CN108005614A - 卡瓦式管柱刮泥器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卡瓦式管柱刮泥器，主要用于石油钻、完井管柱外壁清洁。主要由底架、限位盘、驱动齿轮、伸缩臂、刮泥瓦组成，将卡瓦式管柱刮泥器固定在井口，在起钻时通过驱动齿轮驱动刮泥瓦伸缩至能够卡箍住管柱外体，在起钻过程中刮擦管柱上残余的泥浆、泥饼等附着物，有效清洁管柱，一方面便于检测管柱外体的完整情况，另一方面防止附着泥饼、泥浆影响井内泥浆性能。本发明结构简单，可靠性高，便于操作和维护，通过刮泥瓦伸缩结构设计实现适应各种尺寸的钻具、钻铤等钻、完井管柱，有效提高对管柱的清洁能力，减少因钻具挂浆对井内钻井液体系的污染和钻台清洁，同时降低钻工的劳动强度，便于实现管柱高效清洁。

Description

卡瓦式管柱刮泥器

技术领域

本发明涉及石油钻探领域，尤其涉及一种卡瓦式管柱刮泥器。

背景技术

在钻探的过程中钻具是传递钻压、扭矩的重要钻具，为了保证钻井过程安全进行，需要不断检测、维护钻杆，尤其在起下钻过程中需要目测或使用设备检测钻杆的损伤程度，其外壁上残留的泥浆等液体对检测过程有一定的障碍，需要及时清洁钻柱外壁，以便于检测的顺利实施。

泥浆是实现井底压力控制的主要介质，其具有携带岩屑、冷却钻头、平衡地层压力以及防止井壁坍塌等功能。泥浆通过水龙头进入钻杆内，从钻头水眼流出，通过钻杆和井壁之间的环空返回地面，钻杆整体浸泡在泥浆中。起钻是钻井常遇到的一种工况，就是将钻具起出井内，由于泥浆具有一定的粘度会粘附在钻具外壁形成钻具挂浆。钻具挂浆如果没有及时清洁回流至井筒有以下几方面的影响：1.降低了井内维持地层压力平衡的泥浆；2.由于钻具挂浆会影响钻具的磨损程度的判断；3.影响钻台清洁，因为管柱在起出排列后，粘附的泥浆会不断流到钻台，由于钻长度较长，因此钻台会有很厚一层泥饼，影响了钻台的清洁，在部分地区和季节，钻具挂浆会在钻杆外壁形成冰壁，引起钻台结冰，为了及时清除这些泥饼会增加劳动强度，同时泥饼较为粘滑和结冰会引起作业危险；4.部分没有流下的挂浆，在钻具上风干形成泥饼，当钻具再次入井时会对井内的泥浆性能造成影响，由于钻具和井身结构具有一定的匹配性，也就是在长度和外径上和井筒深度、内径非常接近，因此风干泥饼对泥浆性能的影响较大，尤其对不同体系的泥浆可能会造成极大地破坏。

目前常用的刮泥方式是在钻台方瓦下面放置橡胶刮泥器，橡胶刮泥器主要靠橡胶和钻杆之间的过盈配合刮除挂浆，不能适应钻具的大小尺寸，同时橡胶刮泥器在下钻时要拆除，由于方瓦太重，非常不便于安装使用，提高了劳动强度，降低了劳动效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种卡瓦式管柱刮泥器，能根据钻具的尺寸调节刮泥器中刮泥瓦的开度，从而实现对不同尺寸钻具刮泥的目的。本发明提供的卡瓦式管柱刮泥器能够解决现有刮泥器不能适应钻具尺寸变化、不便于安装操作、不便于实施的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种卡瓦式管柱刮泥器，包括底架、限位盘、驱动齿轮、伸缩臂和刮泥瓦，限位盘、驱动齿轮、伸缩臂连接在圆环形的底架上面，与底架同轴的限位盘也为圆环状，沿着圆环的一周设置有一圈被分为多段的上下贯通的圆弧限位轨道，限位盘通过圆弧限位轨道插在底架上设置的限位凸起而滑动安装在底架上面，在相邻两个圆弧限位轨道之间的限位盘上形成有伸向圆环里侧的凸出板，凸出板上设置有沿着凸出板所在平面的线性贯通槽，伸缩臂为沿着长度方向带有贯通长槽的杆状结构，伸缩臂一端通过销钉和线性贯通槽滑动连接，伸缩臂另一端和刮泥瓦固定连接，刮泥瓦前段为弧面，在底架上固定有两个为一组的多组滑轨轴，一组滑轨轴插在一个伸缩臂的贯通长槽中，使伸缩臂和底架通过滑轨轴滑动连接，保证伸缩臂只能沿着特定的方向滑动，在底架圆环上设置有多个用于导流从管柱上刮擦下来泥浆的液体导流孔，限位盘的凸出板上设置有多个限位盘流体导流孔，底架上形成有一水平凸出安装板，驱动齿轮通过驱动齿轮连接轴连接在水平凸出安装板上，驱动齿轮相对底架可以转动，在限位盘的侧面外圈上设置有从动齿，驱动齿轮的驱动齿与限位盘的从动齿齿轮配合，通过驱动齿轮驱动限位盘的转动，限位盘上的从动齿长度与圆弧限位轨道和刮泥瓦的弧面相匹配，使多个刮泥瓦在伸缩臂的推动下能组成一个封闭的圆环。

