裂缝切割系统

文档序号:1234467 发布日期:2020-09-11 浏览:16次 >En<

阅读说明:本技术 裂缝切割系统 (Crack cutting system ) 是由 赵宏林 鞠晓东 卢俊强 门百永 乔文孝 车小花 刘付火 许永标 王啸宇 于 2020-05-27 设计创作,主要内容包括:本申请提供了一种裂缝切割系统,包括:回转轴、支撑装置和切割装置;切割装置包括:周向旋转模块,包括:套设于回转轴外部的中部板;用于带动中部板绕回转轴转动的第一驱动组件;与中部板相固定的径向进给模块,包括:第二驱动组件,第二驱动组件设置有第一传动件;与第一传动件传动连接的第一移动件,第一移动件能被第一传动件带动并沿回转轴的径向移动;与第一移动件相固定的刀具切割模块,包括:第三驱动组件;第三驱动组件设置有转动轴和切割刀片;支撑装置包括:第四驱动组件和坐封模块,坐封模块包括支撑单元,第四驱动组件能驱动支撑单元沿回转轴的径向撑开。本申请能控制刀具的切割深度,并且在切割过程中具有稳定的支撑。(The application provides a crack cutting system, includes: the rotary shaft, the supporting device and the cutting device; the cutting device includes: a circumferential rotation module comprising: a middle plate sleeved outside the rotating shaft; the first driving assembly is used for driving the middle plate to rotate around the rotating shaft; a radial feed module secured to the mid-plate, comprising: the second driving assembly is provided with a first transmission piece; the first moving piece is in transmission connection with the first transmission piece and can be driven by the first transmission piece to move along the radial direction of the rotating shaft; a cutter cutting module secured to the first moving member, comprising: a third drive assembly; the third driving assembly is provided with a rotating shaft and a cutting blade; the supporting device comprises: the fourth driving assembly and the setting module, the setting module comprises a supporting unit, and the fourth driving assembly can drive the supporting unit to expand along the radial direction of the rotating shaft. The cutting depth of cutter can be controlled to this application to have stable support in cutting process.)

裂缝切割系统

技术领域

本申请涉及石油钻探技术领域,具体涉及一种裂缝切割系统。

背景技术

裂缝性储层广泛存在于碳酸盐岩剖面和较致密的碎屑岩地层中。在地下众多的裂缝中,特别是较古老地层裂缝中,大多数裂缝已经闭合,或者被各种各样的岩矿充填而成为对储层毫无贡献的无效裂缝,真正具渗滤性能的裂缝却为数不多。因此,对裂缝有效性的评价就成为裂缝性储层评价中一个非常关键的问题。

由于裂缝孔隙度很低,孔隙度信息的响应非常微弱,并且裂缝产状复杂,使之裂缝张开程度对电阻率的影响规律难以控制。因此,利用常规测井资料对裂缝有效性进行评价十分困难,需设计一种裂缝切割装置。通过该切割装置可以在模型井的井壁上,切割多条整圆周的各种宽度的等效水平裂缝,在分析裂缝地层斯通利波响应特征的基础上,分析斯通利波形成机理,为利用斯通利波能量衰减特征来开展更广泛的裂缝性储层的有效性评价奠定实验基础。

现有技术中,诸如中国专利库中公开的公开号为“CN 108890019A”提供了一种管内切割装置。在该切割装置中,刀架偏心安装在刀座上,当传动杆高速转动并带动刀座转动时,由于离心力作用使得刀架转动至其内部的刀片向外超出刀座,从而能够对管壁进行切割。在转动过程中,刀片可随着切割的深入自行调节位置,保持与管壁贴合。当传动杆带动刀架转动至刀片向外不超出刀座时,切割机构为收拢状态,可轻松的伸入管内。

但是,该公开文件提供的切割装置依靠于传动杆转动,并通过离心力作用驱动刀片切割管壁,在此过程中,无法准确地调节刀片切割的深度。并且,该切割装置中的切割机构通过上方的传动杆带动,刀具在切割时未设置支撑,从而刀具在切割时的稳定性较差。

