CN106150434B - 上提式刮蜡器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种上提式刮蜡器，包括设置在中心杆上的刮蜡装置，刮蜡装置包括限位帽、刮刀和具有弹性的锥形垫，限位帽滑动套设于中心杆上，其内端面上设有多个导向槽；刮刀包括围绕中心杆设置的多个刀片，刀片的上端滑动约束于导向槽内，刀片的下端内侧为内锥面；锥形垫套设于中心杆上，其外锥面与刀片内锥面相适配；刮蜡装置上下设有两套，上套的刀片与下套的刀片交错设置；下套刮蜡装置下方设有收集装置，收集装置包括沉降接管、刮套和沉降筒。利用本发明的上提式刮蜡器，在提出油管前就能彻底清除油管内的蜡和垢，并收集起来定点存放，避免了对地面环境和井内地下油层造成污染；且刮蜡器不易被卡，一旦被卡能自行快速解除，提高了清蜡速度。
Description
技术领域
本发明涉及石油机械技术领域，具体涉及一种上提式刮蜡器，用于安装在油田井口油管内，在修井作业过程中实现对油管内腔的刮蜡除垢。
背景技术
我国石油行业近年来高度重视环境保护，建立了较为完善的环境管理体系，并不断加大环境保护工作力度，环保部多次进行环境风险大排查，石油行业是重点。
原油中含有不同数量的石蜡,在油层条件下,一般处于溶解状态。原油从井底上升流经油管时，温度、压力逐渐降低，蜡逐渐析出，聚集、积附于管壁，称油井结蜡，它使油管内径变小,影响井的生产能力,严重时使油井停产。
为了防止油井结蜡，目前油田常用的油井清防蜡方法主要有机械清蜡、热力清防蜡、取出油管后地面清蜡、化学剂清防蜡等多种方法。
机械清蜡(knife well)是将清蜡工具下入井内，使其上下活动，将结在油管壁上的蜡刮下，一般情况下采用刮蜡片；如果结蜡严重，则用清蜡钻头。机械清蜡下放刮蜡片较为困难，容易被卡，一旦被卡不易解除，而且刮下的蜡垢落入井内，对地下油层造成二次污染。
采用电加热或热洗清蜡方法易使蜡和垢漏失油层，给地层带来一定伤害，对地下油层造成二次污染，为保护油层也不宜长期采用，而且生产周期长，浪费能源，成本较高。
油溶型清、防蜡剂相对密度小，对高含水油井不太合适；而且燃点低，易着火，使用时必须严格防火措施；一般这类清、防蜡剂具有毒性，不符合环保要求。
取出油管后地面清蜡，采用高温加热、高压清洗方式，由此产生的废水、废气，影响环保，浪费能源，而且增加运输成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种上提式刮蜡器，安装于井口油管内后，在提出油管前就能清除油管内的蜡和垢；且不易被卡，一旦被卡能自行解除。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：上提式刮蜡器，包括中心杆，在所述中心杆上设置有刮蜡装置，所述刮蜡装置包括依次设置的：限位帽，所述限位帽滑动套设于所述中心杆上，所述限位帽的内端面上设有多个导向槽；刮刀，所述刮刀包括围绕所述中心杆设置的多个刀片，所述刀片的上端滑动约束于所述限位帽的导向槽内，所述刀片的下端内侧为内锥面；具有弹性的锥形垫，所述锥形垫套设于所述中心杆上，所述锥形垫的外锥面与所述刀片的内锥面相适配。
利用本发明的上提式刮蜡器对安装在油田井口内的油管内腔刮蜡除垢时，通过井口设备悬挂刮蜡器将其下放到油管内，下放过程中，刮刀与油管之间产生摩擦力收缩，多个刀片沿限位帽的导向槽向着中心杆滑动、聚拢，刮刀的直径变小，直至可以通过下放油管的定点位置；上提刮蜡器时，中心杆带动锥形垫上移，刮刀与油管之间产生摩擦力，刮刀相对于中心杆和锥形垫下移，在锥形垫的外锥面与刀片的内锥面作用下，多个刀片沿限位帽的导向槽背离中心杆滑动，致使刮刀的直径变大，从而实现刮蜡，达到在提出油管前就能清除油管内的蜡和垢的目的。在上提过程中，如果刮刀碰到硬质点或油管变形等情况时，刮刀在弹性锥形垫的作用下会自动变小，克服了机械清蜡容易被卡，一旦被卡不易解除的问题，刮蜡器在油管内通行顺畅，提高了清蜡速度。
以下为对本发明的上提式刮蜡器的多项进一步优化设计：
其中，所述刀片的上端设置有钩头，所述钩头滑动约束于所述限位帽的导向槽内；所述刀片的外周设有刀齿或者刀刃。
