CN105178896B - 井壁清洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井壁清洗装置，其涉及石油天然气钻井领域，它包括具有第一流道的本体，本体的侧壁开设有与第一流道连通的第一通孔；设置在第一流道中并能相对本体滑动的滑动件，滑动件具有贯通的第二流道，滑动件的侧壁开设有能与第二流道连通的第二通孔；设置在滑动件与本体之间的弹性件；能拆卸地连接于本体具有开闭部的第一构件，能拆卸地第二构件，第二构件具有贯通并能与第二流道连通的第四流道，通过第一构件和第二构件从而控制开闭部的开闭，进而控制第一通孔与第二通孔断开与连通，最终达到清洗井壁的目的。本发明在不影响正常钻井作业的情况下，可以对井壁或防喷器的内壁进行冲洗，进而消除井壁或防喷器内壁附着的泥浆沉砂。

Description

井壁清洗装置

技术领域

本发明涉及石油天然气钻井领域，特别涉及一种井壁清洗装置。

背景技术

随着石油开发的深入，为了更好的完成钻井、完井作业，井眼清洁也越来越受重视。随着复杂钻井的进行，新型井下工具和泥浆的使用，在油井内部，经常在钻具的导流件壁面上形成碎块或者泥浆残渣的附着，在钻具起下钻时，会发生卡钻或刮伤钻具的情况，从而对钻具造成伤害，影响钻井的正常进行和工具的正常使用。尤其是在水平井的水平段中，随着水平井工艺的发展，水平段的长度越来越长，水平段的携砂比普通井更为困难，井内水平段的碎块或泥浆残渣附着在井壁上的情况更为严重，严重影响到钻井及完井作业的正常进行，甚至造成卡钻、卡电缆等事故。其次，在钻井期间，防喷器也会产生碎屑，这些防喷器碎屑产生的原因是因为在修井和故障中产生，故障主要包括井下泄漏，钻机火灾，压裂作业等情况，这些碎屑附着在防喷器上，会使防喷器失效，对防喷器的控制和功能造成严重危害。由此可见，本申请的发明人发现急需一种新型工具对油井内的井壁或防喷器进行清洁作业，以避免钻具的损伤。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明实施例所要解决的技术问题是提供了一种井壁清洗装置，其可以清除井壁或防喷器内壁附着的泥浆沉砂。

本发明实施例的具体技术方案是：

一种井壁清洗装置，它包括：具有一轴线的本体，所述本体具有贯通的第一流道，所述本体的侧壁开设有与所述第一流道连通的第一通孔；设置在所述第一流道中并能相对所述本体滑动的滑动件，所述滑动件具有贯通的第二流道，所述滑动件的侧壁开设有能与所述第二流道连通的第二通孔；设置在所述滑动件与所述本体之间的弹性件；能拆卸地连接于所述本体的第一构件，所述第一构件具有贯通并能与所述第二流道连通的第三流道，所述第一构件在所述第三流道内设置有控制第三流道开闭的开闭部，所述开闭部能在承受预定压力范围时开启所述第三流道；当所述第一构件连接至所述本体并所述开闭部关闭时，所述滑动件能相对所述本体滑动，从而使得所述第一通孔与所述第二通孔连通，所述滑动件能给予所述弹性件变形力；能拆卸地连接于所述第一构件的第二构件，所述第二构件具有贯通并能与所述第二流道连通的第四流道，当所述第二构件连接至所述第一构件时，所述第二构件能将所述第二通孔与所述第三流道断开，所述第四流道与所述第二流道连通，从而打开所述开闭部，所述滑动件在所述弹性件的复位力作用下相对所述本体滑动以至所述第一通孔与所述第二通孔断开。

优选地，还包括套设于所述本体外的导流件，所述导流件与所述本体之间形成空腔，所述导流件的侧壁上开设有至少一个以上的贯穿孔，所述贯穿孔、所述空腔、所述第一通孔相连通。