另外,公开号为“CN 207905752U”也提供了一种管内切割装置,包括壳体、壳体外侧的锚定装置和安装于工具壳体纵向轴一端的可在纵向轴方向伸缩的工具头。该工具头内部设有可伸缩的切割刀具基座,在切割刀具基座上设有切割元件。该切割元件可以是单点切割刀、多点切割碟片或钻孔元件。工作时,将切割装置吊入被切割套管预设深度后,由锚定装置支撑在套管壁上,以实现切割装置与被切割套管的相对固定。然后操作工具头转动,带动切割元件的旋转。

该公开文本提供的切割装置具有以下缺点:当切割元件使用单点切割刀时,该单点切割刀切割时仅依靠工具头的转动,周向切割效率较低;当切割元件使用多点切割碟片或钻孔元件时,在工具头调整方向后只能进行定向切割,从而无法调节切割深度。

应该注意,上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明,并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

为了解决上述至少一个技术问题,本申请提供了一种裂缝切割系统,具有刀具的切割深度可调、切割效率高、以及能够为切割过程提供稳定支撑的优点,从而保证切割工作的顺利进行。

为了实现上述目的,本申请提供的技术方案如下所述:

一种裂缝切割系统,包括:回转轴、与所述回转轴的端部固定连接的支撑装置和能绕所述回转轴转动的切割装置;其中,所述切割装置包括:

周向旋转模块,包括:套设于所述回转轴外部的中部板;用于带动所述中部板绕所述回转轴转动的第一驱动组件;

与所述中部板相固定的径向进给模块,包括:第二驱动组件,所述第二驱动组件设置有第一传动件;与所述第一传动件传动连接的第一移动件,所述第一移动件能被所述第一传动件带动并沿所述回转轴的径向移动;

与所述第一移动件相固定的刀具切割模块,包括:第三驱动组件;所述第三驱动组件设置有转动轴和切割刀片,所述转动轴能带动所述切割刀片旋转;

所述支撑装置包括:第四驱动组件和坐封模块,所述坐封模块包括与所述第四驱动组件传动连接的支撑单元,所述第四驱动组件能驱动所述支撑单元沿所述回转轴的径向运动直至抵住被切割管的内壁。

作为一种优选的实施方式,所述转动轴上设置有刀架,所述刀架包括:刀片压板和与其间隔预定距离的刀片垫板,所述切割刀片设置在所述刀片压板与所述刀片垫板之间,所述预定距离与所述切割刀片的厚度相匹配,所述刀架与所述转动轴之间设置有能调节所述预定距离的调节机构。

作为一种优选的实施方式,所述第四驱动组件设置有第二传动件,所述支撑单元与所述第二传动件传动连接;所述坐封模块还包括:设置在所述第二传动件径向上的止挡部,所述第二传动件带动所述支撑单元运动时,所述支撑单元能与所述止挡部相配合并朝向所述回转轴的径向撑开。

作为一种优选的实施方式,所述第一传动件为第一丝杠,所述第一移动件为与所述第一丝杠相配合的第一螺母滑座,所述第一丝杠在所述回转轴的径向上纵长设置,所述第一丝杠在其纵向上具有相对两端,其中一端设置有丝杠支撑座,其中另一端设置有丝杠固定座。

作为一种优选的实施方式,所述径向进给模块还包括:与所述丝杠支撑座相连的滑轨,所述滑轨具有面向所述第一丝杠的第一表面以及与所述第一表面相背对的第二表面,所述第二表面与所述中部板相固定,所述第一表面设置有与所述第一螺母滑座相配合的轨道,所述轨道的延伸方向与所述第一丝杠的纵长延伸方向一致。

作为一种优选的实施方式,所述第二传动件为第二丝杠,所述第二丝杠在所述回转轴的轴向上纵长设置,所述第二丝杠在其纵向上具有相对的两端,其中一端连接有第一连接板,其中另一端连接有第二连接板,所述第一连接板与所述第二连接板之间通过长型板材相连,所述止挡部固定在所述长型板材上。

