[发明专利]连续管磨料射流限速旋转切割工具

说明书

技术领域

本发明涉及油、气、水井卡钻作业管柱的切割领域，具体是一种连续管磨料射流限速旋转切割工具。

背景技术

国内大部分油气水井进入中后期，由于地质或完井施工等存在漏洞，导致生产或作业过程中管柱时常发生卡钻现象。而且随着开发的深入，水平、大斜度井数量逐年增加，在开发与生产过程中也时常发生卡钻事故。采用常规处理方式，例如提拉活动、悬吊、强力扭转、倒扣等方法，解卡成功率较低，而且管柱在反复提拉、扭转下易造成脱口、扭断等事故，致使总修井周期较长。采用机械式水力割刀切割方法，需动力驱动管柱，既受到地面设备的限制，也受到管柱本身结构限制，对于解卡成功率并不理想。采用爆炸切割方法，在大斜度井与水平井作业中，爆炸切割方法易受到深度限制，并且存在安全因素。

磨料水射流切割是80年代中前期进入实用阶段的新兴技术，具有其它切割方式无法比拟的优点。磨料水射流切割具有冷切割、切割效率高、对环境不产生污染、切口比较光滑等特点。

中国专利CN201544128U，公开日期2010年8月11日，公开了《水力喷砂切割器》，该专利提出了一种用于油田油、水井井下作业，进行切割井下落物的水力喷砂切割器。该水力喷砂切割器的主要问题：该切割器安装固定的喷嘴，不能进行旋转完整切割，需要用额外的动力装置驱动切割器旋转来实现井下管柱完整切割，且带来高压密封的一系列问题；

中国专利CN103921216A，公开日期2014年7月16日，公开了《一种三相空化磨料水射流切割装置》，该一种三相空化磨料水射流切割装置属于水下切割技术领域，该三相空化磨料水射流切割装置指出了磨料水射流切割装置及实现方式，但是没有提出一种可以应用到井下的切割工具，该三相空化磨料水射流切割装置无法实现管柱的完整切割。

中国专利CN1730241，公开日期2006年2月8日，公开了《水力自旋式可控磨料射流切割装置及其操作方法》，该水力自旋式可控磨料射流切割装置及其操作方法主要解决水下井内大直径的套管切割，适应的深度360m～500m，喷头的驱动力臂在100mm～150mm，但并不能适应小直径的管柱及深井作业。

发明内容

为了克服现有的切割装置切割效率和使用寿命低的不足，本发明提供了一种连续管磨料射流限速旋转切割工具，以达到提高切割效率和使用寿命的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种连续管磨料射流限速旋转切割工具，连续管磨料射流限速旋转切割工具包括：壳体，具有轴向通孔；芯轴，芯轴套设在该轴向通孔内；限速环，设置在芯轴外表面与该轴向通孔的内壁之间形成的环形密封空腔内，限速环与芯轴固定连接；喷头组件，设置在该壳体外且与芯轴的一端连接，该喷头组件能够驱动该芯轴相对于该壳体转动。

进一步地，限速环为筒形，沿限速环的轴线方向，限速环的外表面含有间隔设置的第一螺纹槽和第二螺纹槽，第一螺纹槽和第二螺纹槽的螺纹旋向相反。

进一步地，第一螺纹槽和第二螺纹槽均为梯形螺纹槽，限速环的内径等于芯轴的外径，第一螺纹槽和第二螺纹槽之间设有环形凹槽；当该喷头组件能够驱动该芯轴相对于该壳体转动时，第一螺纹槽能够将第一螺纹槽和该壳体之间的阻尼脂推向环形凹槽，第二螺纹槽能够将第二螺纹槽和该壳体之间的阻尼脂推向环形凹槽。

进一步地，该壳体的外表面设置有多个扶正翼，该多个扶正翼沿壳体的外表面周向间隔均布。

进一步地，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、本体和下接头，芯轴的另一端设置于本体内并与上接头密封连接，下接头密封套设在芯轴外，芯轴的一端置于下接头的下方，限速环位于上接头和下接头之间，多个扶正翼设置在本体的外表面上。

进一步地，芯轴具有环形的卡接段，卡接段设置于限速环的一端与下接头之间，该卡接段与下接头之间设置有止推轴承，该卡接段与限速环的一端之间设置有深沟球轴承，限速环与上接头之间设置有深沟球轴承。

进一步地，芯轴内含有用于向该喷头组件内供应切割液的轴向流道，芯轴的轴线与该壳体的轴线重合，该喷头组件能够驱动该芯轴以该壳体的轴线为轴转动.

进一步地，该喷头组件包括转换接头、喷头和喷嘴，芯轴的一端通过转换接头与喷头固定连接，喷嘴固定于喷头内，并且喷嘴与芯轴内的轴向流道连通。

进一步地，喷嘴包括驱动喷嘴，该驱动喷嘴的喷射方向偏离芯轴的轴线。

进一步地，喷嘴还包括切割喷嘴，该切割喷嘴的喷射方向与芯轴的轴线相交。