CN108533197B - 一种石油井矿壁开采杂质清理方法 - Google Patents

一种石油井矿壁开采杂质清理方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于石油钻进设备技术领域，具体为一种石油井矿壁开采杂质清理方法，采用如下清理步骤：第一步，调整阶段，调整挡板与井口处于垂直状态；第二步，下放阶段，通过内收放滑轮将动力装置及与其连接在一起的机构下方入油井中；同时通过外收放滑轮将淤泥箱同步下方；第三步，清理阶段，启动水泵，水泵将水通过管道输送是喷雾头，喷雾头将水雾喷射在井壁上；同时清淤电机带动转盘、喷雾头旋转；同时，打夯臂对井壁进行夯实，第四步，将清淤泵内的淤泥排至淤泥箱内部；第五步，提升阶段，将淤泥箱提升至地面。本方法能够能够实现对石油井壁淤泥的清理与加固，保证了石油钻进工作的的顺利进行。

Description

一种石油井矿壁开采杂质清理方法
技术领域
本发明属于石油钻进设备技术领域，具体为一种石油井矿壁开采杂质清理方法。
背景技术
石油开采一般是通过人工开凿石油井，然后在井中开采石油，石油井在钻孔完成后一般需要经过一些列的对油井的预处理，从而确保石油开采的安全、高效，其中就包括对井底淤泥的清理，而对石油井井底淤泥进行清理则需要使用到特定的淤泥清理装置。
但是，现有的用于石油井钻孔后的井底淤泥清理装置在使用时仍然存在不足之处，一般装置在从井壁下方进入井底时，此时的井为刚刚开凿完毕，所以井壁的牢固程度还并不高，所以随着装置的下降容易将井壁的泥土挂落掉入井底，从而带来不必要的麻烦，而且在清理淤泥时往往需要每清理一次就需要取出装置对装置内部收集的淤泥进行一次清理，较为费时费力。
发明内容
为弥补现有技术的不足，本发明提供的一种石油井矿壁开采杂质清理方法，本方法主要适用于呈竖直状态的石油井壁的淤泥的清理，其主要用于解决石油井钻通后，井壁淤泥易于掉落的问题以及井底淤泥清理效率低的问题。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种石油井矿壁开采杂质清理方法，采用如下清理步骤：
第一步，调整阶段，平衡单元调整位置，保证挡板与井口处于垂直状态；
第二步，下放阶段，在第一步调整完成的基础之上，通过内收放滑轮和钢丝绳将连接在一起的动力装置、清淤泵、液压杆、打夯臂、转盘和喷雾头一起下方入油井中；同时通过外收放滑轮和钢丝绳将淤泥箱同步下方；当运动到清理位置时，淤泥箱停止运动，动力装置、清淤泵、液压杆、打夯臂、转盘和喷雾头继续下移，并使得打夯臂位于淤泥箱下方；
第三步，清理阶段，在第二步中将动力装置、清淤泵、液压杆、打夯臂、转盘和喷雾头下到合适位置后，启动水泵，水泵将水通过管道输送至喷雾头，喷雾头将水雾喷射在井壁上；同时清淤电机带动转盘、喷雾头旋转，在旋转的同时转盘和喷雾头向下运动，转盘上的毛刷对井壁上的泥块进行涂刷和清理；同时，清淤泵工作将粘附在毛刷上的淤泥清除；同时，液压杆启动，使打夯臂对井壁进行夯实，同时，压力机将快凝胶通过打夯臂表面的针头打入井壁的内壁；
第四步，排淤阶段，在第三步中当清淤泵中储存满淤泥时，无法对淤泥进一步清理，此时清淤电机停止转动，清淤泵在钢丝绳的作用下被提升至淤泥箱内部，清淤泵将储存在其管体内部的淤泥通过活塞推入清淤箱中；
第五步，提升阶段，在第四步中当清淤箱内装满淤泥后，通过外收放滑轮和钢丝绳作用下将淤泥箱提升至地面；在地面将淤泥箱中的淤泥排出；