其中，所述刮蜡装置包括上刮蜡装置和位于其下方的下刮蜡装置，所述上刮蜡装置的刀片与所述下刮蜡装置的刀片交错设置。上刮蜡装置的刀片刮蜡后剩余未刮的部分，由下刮蜡装置的刀片刮去，实现对油管内腔的全方位刮蜡，刮蜡彻底，无遗漏。
其中，所述下刮蜡装置的下方设有收集装置，所述收集装置包括沉降接管，所述沉降接管的上端与所述中心杆的下端连接，所述沉降接管具有锥形管段，所述锥形管段上套设有具有弹性的刮套。上提刮蜡器时，刮套同样会与油管产生摩擦力，相对于沉降接管下移，在沉降接管锥形管段的作用下，致使刮套直径变大，从而将刮蜡装置刮蜡后附积在油管内壁上的蜡和垢刮起，以便收集。
其中，所述收集装置还包括沉降筒，所述沉降筒的上端与所述沉降接管的下端连接，所述沉降接管的管腔与所述沉降筒相连通，所述沉降接管的管壁上设有与沉降接管的管腔相连通的管壁通孔。刮套刮蜡的同时，在真空作用下，刮下的蜡和垢通过沉降接管的管壁通孔和管腔吸到沉降筒内，被沉降筒带到地面，便于集中收集，定点存放处理，即避免了对地面环境造成污染，又避免了蜡和垢漏失油层，对地下油层造成二次污染。
其中，所述沉降筒采用石油筛管。收集到沉降筒内的蜡和垢，其中的液体部分会由石油筛管上的筛孔流到井内，蜡和垢的固体部分被带到地面，便于收集、存放。
其中，所述沉降筒的下端设置有配重。配重的设置，增加了刮蜡器的重量，便于向油管内下放刮蜡器。
其中，所述沉降接管的上端外周设有凸台，所述下刮蜡装置的锥形垫的大端端面抵靠于所述凸台的上端面。
其中，所述中心杆上设有导向键槽，所述限位帽的内孔设有与所述导向键槽相配合的导向凸键。
其中，所述中心杆的上端固定有吊耳。
综上所述，采用了上述技术方案后，本发明的上提式刮蜡器安装于井口油管内后，在提出油管前就能彻底清除油管内的蜡和垢，并将清除下的蜡和垢收集起来定点存放，即避免了对地面环境造成污染，又避免了落入井内对地下油层造成二次污染；刮蜡器在油管内通行顺畅，不易被卡，一旦被卡能自行快速解除，提高了清蜡速度，解决了目前油田油管内腔清蜡存在的诸多问题。
附图说明
图1是本发明实施例的结构剖视示意图；其中，刮蜡器中心线L左侧为下放状态结构剖视示意图，刮蜡器中心线L右侧为上提状态结构剖视示意图；
图2是刮蜡器下放状态时刮刀形状示意图；
图3是刮蜡器上提状态时刮刀形状示意图；
图中：1-卡绳器；2-吊耳；3-限位帽；31-导向槽；4-中心杆；41-导向键槽；5-刮刀；51-刀片；511-钩头；512-刀齿；6-锥形垫；7-限位帽；8-沉降接管；81-凸台；82-管壁通孔；83-管腔；84-锥形管段；9-刮套；10-沉降筒；11-配重；L-刮蜡器中心线；I-上刮蜡装置；II-下刮蜡装置。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明的上提式刮蜡器，包括中心杆4，为便于与井口设备连接，在中心杆4的上端固定有吊耳2，吊耳2通过销轴与卡绳器1相连接；在中心杆4上设置有刮蜡装置，刮蜡装置包括依次设置的限位帽3、刮刀5和具有弹性的锥形垫6；其中，限位帽3滑动套设于中心杆4上，为便于滑动导向，在中心杆4上设有导向键槽41，在限位帽3的内孔设有与导向键槽41相配合的导向凸键(图中未具体示意)，在限位帽3的内端面上设有多个导向槽31；其中，刮刀5包括围绕中心杆4设置的多个刀片51，刀片51与限位帽的导向槽31的数量一致，图2和图3示意出了采用四个刀片51的情形，当然，刀片数量不局限于此，可以根据实际设计需要有所增减，刀片51的上端滑动约束安装于限位帽3的导向槽31内，导向槽31用于限制刀片51在圆周方向、径向和轴向的定位，刀片51的下端内侧为内锥面；其中，锥形垫6空套于中心杆4上，锥形垫6的外锥面与刀片51的内锥面相适配。
如图2和图3所示，其中，刀片51的上端设置有钩头511，钩头511滑动约束安装于限位帽3的导向槽31内；在刀片51的外周设有刀齿512，也可以用刀刃结构替代刀齿512。
如图1所示，为实现对油管内腔的全方位刮蜡，优化结构为所述刮蜡装置上下设置有两套，由中心杆4上的导向键槽41限位，包括上刮蜡装置I和位于其下方的下刮蜡装置II，其中，上刮蜡装置I的刀片与下刮蜡装置II的刀片交错设置，上刮蜡装置I的锥形垫6的大端端面抵靠于下刮蜡装置II的限位帽7的上端面，上刮蜡装置I的刀片刮蜡后剩余未刮的部分，由下刮蜡装置II的刀片刮去，确保刮蜡彻底，无遗漏。当然，所述刮蜡装置不局限于两套，数量可以增减，至少一套，也可以上下设置有三套、四套或更多套，可根据实际需要而定。