作为一种优选的实施方式,所述支撑单元包括:与所述第二丝杠相配合的第二螺母滑座;与所述第二螺母滑座相连的凹滑块,所述凹滑块具有斜面,所述斜面上设置有轨迹槽;凸滑块,所述凸滑块与所述轨迹槽配合连接;所述第二螺母滑座在沿所述第二丝杠移动时,所述凸滑块能被所述止挡部推动并沿着所述斜面上的轨迹槽运动。

作为一种优选的实施方式,所述回转轴与所述支撑装置之间设置有底板,所述底板与所述回转轴的端部固定连接,所述第一驱动组件安装在所述中部板与所述底板之间;所述第一驱动组件设置有第一驱动轴,所述第一驱动轴与所述中部板之间设置有齿轮副。

作为一种优选的实施方式,所述齿轮副包括:与所述第一驱动轴过盈连接的小齿轮,以及与所述小齿轮内啮合传动的大齿轮,所述大齿轮与所述中部板固定连接。

作为一种优选的实施方式,所述裂缝切割系统还包括:与所述中部板平行设置的顶板,所述顶板与所述中部板之间通过螺杆连接,所述顶板上设置有第一吊耳;用于安装所述第四驱动组件的固定架,所述固定架上安装有第二吊耳,所述第一吊耳和所述第二吊耳均设置在所述回转轴的轴线方向上。

有益效果:

本申请提供的裂缝切割系统,包括切割装置和支撑装置。切割装置设置有径向进给模块、周向旋转模块和刀具切割模块,刀具切割模块设置有动力源用于驱动切割刀片。其中,周向旋转模块能够带动整个切割装置绕回转轴转动,从而使得切割刀片能够沿井壁周圈进行水平割缝;径向进给模块能够带动刀具切割模块沿回转轴的径向移动,从而能够调整裂缝的切割深度。当径向进给模块带动刀具切割模块沿回转轴的径向移动时,刀具切割模块通过动力源驱动切割刀片,实现切割刀片对不同深度裂缝的稳定刻缝,提高了周向切割效率。同时,该裂缝切割系统设有支撑装置,通过支撑单元在回转轴径向的撑开,能够与管壁相接触,从而能够承载整个切割装置的载荷,保证切割过程的稳定性。

另外,该裂缝切割系统中的刀具切割模块还包括有刀架,刀架包括:刀片压板和刀片垫板,切割刀片设置在刀片压板与刀片垫板之间,刀架与转动轴之间设置有能调节刀片压板与刀片垫板之间预定距离的调节机构,从而能够调整切割刀片的数量或者切割刀片的厚度,能够在被切割管壁上切割出不同宽度的裂缝。实现切割刀片对不同宽度裂缝的刻缝。

参照后文的说明和附图,详细公开了本申请的特定实施方式,指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解,本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用,与其它实施方式中的特征相组合,或替代其它实施方式中的特征。

应该强调,术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在,但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动力的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施方式中裂缝切割系统的结构示意图;

图2为本申请实施方式中切割装置的结构示意图;

图3为本申请实施方式中支撑装置的结构示意图;

图4为本申请实施方式中刀具切割模块的结构示意图;

图5为本申请实施方式中径向进给模块的结构示意图;

图6为本申请实施方式中周向旋转模块的结构示意图。

附图标记说明:

1、切割装置;2、支撑装置;3、连接螺杆;4、吊耳;5、刀具切割模块;6、径向进给模块;7、周向旋转模块;11、第一连接板;12、支撑装置用丝杠固定座;13、长型板材;14、止挡部;15、凸滑块;16、凹滑块;17、转接盘;18、第二螺母滑座;19、第二传动件/第二丝杠;20、支撑装置用丝杠支撑座;21、第二连接板;22、联轴器;23、第四电机辅助支撑;24、第四电机支架;25、第四电机;26、支撑装置用螺杆;27、固定架;30、刀片压板;31、切割刀片;32、刀片内衬铜套;33、刀片垫板;34、转动轴;35、角磨机;36、角磨机盖板;37、角磨机支架;40、第二电机;41、第二电机支架;42、第二电机连接座;43、锥齿轮;44、滑轨;45、第一传动件/第一丝杠;46、螺母;47、第一螺母滑座;48、丝杠支撑座;49、丝杠固定座;50、顶板;51、切割装置用螺杆;52、中部板;53、大齿轮;54、回转轴;55、底板;56、第一电机支架;57、第一电机;58、第一驱动轴;59、小齿轮;60、滑动铜套;61、轴向挡圈。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式,对本发明的技术方案作详细说明,应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制范围,在阅读了本发明之后,本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所限定的范围内。