重复上述步骤三至五便可实现石油井壁的连续式清理。
所述挡板焊接在机架上，机架顶部安装电机箱，电机箱下方两侧均安装外收放滑轮，机架两侧外壁中部均焊接，机架内部设置内道，内道顶部安装内收放滑轮，且内道底部两侧均安装淤泥箱，内收放滑轮下方吊接动力装置，所述动力装置沿滑杆上下滑动，滑杆的顶端固定在电机箱的下方，动力装置内部安装液压杆，液压杆两侧外壁上均安装打夯臂，打夯臂用于对清理后的井壁进行夯实，从而加强井壁的强度，避免淤泥掉落，且液压杆底部安装接杆，接杆底部连接清淤电机，清淤电机底部安装喷雾头，喷雾头与水泵相连接，通过喷雾头喷出水雾可对井壁上的泥块进行湿润，提高泥块的粘接性，喷雾头与清淤电机之间的连接处设置有转盘和多个清淤泵，转盘为圆盘形壳体结构，转盘的圆周外侧壁设有吸淤孔和毛刷，在清淤泵的作用下，淤泥由吸淤孔进入转盘中，所述毛刷沿转盘的外壁呈螺旋状布置，且转盘转动时，毛刷用于将淤泥向上方推动，喷雾头喷过水雾后，再经过毛刷涂刷，可提高井壁的光洁度，并且毛刷可将井壁上凸出的淤泥刮除，从而避免淤泥的掉落；所述清淤泵安装在转盘的顶部，清淤泵用于将转盘内的淤泥吸出，被毛刷清理下的淤泥粘附在毛刷上，在清淤泵的作用下，粘附在毛刷上的淤泥由吸淤孔进入转盘中，从而实现淤泥的清理；机架外壁上的两个挡板均设置为双层，装置在卡接在井口时更加安全稳定；动力装置与内收放滑轮之间通过两根钢丝绳连接，内收放滑轮能够稳定收放动力装置以及清淤电机；动力装置的四边拐角处均安装滑轮，动力装置在下方时通过滑轮能够在井壁上匀速的滑动，从而避免挂落井壁的泥土；内道底部的两个淤泥箱均通过若干个钢丝绳与外收放滑轮相连接，外收放滑轮能够稳定收放淤泥箱；动力装置、清淤电机、外收放滑轮、内收放滑轮均与电机箱内部的电机之间呈电性连接，装置内部各个组件在运行时有足够的电力来源。
进一步的，所述平衡单元包括四个球型充气气囊、用于调节所述充气气囊气压的调节器、用于检测挡板倾斜角度的水平仪、空气压缩机和控制器，控制器与调节器和水平仪电连接，所述充气气囊固定在挡板的四个拐角处；所述充气气囊放置在底座上，所述底座为球冠形壳体结构，底座的下方设有四个向外支撑的支腿。充气气囊既可单独使用又可配合底座使用，当地基较软时，充气气囊单独使用，充气气囊与地面的接触面积较大，可避免地基产生较大的形变。本技术方案可保证挡板与井孔呈垂直状态，从而避免在清淤时剐蹭到已经修正好的井壁。
进一步的，所述液压杆的缸体圆周均匀设置有四个，且四个缸体一体成型，可有效减小液压杆的体积，四个缸体相互连通保证液压杆的同步伸缩，使得各液压杆之间受力均匀，所述打夯臂呈四分之一圆环结构，打夯臂所在圆直径小于井孔的直径，所述打夯臂的内部设置有空腔，打夯臂的外援周面均匀设有多个针头，所述针头与空腔相连通，所述空腔通过管道与储胶罐相连通，储胶罐内装有快凝胶，快凝胶通过压力机打入泥土中，在进行井壁夯实的同时，将快凝胶注入井壁的土壤中，实现井壁表面的暂时加固。
进一步的，多个所述针头的指向相同，且多个针头均指向针头运动的方向，所述针头的端部密封，针头的下圆周侧壁设有打胶孔，可避免抽出针头后快凝胶向外流出，快凝胶由打胶孔喷射入泥土中。
进一步的，所述清淤泵包括管体、活塞和液压缸，管体竖直固定在转盘的顶部，且管体与转盘内部的空腔连通，且管体与转盘之间设置有用于防止淤泥回流的止回阀，管体内安装由用于抽吸淤泥的活塞，所述活塞与液压缸的活塞杆连接，活塞的中心处设置有用于排气的单向阀；管体的根部设有排淤电磁阀，打开排淤电磁阀在活塞的推动下可将管体内的淤泥排出。
