一种电动切割装置及切割方法与流程

本发明涉及井下油管切割领域，特别涉及了一种维修切割周期短的电动切割装置及切割方法。

背景技术：

1、油井是通过钻井方法钻成的孔眼。一般油井在钻达油层后，下入油层套管，并在套管与井壁间的环形空间注入油井水泥，以维护井壁和封闭油、气、水层，后按油田开发的要求用射孔枪射开油层，形成通道，下入油管，用适宜的诱流方法，将石油由油井井底上升到井口。

2、随着油田进入开发中后期，涉及到油管、钻杆、套管切割的大修工作量越来越多，特别是近年来随着深井、超深井应用的增加，其修井难度越来越大，并且大修作业成本高，施工周期长，给油田降本增效带来了巨大的压力。

3、本申请目的在于：采用电子信息自动化技术，利用智能切割工具完成部分大修工作量，从而缩短施工周期，降低作业成本。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种仪器直径小，切割可控范围大，刀具可以更换，配备声音反馈及震动反馈，可在地面实时监测井下切割状态的电动切割装置及切割方法。

2、本发明所采用的技术方案为：一种电动切割装置，包括地面系统和井下系统，所述地面系统设置于地面，所述井下系统设置于油井的管道内，所述井下系统具体包括：张力短节、四臂滚轮扶正器、电子节、平衡短节、推靠短节总成、锚定短节总成以及切割短节总成；所述切割短节总成位于所述锚定短节总成的末端，且所述切割短节总成能够在所述锚定短节总成上旋转；所述张力短节内设置了ccl和电缆头，在输送测井仪器时，仅旋转短节的上端，带动电缆转动，而下端及下部的仪器串在井内的姿态保持不变；张力短节在上提与下放的过程中，通过遥测电路将ccl和井下电缆头张力信号上传至地面监视系统；所述平衡短节、所述推靠短节总成、所述锚定短节总成以及所述切割短节总成依次连接，所述平衡短节、所述推靠短节总成和所述锚定短节总成相互配合以确保所述切割短节总成重心稳定；所述四臂滚轮扶正器至少设置有两个，以两点一线的方式对下移方向限位，保证所述切割短节总成处于油管中心；所述地面系统具体包括：地面监视系统、地面供电电源、地面采集系统以及控制操作面板；所述地面监视系统用于监视所述井下系统的电压、电流、张力、ccl、锚定力、切割速度、切割噪声；所述地面供电电源通过电缆为所述井下系统提供电流；所述地面采集系统、控制操作面板用于接受井下系统反馈的数据，并通过地面采集系统解码送入计算机，同时操作指令通过计算机传输给地面采集系统和控制操作面板，以下发指令给井下仪器。

3、张力短节在上提与下放的过程中，通过遥测电路将ccl和井下电缆头张力信号上传至地面监视系统,便于操作人员校深和避开油管接箍切割，从而达到有效保护仪器的目的；根据井下系统反馈的信号，对其底部的切割短节总成的位置和姿态进行精准调控，对比现有的切割技术，该方案的效率更高，而且精准度更为准确，切割时的装配也进行了简化，降低了装配要求。

4、在一些实施方式中，所述四臂滚轮扶正器上设有两组带有两个滚轮的定位臂；位臂上的滚轮贴合在油管内壁，从而保证四臂滚轮扶正器的位置处于油管正中央，通过至少两组四臂滚轮扶正器配合，对切割短节总成的位置进行确定。

5、具体的，所述四臂滚轮扶正器的常态外径为φ54mm。

6、更具体的，所述四臂滚轮扶正器上的定位臂完全张开后外径为φ100mm。

7、在一些实施方式中，所述切割短节总成为可更换的模块式设计。

8、具体的，所述切割刀能够完全收纳至所述切割短节总成内；切割刀能够收入切割短节总成内，避免切割刀在下方过程中对油管造成影响。

9、所述切割方法具体包括：

10、s1：通过电缆将地面系统中的地面供电电源与井下系统连接；

11、s2：将井下系统输送至油井的管道；

12、s3：地面监视系统对井下系统的电压、电流、张力、ccl、锚定力、切割速度、切割噪声进行实时监控；

13、s4：至少两个四臂滚轮扶正器配合，以两点一线的方式对井下系统的下移方向限位；

14、s5：井下系统深入到指定位置后，平衡短节、推靠短节总成和锚定短节总成相互配合以确保所述切割短节总成重心稳定，使切割短节总成精准的到达预设位置，并保持稳定；

15、s6：切割短节总成上的切割刀弹出；

16、s7：切割刀弹出后，锚定短节总成内置的驱动电机带动切割短节总成在油管内旋转，从而使切割刀从油管内部对油管进行切割

17、s8：收回井下系统。

18、本发明的有益效果在于：采用地面系统对井下系统通过电缆进行电控，使电机带动割刀旋转进行切割操作简单，比钻杆输送方式占用资源少，连贯性更好，而且电动切割所使用的仪器外径小，可下入油管及钻杆进行切割，钻井过程中卡钻时下切割器入内部进行切割作业，快速恢复钻井工作；成本低廉，效果显著，可广泛应用于油田切割作业。

技术特征：

1.一种电动切割装置，包括地面系统(1)和井下系统(2)，所述地面系统(1)设置于地面，所述井下系统(2)设置于油井的管道内，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的电动切割装置，其特征在于，所述四臂滚轮扶正器(21)上设有两组带有两个滚轮(210)的定位臂(211)，所述定位臂(211)。

3.根据权利要求3所述的电动切割装置，其特征在于，所述四臂滚轮扶正器(21)的常态外径为φ54mm。

4.根据权利要求3所述的电动切割装置，其特征在于，所述四臂滚轮扶正器(21)上的定位臂(211)完全张开后外径为φ100mm。

5.根据权利要求1所述的电动切割装置，其特征在于，所述切割短节总成(26)为可更换的模块式设计。

6.根据权利要求1所述的电动切割装置，其特征在于，所述切割短节总成(26)上设有刀刃朝向外侧的切割刀(260)。

7.根据权利要求6所述的电动切割装置，其特征在于，所述切割刀(260)能够完全收纳至所述切割短节总成(26)内。

8.应用如权利要求1所述的电动切割装置的切割方法，其特征在于，所述切割方法具体包括：

技术总结本发明涉及井下油管切割领域，具体公开了一种电动切割装置，包括地面系统和井下系统，所述地面系统设置于地面，所述井下系统设置于油井的管道内，所述井下系统具体包括：张力短节、四臂滚轮扶正器、电子节、平衡短节、推靠短节总成、锚定短节总成以及切割短节总成；所述切割短节总成位于所述锚定短节总成的末端。本发明中采用地面系统对井下系统通过电缆进行电控，使电机带动割刀旋转进行切割操作简单，比钻杆输送方式占用资源少，连贯性更好，而且电动切割所使用的仪器外径小，可下入油管及钻杆进行切割，钻井过程中卡钻时下切割器入内部进行切割作业，快速恢复钻井工作；成本低廉，效果显著，可广泛应用于油田切割作业。技术研发人员：周新华,张淑平,李美钰,李凡,连智婷,张伟男受保护的技术使用者：天津港锐石油工程科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18