优选地，所述贯穿孔绕所述轴线呈环形分布。

优选地，所述贯穿孔沿所述轴线方向排布。

优选地，所述导流件的外壁上沿所述轴线方向开设有至少一条以上的凹槽。

优选地，所述本体的内侧壁上设置有第一卡合部，所述第一构件的外侧壁上设置有与所述第一卡合部相对应的第二卡合部。

优选地，所述第一构件的内侧壁上设置有第三卡合部，所述第二构件的外侧壁上设置有与所述第三卡合部相对应的第四卡合部。

优选地，所述开闭部包括尼龙垫。

优选地，所述第一流道内靠近井口的一端设置有与所述本体固定连接的限位件，所述弹性件的一端与所述限位件相抵接，所述弹性件的另一端与所述滑动件相抵接。

优选地，所述滑动件靠近弹性件的一端具有延伸部，所述弹性件设置于所述延伸部与所述本体之间。

本发明的技术方案具有以下显著有益效果：本井壁清洗装置与钻杆相连接，在正常钻井时，滑动件受到弹性件作用，第二通孔与第一通孔处于错开不连通状态，不影响正常钻井作业。当需要开启井壁清洗装置工作时，将第一构件投入井壁清洗装置内，井壁清洗装置中的第二通孔与第一通孔相连通，此时井壁清洗装置能够对井壁或防喷器的内壁进行冲洗，进而消除井壁或防喷器内壁附着的泥浆沉砂。当需要关闭井壁清洗装置时，将第二构件投入井壁清洗装置内，第二构件将第二通孔封堵，井壁清洗装置内部的压力不断升高，将开启第一构件上的开闭部，水流自本体下端流出，滑动件受弹性件推动作用使得第二通孔与第一通孔相错开，从而使得井壁清洗装置停止清洗。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1为本发明实施例中井壁清洗装置的立体结构示意图。

图2为本发明实施例中井壁清洗装置的正视图。

图3为本发明实施例中井壁清洗装置初始状态示意图。

图4为本发明实施例中井壁清洗装置作业状态示意图。

以上附图的附图标记：

1、本体；11、第一流道；12、第一通孔；13、限位件；14、第一卡合部；2、滑动件；21、第二通孔；22、第二流道；23、延伸部；3、弹性件；4、导流件；41、空腔；42、贯穿孔；43、凹槽；5、第一构件；51、第二卡合部；52、开闭部；53、第三卡合部；6、第二构件；61、第四卡合部。

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。

一种井壁清洗装置，它包括：具有一轴线的本体，本体具有贯通的第一流道，本体的侧壁开设有与第一流道连通的第一通孔；设置在第一流道中并能相对本体滑动的滑动件，滑动件具有贯通的第二流道，滑动件的侧壁开设有能与第二流道连通的第二通孔；设置在滑动件与本体之间的弹性件；能拆卸地连接于本体的第一构件，第一构件具有贯通并能与第二流道连通的第三流道，第一构件在第三流道内设置有控制第三流道开闭的开闭部，开闭部能在承受预定压力范围时开启第三流道；当第一构件连接至本体并开闭部关闭时，滑动件能相对本体滑动，从而使得第一通孔与第二通孔连通，滑动件能给予弹性件变形力；能拆卸地连接于第一构件的第二构件，第二构件具有贯通并能与第二流道连通的第四流道，当第二构件连接至第一构件时，第二构件能将第二通孔与第三流道断开，第四流道与第二流道连通，从而打开开闭部，滑动件在弹性件的复位力作用下相对本体滑动以至第一通孔与第二通孔断开。

图1为本发明实施例中井壁清洗装置的立体结构示意图，如图1所示，井壁清洗装置的本体1呈大体呈圆筒状，其具有前后两端，前后两端分别加工有螺纹，其用于连接在钻井设备之间。该井壁清洗装置的本体1沿前后两端方向具有一轴线，本体1沿轴线方向开设有第一流道11，第一流道11使得本体1的前后两端相连通，本体1的侧壁开设有连通第一流道11的第一通孔12。在该井壁清洗装置处于清洗井壁状态时，第一通孔12用于向井壁或防喷器喷出水流以对井壁和防喷器进行清洗。

穿设于第一流道11中的滑动件2，滑动件2沿轴线方向开设有第二流道22，滑动件22呈圆管状。滑动件2的侧壁身上开设有第二通孔21。第一流道11内靠近井口的一端设置有与本体1固定连接的限位件13，弹性件3的一端与限位件13相抵接，弹性件3的另一端与滑动件2相抵接。滑动件2靠近弹性件3的一端具有延伸部23，弹性件3设置于延伸部23与本体1之间。滑动件2在弹性件3的作用下能沿轴线方向滑动，滑动件2与本体1之间至少具有两个工作位置：在第一工作位置时，第一通孔12与第二通孔21相连通，在第二工作位置时，第一通孔12与第二通孔21相错开。滑动件2的上端设置有限位件13，其用于限制弹性件3滑动的范围，防止弹性件3脱离本体1。