本发明的有益效果是：
1.本发明的清理方法首先通过向井壁上喷射水雾增强井壁上淤泥的结合力，避免泥块的掉落，然后通过毛刷对井壁进行涂刷，毛刷一方面能够将即将掉落的泥块重新粘合在井壁上，另一方面又能够对凸出的泥块进行刮除，从而保证井壁的光滑；进一步的，为提高井壁表面的强度，本发明通过采用液压缸带动打夯臂对井壁进行夯实，同时，本发明通过在井壁的浅层面注射快凝胶，对井壁的表面强度进行暂时的加强，有利于井底淤泥的清理。
2.本发明通过采用淤泥箱来回运输淤泥，避免了停机清理的麻烦，同时本发明通过采用钢丝绳配合滑轮进行淤泥的来回运输，节省了本发明的内部空间。
3.本发明通过采用球型的充气气囊作为支撑，保证了本发明的挡板始终与井口呈竖直状态，避免了在进行淤泥清理时将井壁刮伤的情况。
附图说明
图1为本发明的内部结构示意图。
图2为图1中A处放大图；
图中：机架1、内道2、电机箱3、外收放滑轮4、内收放滑轮5、动力装置6、清淤电机7、挡板8、淤泥箱9、液压杆10、滑轮11、打夯臂12、接杆13、转盘14、喷雾头15、充气气囊21、底座22、滑杆31、针头121、打胶孔122、清淤泵141。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，一种石油井矿壁开采杂质清理方法，采用如下清理步骤：
第一步，调整阶段，平衡单元调整位置，保证挡板8与井口处于垂直状态；
第二步，下放阶段，在第一步调整完成的基础之上，通过内收放滑轮5和钢丝绳将连接在一起的动力装置6、清淤泵141、液压杆10、打夯臂12、转盘14和喷雾头15一起下方入油井中；同时通过外收放滑轮4和钢丝绳将淤泥箱9同步下方；当运动到清理位置时，淤泥箱9停止运动，动力装置6、清淤泵141、液压杆10、打夯臂12、转盘14和喷雾头15继续下移，并使得打夯臂12位于淤泥箱9下方；
第三步，清理阶段，在第二步中将动力装置6、清淤泵141、液压杆10、打夯臂12、转盘14和喷雾头15下到合适位置后，启动水泵，水泵将水通过管道输送至喷雾头15，喷雾头15将水雾喷射在井壁上；同时清淤电机7带动转盘14、喷雾头15旋转，在旋转的同时转盘14和喷雾头15向下运动，转盘14上的毛刷对井壁上的泥块进行涂刷和清理；同时，清淤泵141工作将粘附在毛刷上的淤泥清除；同时，液压杆10启动，使打夯臂12对井壁进行夯实，同时，压力机将快凝胶通过打夯臂12表面的针头121打入井壁的内壁；
第四步，排淤阶段，在第三步中当清淤泵141中储存满淤泥时，无法对淤泥进一步清理，此时清淤电机7停止转动，清淤泵141在钢丝绳的作用下被提升至淤泥箱9内部，清淤泵141将储存在其管体内部的淤泥通过活塞推入清淤箱9中；
第五步，提升阶段，在第四步中当清淤箱9内装满淤泥后，通过外收放滑轮4和钢丝绳作用下将淤泥箱9提升至地面；在地面将淤泥箱9中的淤泥排出；
重复上述步骤三至五便可实现石油井壁的连续式清理。