需要说明的是,当元件被称为“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。

下面将结合图1至图6对本发明实施例的裂缝切割系统进行解释和说明。需要说明的是,为了便于说明,在本发明的实施例中,相同的附图标记表示相同的部件。而为了简洁,在不同的实施例中,省略对相同部件的详细说明,且相同部件的说明可互相参照和引用。

具体的,将图1至图6中所示意的向上的方向定义为“上”,将图1至图6中所示意的向下的方向定义为“下”。值得注意的是,本说明书中的对各方向定义,只是为了说明本发明技术方案的方便,并不限定本发明实施例的裂缝切割系统在包括但不限定于使用、测试、运输和制造等等其他可能导致装置方位发生颠倒或者位置发生变换的场景中的方向。

本申请提供了一种裂缝切割系统,能够克服现有技术中的切割装置存在的不足。本申请实施例提供的裂缝切割系统具有刀具的切割深度及切割宽度可调、切割效率高、以及能够为切割装置提供稳定支撑的优点。

下面,本说明书将结合图1至图6对该裂缝切割系统进行详细阐述。

该裂缝切割系统包括:回转轴54、与所述回转轴54的端部固定连接的支撑装置2和能绕所述回转轴54转动的切割装置1。其中,所述切割装置1包括:周向旋转模块7,包括:套设于所述回转轴54外部的中部板52;用于带动所述中部板52绕所述回转轴54转动的第一驱动组件;与所述中部板52相固定的径向进给模块6,包括:第二驱动组件,所述第二驱动组件设置有第一传动件45;与所述第一传动件45传动连接的第一移动件,所述第一移动件能被所述第一传动件45带动并沿所述回转轴54的径向移动;与所述第一移动件相固定的刀具切割模块5,包括:第三驱动组件;所述第三驱动组件设置有转动轴34和切割刀片31,所述转动轴34能带动所述切割刀片31旋转。所述支撑装置2包括:第四驱动组件和坐封模块,所述坐封模块包括与所述第四驱动组件传动连接的支撑单元,所述第四驱动组件能驱动所述支撑单元沿所述回转轴54的径向运动直至抵住被切割管的内壁。

如图2、图4和图6所示,该切割装置1包括周向旋转模块7、径向进给模块6和刀具切割模块5。该刀具切割模块5设置有动力源用于驱动切割刀片31。其中,周向旋转模块7能够带动整个切割装置1绕回转轴54共同进行周向转动,从而使得切割刀片31能够沿井壁周圈进行水平割缝,实现等效水平切割。径向进给模块6能够带动刀具切割模块5沿回转轴54的径向移动,即让刀具切割模块5在被切割井壁的径向上做往复运动,从而能够调整裂缝的切割深度。当径向进给模块6带动刀具切割模块5沿回转轴54的径向移动时,刀具切割模块5通过动力源驱动切割刀片31实现切割刀片31对不同深度裂缝的稳定刻缝,提高了周向切割效率。

在本说明书中,如图6所示,切割装置1中的周向旋转模块7用于实现整个切割装置1的周向旋转。该周向旋转模块7包括:套设于所述回转轴54外部的中部板52;用于带动所述中部板52绕所述回转轴54转动的第一驱动组件。具体的,所述回转轴54在其轴向上具有相对的两端,一端与中部板52相连,另一端固定连接有底板55,具体可以通过焊接的方式实现与底板55的固定,或者回转轴54的端部与底板55通过螺钉连接。底板55设置在回转轴54与支撑装置2之间。所述第一驱动组件安装在所述中部板52与所述底板55之间,第一驱动组件设置有第一驱动轴58,第一驱动轴58与所述中部板52之间设置有齿轮副。