所述驱动齿轮由手动、气动、液动装置作为其驱动力，驱动齿轮和限位盘的传动方式是蜗杆传动、锥形传动或齿轮传动。

所述伸缩臂的伸缩范围由限位盘的转动角度所决定，限位盘的转动角度由驱动齿轮转动的角度来决定。

所述刮泥瓦为胶皮式刮泥瓦或弹性钢丝刮泥绳。

所述刮泥瓦为四片，将管柱包住或放开，将钻井管柱卡在刮泥瓦的圈定的范围内，当钻井管柱起出时即可清洁钻井管柱。

本发明的有益效果是：通过导向滑动刮泥瓦的位置，实现了了刮泥瓦对不同尺寸钻具的适应性，达到了对各种尺寸钻具适应下的钻具清洁。结构简单，便于操作和维护。通过本发明的使用可有效提高对钻具挂浆的清洁效率，实现对钻具的清洁，有效降低因钻具挂浆对井内钻井液的污染。当不需要刮泥时，刮泥器的刮泥瓦处于张开状态，便于各种尺寸钻具通过，当需要刮泥时，调节刮泥器的刮泥瓦处于收紧状态，使其能够清洁钻具外壁挂浆，该工具操作简便，能够有效降低劳动强度、提高工作效率，为安全钻井提供有力的操作支撑。

附图说明

图1是本发明卡瓦式管柱刮泥器收紧状态结构图；

图2是本发明卡瓦式管柱刮泥器张开状态结构图；

图3是本发明卡瓦式管柱刮泥器底架结构图；

图4是本发明卡瓦式管柱刮泥器限位盘结构图；

图5是本发明卡瓦式管柱刮泥器伸缩臂结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

如图1-5所示，本发明的卡瓦式管柱刮泥器，包括底架1、限位盘2、驱动齿轮3、伸缩臂4和刮泥瓦5，限位盘2、驱动齿轮3、伸缩臂4连接在圆环形的底架1上面，与底架1同轴的限位盘2也为圆环状，沿着圆环的一周设置有一圈被分为多段的上下贯通的圆弧限位轨道9，限位盘2通过圆弧限位轨道9插在底架1上设置的限位凸起7而滑动安装在底架1上面，在相邻两个圆弧限位轨道9之间的限位盘2上形成有伸向圆环里侧的凸出板24，凸出板上设置有沿着凸出板所在平面的线性贯通槽11，伸缩臂4为沿着长度方向带有贯通长槽18的杆状结构，伸缩臂4一端通过销钉和线性贯通槽11滑动连接，伸缩臂4另一端和刮泥瓦5固定连接，刮泥瓦5前段为弧面，在底架1上固定有两个为一组的多组滑轨轴10，一组滑轨轴10插在一个伸缩臂4的贯通长槽18中，使伸缩臂4和底架通过滑轨轴10滑动连接，保证伸缩臂4只能沿着特定的方向滑动，在底架1圆环上设置有多个用于导流从管柱上刮擦下来泥浆的液体导流孔13，限位盘2的凸出板24上设置有多个限位盘流体导流孔17，底架1上形成有一水平凸出安装板25，驱动齿轮3通过驱动齿轮连接轴6连接在水平凸出安装板25上，驱动齿轮3相对底架1可以转动，在限位盘2的侧面外圈上设置有从动齿16，驱动齿轮3的驱动齿与限位盘2的从动齿16齿轮配合，通过驱动齿轮3驱动限位盘2的转动，限位盘2上的从动齿16长度与圆弧限位轨道9和刮泥瓦5的弧面相匹配，使多个刮泥瓦5在伸缩臂4的推动下能组成一个封闭的圆环。