所述挡板8焊接在机架1上，机架1顶部安装电机箱3，电机箱3下方两侧均安装外收放滑轮4，机架1两侧外壁中部均焊接，机架1内部设置内道2，内道2顶部安装内收放滑轮5，且内道2底部两侧均安装淤泥箱9，内收放滑轮5下方吊接动力装置6，所述动力装置6沿滑杆31上下滑动，滑杆31的顶端固定在电机箱3的下方，动力装置6内部安装液压杆10，液压杆10两侧外壁上均安装打夯臂12，打夯臂12用于对清理后的井壁进行夯实，从而加强井壁的强度，避免淤泥掉落，且液压杆10底部安装接杆13，接杆13底部连接清淤电机7，清淤电机7底部安装喷雾头15，喷雾头15与水泵相连接，通过喷雾头15喷出水雾可对井壁上的泥块进行湿润，提高泥块的粘接性，喷雾头15与清淤电机7之间的连接处设置有转盘14和多个清淤泵141，转盘14为圆盘形壳体结构，转盘14的圆周外侧壁设有吸淤孔和毛刷，在清淤泵141的作用下，淤泥由吸淤孔进入转盘14中，所述毛刷沿转盘14的外壁呈螺旋状布置，且转盘14转动时，毛刷用于将淤泥向上方推动，喷雾头15喷过水雾后，再经过毛刷涂刷，可提高井壁的光洁度，并且毛刷可将井壁上凸出的淤泥刮除，从而避免淤泥的掉落；所述清淤泵141安装在转盘14的顶部，清淤泵141用于将转盘14内的淤泥吸出，被毛刷清理下的淤泥粘附在毛刷上，在清淤泵141的作用下，粘附在毛刷上的淤泥由吸淤孔进入转盘14中，从而实现淤泥的清理；机架1外壁上的两个挡板8均设置为双层，装置在卡接在井口时更加安全稳定；动力装置6与内收放滑轮5之间通过两根钢丝绳连接，内收放滑轮5能够稳定收放动力装置6以及清淤电机7；动力装置6的四边拐角处均安装滑轮11，动力装置6在下方时通过滑轮11能够在井壁上匀速的滑动，从而避免挂落井壁的泥土；内道2底部的两个淤泥箱9均通过若干个钢丝绳与外收放滑轮4相连接，外收放滑轮4能够稳定收放淤泥箱9；动力装置6、清淤电机7、外收放滑轮4、内收放滑轮5均与电机箱3内部的电机之间呈电性连接，装置内部各个组件在运行时有足够的电力来源。
进一步的，所述平衡单元包括四个球型充气气囊21、用于调节所述充气气囊21气压的调节器、用于检测挡板8倾斜角度的水平仪、空气压缩机和控制器，控制器与调节器和水平仪电连接，所述充气气囊21固定在挡板8的四个拐角处；所述充气气囊21放置在底座22上，所述底座22为球冠形壳体结构，底座22的下方设有四个向外支撑的支腿。充气气囊21既可单独使用又可配合底座使用，当地基较软时，充气气囊21单独使用，充气气囊21与地面的接触面积较大，可避免地基产生较大的形变。本技术方案可保证挡板8与井孔呈垂直状态，从而避免在清淤时剐蹭到已经修正好的井壁。
进一步的，所述液压杆10的缸体圆周均匀设置有四个，且四个缸体一体成型，可有效减小液压杆10的体积，四个缸体相互连通保证液压杆10的同步伸缩，使得各液压杆10之间受力均匀，所述打夯臂12呈四分之一圆环结构，打夯臂12所在圆直径小于井孔的直径，所述打夯臂12的内部设置有空腔，打夯臂12的外援周面均匀设有多个针头121，所述针头121与空腔相连通，所述空腔通过管道与储胶罐相连通，储胶罐内装有快凝胶，快凝胶通过压力机打入泥土中，在进行井壁夯实的同时，将快凝胶注入井壁的土壤中，实现井壁表面的暂时加固。
进一步的，多个所述针头121的指向相同，且多个针头121均指向针头121运动的方向，所述针头121的端部密封，针头121的下圆周侧壁设有打胶孔122，可避免抽出针头121后快凝胶向外流出，快凝胶由打胶孔122喷射入泥土中。
进一步的，所述清淤泵141包括管体、活塞和液压缸，管体竖直固定在转盘14的顶部，且管体与转盘14内部的空腔连通，且管体与转盘14之间设置有用于防止淤泥回流的止回阀，管体内安装由用于抽吸淤泥的活塞，所述活塞与液压缸的活塞杆连接，活塞的中心处设置有用于排气的单向阀；管体的根部设有排淤电磁阀，打开排淤电磁阀在活塞的推动下可将管体内的淤泥排出。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种石油井矿壁开采杂质清理方法，采用如下清理步骤：