该第一驱动组件包括:第一电机57,该第一电机57设置有第一驱动轴58。具体的,第一电机57的轴端可以通过顶丝连接一段延长轴,该延长轴与第一电机57本身的轴端形成所述第一驱动轴58。第一驱动轴58上设置有齿轮副,该齿轮副与中部板52固定连接,从而第一驱动轴58能够带动中部板52旋转,该中部板52中心设有用于穿设回转轴54的通孔,该中部板52在第一电机57的带动下能够绕回转轴54旋转。

在本说明书中,所述齿轮副包括:与所述第一驱动轴58过盈连接的小齿轮59,以及与所述小齿轮59内啮合传动的大齿轮53,所述大齿轮53与所述中部板52固定连接。在本实施方式中,该大齿轮53位于小齿轮53的外部,在大齿轮53可以通过螺栓连接固定中部板52。

在一个具体的实施方式中,所述中部板52与所述回转轴54之间可以设置有滑动铜套60。滑动铜套60安装在中部板52通孔内,滑动铜套60一端通过轴肩与中部板52接触定位,另一端可以设置轴向挡圈61对滑动铜套60进行轴向定位,从而固定滑动铜套60。滑动铜套60与回转轴54的一端可以通过过盈配合安装在一起,该滑动铜套60可起到保护及减轻磨损的作用。进一步的,周向旋转模块7还包括:第一电机支架56,该第一电机支架56用于安装第一电机57。第一电机支架56可以通过螺栓连接固定在底板55上。

在本实施例中,径向进给模块6安装在中部板52上,刀具切割模块5安装在径向进给模块6的第一移动件上。由第一电机57带动内啮合的齿轮副传动时,固定在大齿轮53上的中部板52随之绕着回转轴54转动。则可实现切割装置1在井壁周圈刀具切割、径向进给、周向旋转三个自由度的等效水平裂缝切割。

在一个具体的实施方式中,该切割装置1还可以设置有顶板50,该顶板50与中部板52平行设置,并通过切割装置用螺杆51及螺母将中部板52与顶板50连接起来,共同构成周向旋转框架。当启动第一电机57时,第一电机57带动内啮合的小齿轮59以及大齿轮53旋转,从而带动固定在大齿轮53上的中部板52转动,中部板52转动可实现周向旋转框架的旋转。该顶板52用于安装吊耳4,可以便于整套裂缝切割系统的上提、下放。

在本说明书中,如图5所示,切割装置1中的径向进给模块6包括:第二驱动组件,所述第二驱动组件设置有第一传动件45;与所述第一传动件45传动连接的第一移动件,所述第一移动件能被所述第一传动件45带动并沿所述回转轴54的径向移动。

具体的,该第二驱动组件可以包括第二电机40以及第一传动件45,该第二电机40可以是步进电机或其他类型的电机。第二电机40的轴端与第一传动件45相连,从而可以通过第二电机40驱动第一传动件45进而带动第一移动件径向运动。该第一传动件45与第一移动件之间的传动连接方式可以是齿轮、链条之间的连接,也可以是丝杠、以及丝杠螺母之间的连接,从而使得移动件能够被传动件传动并带动运动。优选的,该第一传动件45与第一移动件之间传动连接方式为丝杠与丝杠螺母之间的连接。更优选的,丝杠为滚珠丝杠。

在一个具体的实施方式中,所述第一传动件45为第一丝杠45,所述第一移动件为与所述第一丝杠45相配合的第一螺母滑座47,所述第一丝杠45在所述回转轴54的径向上纵长设置,所述第一丝杠45在其纵向上具有相对两端,其中一端设置有丝杠支撑座48,其中另一端设置有丝杠固定座49。

在本实施例中,所述丝杠支撑座48和所述丝杠固定座49用于支撑丝杠,内部可以设置有轴承,从而能够传动扭矩并减小摩擦阻力。丝杠支撑座48和丝杠固定座49与中部板52连接,从而能够跟随中部板52一同做周向旋转。该第一螺母滑座47包括螺母46以及与螺母46相固定的滑座,刀具切割模块5安装于滑座上。具体的,由第二电机40带动第一丝杠45转动,安装在第一丝杠45上的第一螺母滑座47能够沿着第一丝杠45进行往复直线运动,使得刀具切割模块5能够沿着回转轴54的径向往复运动。

