速环6与本体7之间的环形密封空腔17外,直至环形密封空腔17的阻尼脂填不满,由牛顿内摩擦定律可知,这会造成阻尼脂对限速环6不起减速限速作用,从而失去限速功能。为了避免上述情况,本发明实施例中的第一螺纹槽61和第二螺纹槽62的螺纹旋向相反。目的是当该喷头组件能够驱动该芯轴8相对于该本体7转动时,第一螺纹槽61能够将第一螺纹槽61和该本体7之间的阻尼脂推向环形凹槽63,第二螺纹槽62能够将第二螺纹槽62和该本体7之间的阻尼脂推向环形凹槽63。从而避免阻尼脂受旋转离心力的挤压作用被挤出限速环6与本体7之间的环形密封空腔17外。
[0036]当第一螺纹槽61为右旋螺纹,第二螺纹槽62为左旋螺纹时,该连续管磨料射流限速旋转切割工具正常工作时,如图2所示,在由下向上的方向上,喷头组件仅作顺时针旋转(即沿芯轴8的轴线向上观察喷头组件,该喷头组件和芯轴8均顺时针转动),而不会逆时针旋转,这样设计的目的是保护阻尼脂被挤出密封空腔17外。同理,当第一螺纹槽61为左旋螺纹,第二螺纹槽62为右旋螺纹时,如图1所示,在由下向上的方向上,喷头组件仅作逆时针旋转(即沿芯轴8的轴线向上观察喷头组件,该喷头组件和芯轴8均逆时针转动),而不会顺时针旋转。
[0037]需要说明的是,本发明实施例中的喷头组件的转速会决定本发明实施例切割管柱的效果,具体实施时,可以通过调整阻尼脂的阻尼系数,或调整限速环6上第一螺纹槽61和第二螺纹槽62的结构尺寸,来最终决定喷头组件的转速。而且,限速环6的位置可以根据需要进行调整,限速环6可以放在芯轴8的上端,中间或下端。另外,为了增强第一螺纹槽61和第二螺纹槽62与阻尼脂之间的作用效果,第一螺纹槽61和第二螺纹槽62的表面含有喷砂处理层,即第一螺纹槽61和第二螺纹槽62的表面含有经过喷砂处理而形成的粗糙表面(即喷砂处理层)。
[0038]上述上接头1上端具有母螺纹,可与工具上方的作业管柱相连,上接头1下端具有公螺纹,与本体7相连。上接头1下端公螺纹前端安装有密封圈4,与本体7进行密封。上接头1下端内孔安装密封圈3与芯轴8进行密封。上接头1下端公螺纹根部与本体7上端母螺纹之间利用螺钉2锁定。
[0039]本体7与下接头11之间安装有密封圈10进行密封,本体7下端母螺纹与下接头11连接,连接螺纹之间由螺钉12锁定。
[0040]本体7的外表面上设置有多个扶正翼71,用于本发明实施例自身在被切割管柱内的扶正,使切缝更均匀,切割效果更理想。如图3所示。本发明实施例中的扶正翼71为齿槽形扶正翼,该扶正翼71能够使本发明实施例中的连续管水力旋转切割系统在井下作业过程中具有自我扶正功能,无需依赖额外的扶正器,并且由于扶正翼71具有扶正作用,本发明实施例切割井下管柱时,割缝更均匀,提升了切割效果。其中,本体7的外径比喷头组件的外径大,从而能够起到扶正的效果。
[0041]下接头11内孔安装密封圈13,用来密封下接头11与芯轴8,两者之间可以产生相对转动。芯轴8具有环形的卡接段18,卡接段18设置于限速环6的一端与下接头11之间。芯轴8上安装有两组深沟球轴承,该卡接段18与限速环6的一端之间设置有第一组深沟球轴承19,限速环6与上接头1之间设置有第二组深沟球轴承5。两组深沟球轴承之间安装限速环6,芯轴8通过紧定螺钉将扭矩传达给限速环6,安装完毕后一端靠上接头1对第一组深沟球轴承5外圈进行轴向限位,另外一端靠芯轴8的卡接段18限位。
[0042]芯轴8卡接段18的下方安装止推轴承9,下接头11端面对止推轴承9进行限位,整个芯轴8 一端的轴向限位靠下接头11与止推轴承9,整个芯轴8另外一端的轴向限位靠上接头1与第一组深沟球轴承5。需要说明的是,可以用角接触轴承代替本发明实施例中的两组深沟球轴承和止推轴承9,以达到简化结构的目的,但该变形方案依旧属于本申请的保护范围之内。
[0043]传输装置的输出端与切割工具的上接头1连接,芯轴8内含有沿轴向贯通的内流道,上述内流道能使携砂液流通,传输装置的输出端通过上接头1与芯轴8的内流道连通。芯轴8的轴线与该壳体的轴线重合,该喷头组件能够驱动该芯轴8以该壳体的轴线为轴转动,该喷头组件包括转换接头14、喷头15和喷嘴16,芯轴8的一端采用密封螺纹与转换接头14连接,转换接头14采用密封螺纹与喷头15连接。喷嘴16固定于喷头15内,并且喷嘴16与芯轴8内的轴向流道连通。
[0044]如图5所示,两组被对称安装的喷嘴16径向方向不在同一轴线上,而是具有一定的偏心距。当工作介质从喷嘴16中喷射出时,喷嘴16产生的驱动力矩沿逆时针方向,对芯轴8与下接头11广生上扣扭矩。
[0045]应用本发明实施例工作时,在管柱切割之前,通过作业车或修井机判断管柱遇卡位置,给待切管柱提供3-5t的预拉力,并用卡瓦在井口 80固定;液罐车20、混砂橇30、栗车、连续管车51摆放整齐并通过管汇连接。用吊车将注入头55吊至合适高度,并使连续管53穿入注入头55。安装防喷盒56和防喷管57,并在连续管53的末端安装连续管连接器,对连续管连接器做试压和拉盘试验,拉盘测试的力控制在5t左右,耐压测试为50Mpa,5min压降不超过0.5MPa。在地面组装切割工具,并与连续管连接器连接。切割工具安装完之后,用吊车将注入头55吊至废液池内,准备地面栗压测试,栗车安全压力限制设定为50MPa,栗车压力超过 50MPa 自动熄火,栗车排量从 100L/min、110L/min、120L/min、130L/min、140L/min、150L/min、160L/min、170L/min依次增加每段排量维持2分钟。根据栗车压力45MPa和切割工具的转速3-30RPM左右,选择对应的排量,如栗压45MPa、排量160L/mi。通过连续管作业车51将切割工具下入至待切管柱81与套管82的卡点83的预定位置,下入过程中,
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1