海上油气井及采油平台拆除中最重要的、也是首先要解决的一道工序是对废弃井口的处理,根据相关的法律法规,必须把泥线以下四米包括水下井口头系统在内的套管水泥环切割回收,泥线上不得遗留任何人工构建物。因此,需要派遣专业的作业人员,采用特殊的水下切割工具和井口头回收工具,才能完成水下特殊环境的拆除任务。然而,水下工作环境比较恶劣,同时泥线以下的只能从套管内部切割,作业空间有限,传统的切割方法和工具很难实现切割任务。因此研究开发新型的水下套管切割工艺和设计高效的切割工具是我们的主要任务。
深水套管电弧切割装置的原理如下:深水套管电弧切割装置主要由井口悬挂器、上扶正器、旋转电机、电弧切割装置、下扶正器和导向装置等组成。
其作业过程是:深水套管电弧切割装置通过丝扣和钻杆连接。开始切割作业之前,首先将该设备放入水下套管之中,当切割工具下放到预定位置时,悬挂工具锁紧在井口头的丝扣上,作为整个设备的基座。然后撑开上、下扶正器,在套管内壁上产生一定的扶正力,使切割工具固定在套管内壁,同时也起到对中作用,通过井口悬挂器和扶正器的双重保障,确保了切割工具的切割稳定性。接着,开始对电源进行控制,首先将电源的正极通过井口头加载到套管上,其次把电源的负极通过电缆和导电环加载到工具电极上,然后接通电源,使电极和套管直接形成电场。最后通过伺服控制系统驱动控制执行电机,驱动电极伺服进给;当工具电极与套管的距离达到击穿间隙的范围,在高压高频引弧电源的作用下将产生电弧放电,随后由大功率 IGBT 逆变直流切割电源维持低压大电流电弧,放电时产生的高温和高压会瞬间融化剥蚀套管,在工具电极伺服进给之下,套管和电极之间维持稳定放电,套管局部点在一定时间内被切透。在电极伺服进给的时候,整个电极送进机构由旋转电机带动进行驱动旋转,实现套管全圆周的稳定放电环切。 2100433B