在一个实施方式中,所述径向进给模块6还可以包括:与所述丝杠支撑座48相连的滑轨44,所述滑轨44具有面向所述第一丝杠45的第一表面以及与所述第一表面相背对的第二表面,所述第二表面与所述中部板52相固定,所述第一表面设置有与所述第一螺母滑座47相配合的轨道,所述轨道的延伸方向与所述第一丝杠45的纵长延伸方向一致。

在本实施例中,滑轨44位于第一丝杠45与中部板52之间。滑轨44上设置轨道,该轨道可以是T型槽或者燕尾槽,第一螺母滑座47可以设置有与该轨道相配合的导轮,从而使得第一螺母滑座47在带动刀具切割模块5径向移动时,能够沿着轨道进行往复直线运动,能够保证径向进给的稳定性。

进一步的,该径向进给模块6还包括:第二电机支架41和电机支架连接座42。该第二电机支架41用于固定第二电机40,该电机支架连接座42与丝杠固定座49均与滑轨24相连,从而用于固定第二电机支架41。在一些具体的实施方式中,第二电机40可以通过电机带动一对锥齿轮43进行传动方向的变换,该锥齿轮43与第一丝杠45连接,然后通过第一丝杠45传动将第二电机40的转动转化为第一螺母滑座47的往复直线运动,从而实现了整个刀具切割模块5的径向位置的调节。当然,所述第二电机40与第一丝杠45的连接方式不作特别限定,该第二电机40的驱动轴可以通过联轴器与第一丝杠45连接,从而带动第一丝杠45转动。

在本说明中,当周向旋转模块7绕回转轴54带动旋转时,刀具切割模块5和径向进给模块6均共同转动,当刀具切割模块5在回转轴54的径向上作往复运动时,能够调节切割深度。

在本说明书中,如图4所示,切割装置1中的刀具切割模块5,包括:第三驱动组件;所述第三驱动组件设置有转动轴34和切割刀片31,转动轴34能带动切割刀片31旋转。该第三驱动组件可以为角磨机35,或者是其他类型的动力源,本申请不做特别限定。优选的,该第三驱动组件为角磨机35,通过角磨机35驱动切割刀片31进行裂缝的切割。角磨机35本身的轴端可以连接一段延长轴,该延长轴用于安装切割刀片31,该延长轴与角磨机35本身的轴端形成角磨机35的转动轴34。该转动轴34上安装切割刀片31,从而能够带动切割刀片31的旋转。

在本说明中,在所述回转轴54的径向上,所述转动轴34的轴线与所述回转轴54的轴线相平行。在一些情况下,转动轴34的轴线与回转轴54的轴线可以是相平行并且重合的。但是,当径向进给模块6带动刀具切割模块5沿回转轴54的径向移动时,切割刀片31可以实现对管壁的偏向切割,即转动轴34的轴线与回转轴54的轴线可以是相平行但不重合的。

在本说明书中,所述转动轴34上还设置有刀架,所述刀架包括:刀片压板30和与其间隔预定距离的刀片垫板33,所述切割刀片31设置在所述刀片压板30与所述刀片垫板33之间,所述预定距离与所述切割刀片31的厚度相匹配,所述刀架与所述转动轴34之间设置有能调节所述预定距离的调节机构。

具体的,切割刀片31固定在刀片压板30与刀片垫板33之间。刀架与转动轴34之间设置有能调节刀片压板30与刀片垫板33之间预定距离的调节机构,从而能够调整切割刀片31的数量以及切割刀片31的厚度。通过调整切割刀片31的数量或者厚度,能够在被切割管壁上切割出不同宽度的裂缝。在一些具体的实施方式中,该调节机构可以是螺纹结构,包括设置在转动轴34上的外螺纹,以及设置在刀架上的与所述外螺纹相配合的内螺纹。当然,该调节机构可以是其他结构,本申请不作特别限定。