图2为本发明实施例中井壁清洗装置的正视图，如图2所示，第一构件5其大体呈圆柱状，其直径与第一流道11相对应。第一构件5沿轴线方向开设有第三流道，第一构件5在第三流道内具一用于封堵第三流道的开闭部52，开闭部52能够在一定高的压力作用下被压碎以使得第三流道开启，第一构件5其能够投入第一流道11内，用于对第二通道进行封闭，从而使得本体1与滑动件2处于第一工作位置。该开闭部52可以包括尼龙垫。尼龙垫设置在第一构件5的第三流道内，将第三流道封堵。尼龙垫能够承受一定的压力，但当压力超过一定范围时，尼龙垫能被压碎以使得第三流道开启。本体1的内侧壁上设置有第一卡合部14，第一构件5的外侧壁上设置有与第一卡合部14相对应的第二卡合部51。当第一构件5投入本体1内部后，第一构件5上的第二卡合部51与本体1内侧壁上的第一卡合部14相卡合，使得第一构件5固定在第一流道11中。

第二构件6其大体呈圆柱状，其上端直径与第二流道22相适配，其下端直径与第一构件5相适配。第二构件6沿轴线方向开设有第四流道，其能够投入第二流道22内用于对第二通孔21进行封堵。第一构件5的内侧壁上设置有第三卡合部53，第二构件6的外侧壁上设置有与第三卡合部53相对应的第四卡合部61。当需要将该井壁清洗装置停止清洗井壁时，将第二构件6投入第二通道内，第二构件6的第四卡合部61与第一构件5的第三卡合部53相抵，第二构件6将第二通孔21封堵。第二通道内的压力上升，使得第一构件5的开闭部52被压碎。水流沿着第一通道向下流出，同时,第二流道22内的压力恢复正常,滑动件2在弹性件3的作用下复位，如此，第一通孔12与第二通孔21相错开。水流无法从第一通孔12流出，井壁清洗装置停止清洗井壁。

本发明实施例中井壁清洗装置的工作原理如下，将本井壁清洗装置连接接入钻井设备之间，随钻井设备下入油井，图3为本发明实施例中井壁清洗装置初始状态示意图。当正常钻井作业结束后或进行时，需要清洁井壁或油井井口的防喷器时，从井口向钻井设备中的通道中投入第一构件5，第一构件5下落进入第一流道11内，第一构件5上的第二卡合部51与本体1内壁上的第一卡合部14相卡接，从而使得第一构件5能容置于本体1的第一流道11内。第一构件5通过开闭部52使得第一流道11封堵，由于钻井设备中不断有水流向下输送，如此，第一流道11内的压力会上升。图4为本发明实施例中井壁清洗装置作业状态示意图，如图4所示，此时，滑动件2在压力的作用下压缩弹性件3向上滑动，当弹性件3滑动至弹性件3最大的压缩程度时，第一通孔12与第二通孔21相连通，钻井设备中向下输送的水流通过第二通孔21和第一通孔12向油井内的井壁或防喷器喷出，从而使得水流对井壁或防喷器进行清洗。当清洗完毕，需要停止清洗时，将第二构件6投入第二流道22中，第二构件6的第四卡合部61与第一构件5的第三卡合部53相抵，第二构件6容置于第二流道22内。进而，第二构件6将第二通孔21封堵。第二通道内的压力上升，使得第一构件5的开闭部52被压碎。水流沿着第一通道向下流出，同时,第二流道22内的压力恢复正常,滑动件2在弹性件3的作用下复位，如此，第一通孔12与第二通孔21相错开。水流无法从第一通孔12流出，井壁清洗装置停止清洗井壁。

本井壁清洗装置与钻杆相连接，在正常钻井时，滑动件2受到弹性件3作用，第二通孔21与第一通孔12处于错开不连通状态，不影响正常钻井作业。当需要开启井壁清洗装置工作时，将第一构件5投入井壁清洗装置内，井壁清洗装置中的第二通孔21与第一通孔12相连通，此时井壁清洗装置能够对导流件4内壁或防喷器的内壁进行冲洗，进而消除井壁或防喷器内壁附着的泥浆沉砂。当需要关闭井壁清洗装置时，将第二构件6投入井壁清洗装置内，第二构件6将第二通孔21封堵，井壁清洗装置内部的压力不断升高，将第一构件5上的开闭部52压碎，随后水流自本体1下端流出，滑动件2受弹性件3推动作用使得第二通孔21与第一通孔12相错开，从而使得井壁清洗装置停止清洗。

