【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油井下作业，具体涉及一种井下激光旋转切割工具。
技术介绍
1、激光切割是一种利用激光束对材料进行切割的技术，它通过高能量激光束瞬间加热材料，使其在焦点处蒸发或熔化，从而实现切割的目的。井下激光切割是指在井下环境中使用激光切割技术进行工作的一种技术，这种技术可以用于在矿井、隧道或其他需要井下作业的环境中进行切割工作。激光切割利用高能量激光束对材料进行切割，因此可以快速而准确地完成工作。常见的井下切割包括机械切割、水压切割、钻孔爆破等，这些方法存在切割效率受限、操作存在风险、对周围环境造成不良影响等问题。与上述方法相比，激光切割技术可以实现无接触切割，减少了对操作人员的危险性。同时，由于激光束的直线传播特性，井下激光切割可以进行精确的定位和切割，从而提高工作的效率和质量。
2、目前井下激光切割工具存在一些不足，例如切割效率低、材料损耗大、切割工具的成本较高等问题，并且不能适应复杂的井下环境。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种井下激光旋转切割工具及方法，将本专利技术放入井下需要切割的位置，启动电源，电机带动工具旋转，激光器发射激光开始对井下套管等进行旋转切割，同时下端的支撑机构上的轮毂电机带动整体工具移动，以实现井下激光切割灵活调整及适应不同井况下工作的目的。
2、为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种井下激光旋转切割工具，包括连续管、上连接器、上连接器外侧连接上外壳体、上外壳体内安装电机、电机输出轴端连接上螺杆
4、所述连续管内包括水管、气管、电缆及光纤，分别对应不同的通道，通过下方的上连接头与中心管内的旋转机构连接。水管、气管通过上连接头，在中心管内与旋转机构的外壳相连。电缆一部分通过上连接头和上连接器下方的通孔与电机相连，一部分与旋转机构的电滑环相连。
5、所述旋转机构包括外壳、转子、轴承、密封件、挡圈、法兰、光纤旋转接头、电滑环；转子通过轴承与外壳连接，轴承上方安装有挡圈，外壳内设置有凹槽，凹槽内安装有密封件，外壳的下方与中心管的下方采用螺纹连接，转子的上方与光纤旋转接头、电滑环的转子端通过法兰固定连接，光纤旋转接头和电滑环安装在转子内部的中心通孔。
6、所述激光切割机构包括连接管、下连接头、激光器；连接管与旋转机构的转子下方采用螺纹连接，下连接头的上方和下方分别与转子的底部、激光器连接。水管、气管、电缆及光纤通过旋转机构和下连接头与激光器相连。
7、作为本专利技术的进一步技术方案，所述上连接器的内部设置有卡瓦，卡瓦咬紧连续管，以实现抗拉和抗扭的能力，保证连续管不会发生移动。
8、作为本专利技术的进一步技术方案，所述电机的数量设置为3个，沿上连接器的外壁呈圆周分布，对应的连接输出轴端的上螺杆及上螺杆上方连接的上限位体的数量也设置为3个。
9、作为本专利技术的进一步技术方案，所述上活动杆、上支撑架、下活动杆、下支撑架的数量设置为3个，围绕整个工具圆周分布，活动杆与支撑架采用销钉连接。
10、作为本专利技术的进一步技术方案，所述旋转机构的转子的内部设置有2个直通底部的孔，外侧对应设置有梯形槽，能够实现介质的流通。所述旋转机构的外壳的外侧设置有2个通孔，与转子的梯形槽配合，通过相应介质的接头实现与水管和气管相连。
11、作为本专利技术的进一步技术方案，所述激光切割机构的连接管的内壁的一侧设置有通道。电缆通过下连接头进入连接管的通道内，与过孔电滑环的转子端连接。电缆通过过孔电滑环，与双出轴电机连接，为其提供电源。
12、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
13、1、本专利技术采用电机带动螺杆旋转使其上的连接器发生直线往复运动，带动活动杆及支撑架的运动，使本专利技术在井下能实现对中，同时下支撑架的下方安装有轮毂电机，启动后能带动整个工具沿井壁运动，方便工具在井下调整，使其既能在竖直井下工作又能在水平井下工作。