进一步的,所述切割刀片31与所述转动轴34之间可以设置有刀片内衬铜套32。具体的,可以在转动轴34上安装刀片垫板33,然后将刀片内衬铜套32套装在刀片垫板33上,刀片内衬铜套32的作用是便于安装标准孔径的切割刀片31,且能起到减轻磨损的保护作用。安装时,将切割刀片31套装在刀片内衬铜套32上后再安装刀片压板30,可以通过与转动轴34的螺纹连接固定,随后可以通过螺纹连接将刀片压板30安装在转动轴34上,将切割刀片31固定。在驱动角磨机35工作时,能够保证切割刀片31随之转动,进行刻度工作。通过调节安装切割刀片31的数量或者厚度可调整切割裂缝宽度为2-10MM。

进一步的,该刀具切割模块5还可以包括角磨机支架37和角磨机盖板36,所述角磨机支架37用于固定角磨机35,角磨机支架37与角磨机盖板36通过螺栓连接固定在一起。角磨机盖板36可以通过螺栓连接或其他固定连接的方式与径向进给模块6中的第一螺母滑座47相连接,从而第一螺母滑座47在沿着滑轨44的轨道作往复直线运动时,能够带动角磨机35、切割刀片31的径向运动。

在本说明书中,该裂缝切割系统设有支撑装置2,起到支撑固定的作用,用于保证切割装置1工作时整个裂缝切割系统的稳定性。如图3所示,所述支撑装置2包括:第四驱动组件和坐封模块,所述坐封模块包括与所述第四驱动组件传动连接的支撑单元,所述第四驱动组件能驱动所述支撑单元沿所述回转轴54的径向运动直至抵住被切割管的内壁。通过支撑单元在回转轴54径向的撑开,能够与管壁相接触,从而能够承载整个切割装置1的载荷,保证切割过程的稳定性。

具体的,所述第四驱动组件设置有第二传动件19,所述支撑单元与所述第二传动件19传动连接;所述坐封模块还包括:设置在所述第二传动件19径向上的止挡部14,所述第二传动件19带动所述支撑单元运动时,所述支撑单元能与所述止挡部14相配合并朝向所述回转轴54的径向撑开。

进一步的,该第四驱动组件包括第四电机25和第二传动件19,该第四电机25可以是步进电机或其他类型的电机。该第四电机25的轴端连接第二传动件19,从而可以通过第四电机25驱动第二传动件19进而带动支撑单元沿回转轴54的径向运动。该第二传动件19与支撑单元之间的传动连接方式可以通过齿轮、链条之间的连接,也可以通过丝杠、以及丝杠螺母之间的连接,从而使得支撑单元能够被传动件传动并带动运动。优选的,该第二传动件19与支撑单元之间传动连接方式为丝杠与丝杠螺母之间的连接。更优选的,丝杠为滚珠丝杠。

在一个具体的实施方式中,所述第二传动件19为第二丝杠19,所述第二丝杠19在所述回转轴54的轴向上纵长设置,所述第二丝杠19在其纵向上具有相对的两端,其中一端连接有第一连接板11,其中另一端连接有第二连接板21,所述第一连接板11与所述第二连接板21之间通过长型板材13相连,所述止挡部14固定在所述长型板材13上。

在本实施例中,所述第一连接板11用于连接切割装置1。第一连接板11与周向旋转模块7中的底板55固定连接。所述第一连接板11上可以设置有支撑装置用丝杠固定座12,第二连接板21上可以对应设置有支撑装置用丝杠支撑座20。该支撑装置用丝杠支撑座20和支撑装置用丝杠固定座12用于支撑第二丝杠19,内部可以设置有轴承,从而能够传动扭矩并减小摩擦阻力。第一连接板11与第二连接板21之间通过长型板材13相连,从而可以在该长型板材13上设置止挡部14,板材的材质不做特别限定,优选采用结构强度高且防腐蚀性佳的铝材。该止挡部14可以是短型铝材,该短型铝材沿其纵长方向设置在第二丝杠19的径向上。

在一个实施方式中,所述支撑单元包括:与所述第二丝杠19相配合的第二螺母滑座18;与所述第二螺母滑座18相连的凹滑块16,所述凹滑块16具有斜面,所述斜面上设置有轨迹槽;凸滑块15,所述凸滑块15与所述轨迹槽配合连接;所述第二螺母滑座18在沿所述第二丝杠19移动时,所述凸滑块15能被所述止挡部14推动并沿着所述斜面上的轨迹槽运动。