在一个优选的实施方式中，井壁清洗装置还包括套设于本体1外的导流件4，导流件4与本体1之间形成空腔41，导流件4的侧壁上开设有至少一个以上的贯穿孔42，贯穿孔42、空腔41、第一通孔12相连通。贯穿孔42可以绕轴线呈环形分布，也可以沿轴线排布，当然的，贯穿孔42还可以同时沿轴线方向排布并绕轴线呈环形分布。通过连通导流件4贯穿孔42的空腔41，本体1上的第一通孔12与贯穿孔42全部相连通，当井壁清洗装置进行清洗时，向侧壁喷射的水流通过导流件4上的贯穿孔42进行分流，使得水流可以发散向四周进行喷射以更好的清洗井壁或防喷器。其次，由于贯穿孔42沿轴线方向排布，水流在竖直方向上的喷射清洗长度进一步增大，其对井壁或防喷器的清洗效果相应的又得到了进一步提高。导流件的外壁上沿轴线方向开设有至少一条以上的凹槽43。该凹槽43用于在水流返回井口时，增大井壁清洗装置中本体1外壁与井内套管之间的截面面积，使得水流能够快速通过。其次，增大水流的截面面积后可以有效避免碎块和泥浆残渣在本体1外壁与井内套管之间的堵塞。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

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

Claims (10)

1.一种井壁清洗装置，其特征在于，它包括：

具有一轴线的本体，所述本体具有贯通的第一流道，所述本体的侧壁开设有与所述第一流道连通的第一通孔；

设置在所述第一流道中并能相对所述本体滑动的滑动件，所述滑动件具有贯通的第二流道，所述滑动件的侧壁开设有能与所述第二流道连通的第二通孔；

设置在所述滑动件与所述本体之间的弹性件；

能拆卸地连接于所述本体的第一构件，所述第一构件具有贯通并能与所述第二流道连通的第三流道，所述第一构件在所述第三流道内设置有控制所述第三流道开闭的开闭部，所述开闭部能在承受预定压力范围时开启所述第三流道；

当所述第一构件连接至所述本体并所述开闭部关闭时，所述滑动件能相对所述本体滑动，从而使得所述第一通孔与所述第二通孔连通，所述滑动件能给予所述弹性件变形力；

能拆卸地连接于所述第一构件的第二构件，所述第二构件具有贯通并能与所述第二流道连通的第四流道，当所述第二构件连接至所述第一构件时，所述第二构件能将所述第二通孔与所述第三流道断开，所述第四流道与所述第二流道连通，从而打开所述开闭部，所述滑动件在所述弹性件的复位力作用下相对所述本体滑动以至所述第一通孔与所述第二通孔断开。

2.根据权利要求1所述的井壁清洗装置，其特征在于：它还包括套设于所述本体外的导流件，所述导流件与所述本体之间形成空腔，所述导流件的侧壁上开设有至少一个贯穿孔，所述贯穿孔、所述空腔、所述第一通孔相连通。

3.根据权利要求2所述的井壁清洗装置，其特征在于：所述贯穿孔绕所述轴线呈环形分布。

4.根据权利要求2所述的井壁清洗装置，其特征在于：所述贯穿孔沿所述轴线方向排布。

5.根据权利要求2所述的井壁清洗装置，其特征在于：所述导流件的外壁上沿所述轴线方向开设有至少一条凹槽。

6.根据权利要求1所述的井壁清洗装置，其特征在于：所述本体的内侧壁上设置有第一卡合部，所述第一构件的外侧壁上设置有与所述第一卡合部相对应的第二卡合部。

7.根据权利要求1所述的井壁清洗装置，其特征在于：所述第一构件的内侧壁上设置有第三卡合部，所述第二构件的外侧壁上设置有与所述第三卡合部相对应的第四卡合部。

8.根据权利要求1所述的井壁清洗装置，其特征在于：所述开闭部包括尼龙垫。

9.根据权利要求1所述的井壁清洗装置，其特征在于：所述第一流道内靠近井口的一端设置有与所述本体固定连接的限位件，所述弹性件的一端与所述限位件相抵接，所述弹性件的另一端与所述滑动件相抵接。

10.根据权利要求8所述的井壁清洗装置，其特征在于：所述滑动件靠近弹性件的一端具有延伸部，所述弹性件设置于所述延伸部与所述本体之间。