14、2、通过旋转机构，连续管内水管、光纤等在旋转过程中不会发生干涉，该工具在井下能进行360°旋转切割，满足不同情况下的切割需求。
15、3、激光切割机构的连接管的内壁的一侧设置有电缆通道，给下方的双出轴电机提供电力来源，大大提高了工具的使用效率，不产生材料损耗，降低了切割成本。
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1.一种井下激光旋转切割工具，其特征在于：包括连续管(1)、上连接器(2)、上连接器(2)外侧连接上外壳体(3)、上外壳体(3)内安装电机(4)、电机(4)输出轴端连接上螺杆(5)、上螺杆(5)上方连接上限位体(6)、上螺杆(5)外侧安装上滑环(7)、上滑环(7)一侧连接上活动杆(8)、上活动杆(8)另一端与上支撑架(9)连接、上支撑架(9)上方连接着上外壳体(3)、上支撑架(9)下方连接滑轮(10)、上连接器(2)的下端连接中心管(11)、中心管(11)内安装旋转机构(12)、旋转机构(12)下方连接激光切割机构(13)、激光切割机构(13)下方连接过孔电滑环(14)、过孔电滑环(14)下方连接下连接器(15)、下连接器(15)外侧安装下外壳体(16)、下连接器(15)内安装双出轴电机(17)、双出轴电机(17)上方输出轴端通过过孔电滑环(14)与激光切割机构(13)下端连接、双出轴电机(17)下方输出轴端连接下螺杆(18)、下螺杆(18)下方连接下限位体(19)、下螺杆(18)外侧安装下滑环(20)、下滑环(20)外安装下活动杆(21)、下活动杆(21)另一端连接下支撑架(2
2.根据权利要求1所述的一种井下激光旋转切割工具，其特征在于：所述连续管(1)内包括水管、气管、电缆及光纤，分别对应不同的通道，通过下方的上连接头(24)与中心管(11)内的旋转机构(12)连接；所述水管、气管通过上连接头(24)，在中心管(11)内与旋转机构(12)的外壳(121)相连；所述电缆一部分通过上连接头(24)和上连接器(2)下方的通孔与电机(4)相连，一部分与旋转机构(12)的电滑环(128)相连。
3.根据权利要求1所述的一种井下激光旋转切割工具，其特征在于：所述上连接器(2)的外侧安装上外壳体(3)，上外壳体(3)内安装有电机(4)，电机(4)的数量设置为3个，沿上连接器(2)的外臂呈圆周分布，对应的连接输出轴端的上螺杆(5)及上螺杆(5)上方连接的上限位体(6)的数量也设置为3个；所述上活动杆(8)、上支撑架(9)的数量也设置为3个，围绕整个工具圆周分布，上活动杆(8)与上支撑架(9)采用销钉连接。
4.根据权利要求1所述的一种井下激光旋转切割工具，其特征在于：所述旋转机构(12)包括外壳(121)、转子(122)、轴承(123)、密封件(124)、挡圈(125)、法兰(126)、光纤旋转接头(127)、电滑环(128)；所述转子(122)通过轴承(123)与外壳(121)连接，轴承(123)上方安装有挡圈(125)，外壳(121)内设置有凹槽，凹槽内安装有密封件(124)，外壳(121)的下方与中心管(11)的下方采用螺纹连接，转子(122)的上方与光纤旋转接头(127)、电滑环(128)的转子端通过法兰(126)固定连接，光纤旋转接头(127)和电滑环(128)安装在转子内部的中心通孔。
5.根据权利要求4所述的一种井下激光旋转切割工具，其特征在于：激光切割机构(13)包括连接管(131)、下连接头(132)、激光器(133)；所述连接管(131)与旋转机构(12)中转子(122)的下方采用螺纹连接，下连接头(132)的上方和下方分别与转子(122)的底部、激光器(133)连接；所述连接管(131)的内壁的一侧开设有通道，通道内设置有电缆，电缆与连接管(131)下方的过孔电滑环(14)的转子端相连。