所述驱动齿轮3由手动、气动、液动装置作为其驱动力，驱动齿轮3和限位盘2的传动方式是蜗杆传动、锥形传动或齿轮传动。

所述伸缩臂4的伸缩范围由限位盘2的转动角度所决定，限位盘2的转动角度由驱动齿轮转动的角度来决定。

所述刮泥瓦5为胶皮式刮泥瓦或弹性钢丝刮泥绳。

优选，所述刮泥瓦5为四片，将管柱包住或放开，将钻井管柱卡在刮泥瓦5的圈定的范围内，当钻井管柱起出时即可清洁钻井管柱。

本发明通过伸缩式刮泥瓦的结构设计，使工具能够适应各种尺寸的钻具，另一方面便于操作和维护，克服了上述困难，能够有效清除钻具挂浆，以达到安全钻井的目的。

当底架放置于井口转盘面上时，起钻时将该工具放置于井口，并操作使其工作，下钻、钻进或其他工况时将其挪开。当底架放置于井口转盘下时，可使用手动、气动、液动装置使其工作。

所述刮泥瓦固定连接伸缩臂的一端，刮泥瓦可根据情况更换为胶皮式刮泥瓦或弹性钢丝刮泥绳。刮泥瓦成对称分布，当伸缩臂受到限位盘的驱动发生伸缩时，伸缩臂带动刮泥瓦伸缩。刮泥瓦和伸缩臂的对称分布，可以将钻井管柱卡在刮泥瓦的圈定的范围内，当钻井管柱起出时即可清洁钻井管柱。

8为刮泥瓦销钉，19为销钉固定孔。

本发明通过特殊的结构设计，通过导向和限位刮泥瓦5的位置来实现对不同尺寸钻具的清洁，达到了对钻具尺寸适应下的钻具清洁，是实现清洁钻具的有效工具，此外本发明结构简单，便与操作和维护，有效地降低了劳动强度，提高了工作效率，具有较好的经济效益和社会价值。

上述技术方案只是本发明的一种实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员应该理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者同等替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应当涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种卡瓦式管柱刮泥器，其特征在于，包括底架(1)、限位盘(2)、驱动齿轮(3)、伸缩臂(4)和刮泥瓦(5)，限位盘(2)、驱动齿轮(3)、伸缩臂(4)连接在圆环形的底架(1)上面，与底架(1)同轴的限位盘(2)也为圆环状，沿着圆环的一周设置有一圈被分为多段的上下贯通的圆弧限位轨道(9)，限位盘(2)通过圆弧限位轨道(9)插在底架(1)上设置的限位凸起(7)而滑动安装在底架(1)上面，在相邻两个圆弧限位轨道(9)之间的限位盘(2)上形成有伸向圆环里侧的凸出板(24)，凸出板上设置有沿着凸出板所在平面的线性贯通槽(11)，伸缩臂(4)为沿着长度方向带有贯通长槽(18)的杆状结构，伸缩臂(4)一端通过销钉和线性贯通槽(11)滑动连接，伸缩臂(4)另一端和刮泥瓦(5)固定连接，刮泥瓦(5)前段为弧面，在底架(1)上固定有两个为一组的多组滑轨轴(10)，一组滑轨轴(10)插在一个伸缩臂(4)的贯通长槽(18)中，使伸缩臂(4)和底架通过滑轨轴(10)滑动连接，保证伸缩臂(4)只能沿着特定的方向滑动，在底架(1)圆环上设置有多个用于导流从管柱上刮擦下来泥浆的液体导流孔(13)，限位盘(2)的凸出板(24)上设置有多个限位盘流体导流孔(17)，底架(1)上形成有一水平凸出安装板(25)，驱动齿轮(3)通过驱动齿轮连接轴(6)连接在水平凸出安装板(25)上，驱动齿轮(3)相对底架(1)可以转动，在限位盘(2)的侧面外圈上设置有从动齿(16)，驱动齿轮(3)的驱动齿与限位盘(2)的从动齿(16)齿轮配合，通过驱动齿轮(3)驱动限位盘(2)的转动，限位盘(2)上的从动齿(16)长度与圆弧限位轨道(9)和刮泥瓦(5)的弧面相匹配，使多个刮泥瓦(5)在伸缩臂(4)的推动下能组成一个封闭的圆环。

2.根据权利要求1所述卡瓦式管柱刮泥器，其特征在于，所述驱动齿轮(3)由手动、气动、液动装置作为其驱动力，驱动齿轮(3)和限位盘(2)的传动方式是蜗杆传动、锥形传动或齿轮传动。

3.根据权利要求1所述卡瓦式管柱刮泥器，其特征在于，所述伸缩臂(4)的伸缩范围由限位盘(2)的转动角度所决定，限位盘(2)的转动角度由驱动齿轮转动的角度来决定。

4.根据权利要求1所述卡瓦式管柱刮泥器，其特征在于，所述刮泥瓦(5)为胶皮式刮泥瓦或弹性钢丝刮泥绳。

5.根据权利要求1所述卡瓦式管柱刮泥器，其特征在于，所述刮泥瓦(5)为四片，将管柱包住或放开，将钻井管柱卡在刮泥瓦(5)的圈定的范围内，当钻井管柱起出时即可清洁钻井管柱。