具体的,该第二螺母滑座18可以连接一转接盘17,从而使固定于第二螺母滑座18上的转接盘17进行轴向往复运动。而转接盘17的一端可以通过螺栓连接与凹滑块16固定在一起。该凹滑块16具有斜面,该斜面上设置有轨迹槽,从而使得与凹滑块16相配合的凸滑块15沿着斜面上的轨迹槽滑动,并撑开。该轨迹槽可以是T型槽,或者燕尾槽。所述凸滑块15上设置有与轨迹槽相配合的凸起部,通过凸起部与轨迹槽配合连接,从而在第二螺母滑座18进行轴向往复运动时,能够带动凸滑块15和凹滑块16一同运动。

在第二螺母滑座18带动移动时,凸滑块15的一端与止挡部14相抵,随着第二螺母滑座18带动着凹滑块16继续沿轴向运动时,凸滑块15在止挡部14的配合下,能够沿着凹滑块16的轨迹槽滑动,并沿着凹滑块16的斜面运动,从而将轴向往复运动转换为凸滑块15的在径向上的运动。当切割工作结束后,需要将该裂缝切割系统从刻度模块中起出时,第四电机25驱动第二丝杠19以相反的方向转动,第二螺母滑座18在带动凹滑座16沿相反方向运动时,凸滑块15能够沿着凹滑块16斜面上轨迹槽回落,直至与止挡部14相抵靠。

在本实施例中,安装于长型板材13上的止挡部14能够在凸滑块15的径向撑过程中起到导向作用,同时在切割工作结束后,需要将凸滑块15回落,能够在凸滑块15的回落过程中起到保护作用。该支撑单元可以包括多组凹、凸滑块,采用多点支撑方式,能够在切割工作中紧贴模型井的内壁,达到支撑的效果。有利于承载旋转切割及径向进给方向的载荷,保证切割的稳定性及可靠性。

进一步的,如图3所示,第四电机25可以经联轴器22与第二丝杠19连接,从而带动支第二丝杠19转动。该支撑装置2还可以包括:固定架27,所述固定架27用于固定第四驱动组件,该固定架27可以进一步包括:用于安装第四电机25的第四电机支架24以及吊耳盖,吊耳盖可以通过支撑装置用螺杆26与第二丝杠19的第二连接板21相连,从而形成支撑框架。该吊耳盖用于安装吊耳4,便于整套系统的上提和下方。另外,该第四电机支架24还可以包括第四电机辅助支撑23,可以通过螺栓连接固定在第四连接板21上,该第四电机辅助支撑23可以是填充部,从而为第四电机25提供减震效果,保证支撑装置2的支撑稳定性。

在本说明书中,切割装置1和支撑装置2的两侧可以安装有吊耳4,能够实现装置切割装置1与支撑装置2的双向放置。具体的,所述顶板50上设置有第一吊耳,所述固定架27上安装有第二吊耳,所述第一吊耳和所述第二吊耳均设置在所述回转轴24的轴线方向上。由于该裂缝切割系统的两端都安装有吊耳,能够将该系统进行正向或反向放置。

本申请实施例提供的裂缝切割系统,其主要构成有:切割装置和支撑装置。其中,切割装置包括刀具切割模块、周向旋转模块、径向进给模块三部分,能够实现切割刀片在井内的水平周向切割及径向进给。支撑装置中的支撑单元能够被第四驱动组件驱动,并坐封支撑在井壁上,从而固定整个系统,并承受切割装置在旋转切割时的载荷,保证切割的稳定性。

利用本申请提供的裂缝切割系统,能够对刻度模块进行等效水平裂缝的切割,且裂缝的宽度、深度可通过调整切割刀片数量、控制径向进给量来调节。切割后的刻度模块,其内壁具有已知位置、已知宽度和已知深度的裂缝,可用于模型井实验和测井仪的标定实验,进而为裂缝性储层的有效性评价奠定实验基础。

上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本申请的内容并据以实施,并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本申请的保护范围之内。

披露的所有文章和参考资料,包括专利申请和出版物,出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”,旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地,单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解,以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述,在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。出于全面之目的,所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。

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