6.根据权利要求1所述的一种井下激光旋转切割工具，其特征在于：所述下连接器(15)的外侧安装有下外壳体(16)，下连接器(15)的上端与过孔电滑环(14)的下端连接，下连接器(15)内安装双出轴电机(17)，双出轴电机(17)的上输出轴端与连接管(131)下方相连，另一输出轴端与下螺杆(18)相连；所述双出轴电机(17)的两个输出端分别控制旋转，上端带动激光切割机构(13)和旋转机构(12)旋转，下端带动下螺杆(18)旋转。
7.根据权利要求1所述的一种井下激光旋转切割工具，其特征在于：所述下活动杆(21)、下支撑架(22)的数量设置为3个，围绕整个工具圆周分布，下活动杆(21)与下支撑架(22)采用销钉连接；双出轴电机(17)下端启动，带动下螺杆(18)旋转，下滑环(20)做直线往复运动，从而带动下活动杆(21)与下支撑架(22)的运动，到达工作位置后下支撑架(22)撑开，与上活动杆(8)、上支撑架(9)形成配合；所述下支撑架(22)的下端安装有轮毂电机(23)，上支撑架(9)的下端安装有滑轮(10)，轮毂电机(23)启动后，滑轮(10)作为从动件，带动整个工具沿井壁运动。
...【技术特征摘要】
1.一种井下激光旋转切割工具，其特征在于：包括连续管(1)、上连接器(2)、上连接器(2)外侧连接上外壳体(3)、上外壳体(3)内安装电机(4)、电机(4)输出轴端连接上螺杆(5)、上螺杆(5)上方连接上限位体(6)、上螺杆(5)外侧安装上滑环(7)、上滑环(7)一侧连接上活动杆(8)、上活动杆(8)另一端与上支撑架(9)连接、上支撑架(9)上方连接着上外壳体(3)、上支撑架(9)下方连接滑轮(10)、上连接器(2)的下端连接中心管(11)、中心管(11)内安装旋转机构(12)、旋转机构(12)下方连接激光切割机构(13)、激光切割机构(13)下方连接过孔电滑环(14)、过孔电滑环(14)下方连接下连接器(15)、下连接器(15)外侧安装下外壳体(16)、下连接器(15)内安装双出轴电机(17)、双出轴电机(17)上方输出轴端通过过孔电滑环(14)与激光切割机构(13)下端连接、双出轴电机(17)下方输出轴端连接下螺杆(18)、下螺杆(18)下方连接下限位体(19)、下螺杆(18)外侧安装下滑环(20)、下滑环(20)外安装下活动杆(21)、下活动杆(21)另一端连接下支撑架(22)、下支撑架(22)的下方连接轮毂电机(23)。
2.根据权利要求1所述的一种井下激光旋转切割工具，其特征在于：所述连续管(1)内包括水管、气管、电缆及光纤，分别对应不同的通道，通过下方的上连接头(24)与中心管(11)内的旋转机构(12)连接；所述水管、气管通过上连接头(24)，在中心管(11)内与旋转机构(12)的外壳(121)相连；所述电缆一部分通过上连接头(24)和上连接器(2)下方的通孔与电机(4)相连，一部分与旋转机构(12)的电滑环(128)相连。
3.根据权利要求1所述的一种井下激光旋转切割工具，其特征在于：所述上连接器(2)的外侧安装上外壳体(3)，上外壳体(3)内安装有电机(4)，电机(4)的数量设置为3个，沿上连接器(2)的外臂呈圆周分布，对应的连接输出轴端的上螺杆(5)及上螺杆(5)上方连接的上限位体(6)的数量也设置为3个；所述上活动杆(8)、上支撑架(9)的数量也设置为3个，围绕整个工具圆周分布，上活动杆(8)与上支撑架(9)采用销钉连接。
4.根据权利要求1所述的一种井下激光旋转切割工具，其特征在于：所述旋...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟林，孙振，王国荣，张林锋，陈怡男，陈磊，罗文梓，王川，王瑞麟，张钰哲，林治宇，王江，张政，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
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