如图1所示，在下刮蜡装置II的下方还设有收集装置，用于收集由刮蜡装置刮下的蜡和垢。其中，收集装置包括沉降接管8，沉降接管8的上端与中心杆4的下端螺纹连接，沉降接管8的上端外周设有凸台81，下刮蜡装置II的锥形垫的大端端面抵靠于凸台81的上端面，沉降接管8具有锥形管段84，锥形管段84上套设有具有弹性的刮套9，刮套9优选采用聚氨酯材质；收集装置还进一步包括沉降筒10，沉降筒10的上端与沉降接管8的下端连接，沉降接管8的管腔83与沉降筒10相连通，沉降接管8的管壁上设有与沉降接管8的管腔83相连通的管壁通孔82；其中，沉降筒10具体可采用石油筛管。在沉降筒10的下端设置有配重11。
本发明的上提式刮蜡器工作过程：利用本发明的上提式刮蜡器对安装在油田井口内的油管内腔刮蜡除垢时，用钢丝绳连接卡绳器1，利用井口设备悬挂刮蜡器靠自重和配重下放到油管内，下放过程中，刮刀5和刮套9与油管之间皆产生摩擦力收缩(参见图1中刮蜡器中心线L左侧和图2)，多个刀片51沿限位帽的导向槽向着中心杆4滑动、聚拢，刮刀5的直径变小，直至可以通过下放油管的定点位置。上提刮蜡器时，中心杆4带动锥形垫6上移，刮刀5与油管之间产生摩擦力，刮刀5相对于中心杆4和锥形垫6下移，在锥形垫6的外锥面与刀片51的内锥面作用下，多个刀片51沿限位帽的导向槽背离中心杆4滑动，致使刮刀5的直径变大(参见图1中刮蜡器中心线L右侧和图3)，从而实现刮蜡，达到在提出油管前就能清除油管内的蜡和垢的目的。在上提过程中，如果刮刀5碰到硬质点或油管变形等情况时，刮刀5在弹性锥形垫6的作用下会自动变小，克服了机械清蜡容易被卡，一旦被卡不易解除的问题，刮蜡器在油管内通行顺畅。上提过程中，刮套9同样会与油管产生摩擦力，相对于沉降接管8下移，在沉降接管8锥形管段84的作用下，致使刮套9直径变大，从而将刮蜡装置刮蜡后附积在油管内壁上的蜡和垢刮起，刮套9刮蜡的同时，由于真空作用，刮下的蜡和垢通过沉降接管8的管壁通孔82和管腔83吸到沉降筒10内，其中的液体部分会由石油筛管上的筛孔流到井内，蜡和垢被沉降筒10带到地面，集中收集并定点存放处理，即避免了对地面环境造成污染，又避免了蜡和垢漏失油层，对地下油层造成二次污染，达到环保目的。
Claims (9)
1.上提式刮蜡器，其特征在于，包括中心杆，在所述中心杆上设置有刮蜡装置，
所述刮蜡装置包括依次设置的：
限位帽，所述限位帽滑动套设于所述中心杆上，所述限位帽的内端面上设有多个导向槽；
刮刀，所述刮刀包括围绕所述中心杆设置的多个刀片，所述刀片的上端滑动约束于所述限位帽的导向槽内，所述刀片的下端内侧为内锥面；
具有弹性的锥形垫，所述锥形垫套设于所述中心杆上，所述锥形垫的外锥面与所述刀片的内锥面相适配。
2.如权利要求1所述的上提式刮蜡器，其特征在于，所述刀片的上端设置有钩头，所述钩头滑动约束于所述限位帽的导向槽内；所述刀片的外周设有刀齿或者刀刃。
3.如权利要求1或2所述的上提式刮蜡器，其特征在于，所述刮蜡装置包括上刮蜡装置和位于其下方的下刮蜡装置，所述上刮蜡装置的刀片与所述下刮蜡装置的刀片交错设置。
4.如权利要求3所述的上提式刮蜡器，其特征在于，所述下刮蜡装置的下方设有收集装置，所述收集装置包括沉降接管，所述沉降接管的上端与所述中心杆的下端连接，所述沉降接管具有锥形管段，所述锥形管段上套设有具有弹性的刮套。
5.如权利要求4所述的上提式刮蜡器，其特征在于，所述收集装置还包括沉降筒，所述沉降筒的上端与所述沉降接管的下端连接，所述沉降接管的管腔与所述沉降筒相连通，所述沉降接管的管壁上设有与沉降接管的管腔相连通的管壁通孔。
6.如权利要求5所述的上提式刮蜡器，其特征在于，所述沉降筒采用石油筛管。
7.如权利要求5所述的上提式刮蜡器，其特征在于，所述沉降筒的下端设置有配重。
8.如权利要求4所述的上提式刮蜡器，其特征在于，所述沉降接管的上端外周设有凸台，所述下刮蜡装置的锥形垫的大端端面抵靠于所述凸台的上端面。
9.如权利要求1所述的上提式刮蜡器，其特征在于，所述中心杆上设有导向键槽，所述限位帽的内孔设有与所述导向键槽相配合的导向凸键。
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