第一步，调整阶段，平衡单元调整位置，保证挡板(8)与井口处于垂直状态；
第二步，下放阶段，在第一步调整完成的基础之上，通过内收放滑轮(5)和钢丝绳将连接在一起的动力装置(6)、清淤泵(141)、液压杆(10)、打夯臂(12)、转盘(14)和喷雾头(15)一起下放入油井中；同时通过外收放滑轮(4)和钢丝绳将淤泥箱(9)同步下放；当运动到清理位置时，淤泥箱(9)停止运动，动力装置(6)、清淤泵(141)、液压杆(10)、打夯臂(12)、转盘(14)和喷雾头(15)继续下移，并使得打夯臂(12)位于淤泥箱(9)下方；
第三步，清理阶段，在第二步中将动力装置(6)、清淤泵(141)、液压杆(10)、打夯臂(12)、转盘(14)和喷雾头(15)下到合适位置后，启动水泵，水泵将水通过管道输送至喷雾头(15)，喷雾头(15)将水雾喷射在井壁上；同时清淤电机(7)带动转盘(14)、喷雾头(15)旋转，在旋转的同时转盘(14)和喷雾头(15)向下运动，转盘(14)上的毛刷对井壁上的泥块进行涂刷和清理；同时，清淤泵(141)工作将粘附在毛刷上的淤泥清除；同时，液压杆(10)启动，使打夯臂(12)对井壁进行夯实，同时，压力机将快凝胶通过打夯臂(12)表面的针头(121)打入井壁的内壁；
第四步，排淤阶段，在第三步中当清淤泵(141)中储存满淤泥时，无法对淤泥进一步清理，此时清淤电机(7)停止转动，清淤泵(141)在钢丝绳的作用下被提升至淤泥箱(9)内部，清淤泵(141)将储存在其管体内部的淤泥通过活塞推入清淤箱(9)中；
第五步，提升阶段，在第四步中当清淤箱(9)内装满淤泥后，通过外收放滑轮(4)和钢丝绳作用下将淤泥箱(9)提升至地面；在地面将淤泥箱(9)中的淤泥排出；
重复上述步骤三至五便可实现石油井壁的连续式清理；
所述挡板(8)焊接在机架(1)上，所述机架(1)顶部安装电机箱(3)，所述电机箱(3)下方两侧均安装外收放滑轮(4)，所述机架(1)内部设置内道(2)，所述内道(2)顶部安装内收放滑轮(5)，且所述内道(2)底部两侧均安装淤泥箱(9)，所述内收放滑轮(5)下方吊接动力装置(6)，所述动力装置(6)沿滑杆(31)上下滑动，滑杆(31)的顶端固定在电机箱(3)的下方，所述动力装置(6)内部安装液压杆(10)，所述液压杆(10)两侧外壁上均安装打夯臂(12)，且所述液压杆(10)底部安装接杆(13)，所述接杆(13)底部连接清淤电机(7)，所述清淤电机(7)底部安装喷雾头(15)，所述喷雾头(15)与所述清淤电机(7)之间的连接处设置有转盘(14)和多个清淤泵(141)，转盘(14)为圆盘形壳体结构，转盘(14)的圆周外侧壁设有吸淤孔和毛刷，在清淤泵(141)的作用下，淤泥由吸淤孔进入转盘(14)中，所述毛刷沿转盘(14)的外壁呈螺旋状布置，且转盘(14)转动时，毛刷用于将淤泥向上方推动；所述清淤泵(141)安装在转盘(14)的顶部，清淤泵(141)用于将转盘(14)内的淤泥吸出；所述动力装置(6)与内收放滑轮(5)之间通过两根钢丝绳连接；所述动力装置(6)的四边拐角处均安装滑轮(11)；所述内道(2)底部的两个淤泥箱(9)均通过钢丝绳与外收放滑轮(4)相连接；所述动力装置(6)、清淤电机(7)、外收放滑轮(4)、内收放滑轮(5)均与电机箱(3)内部的电机之间呈电性连接；
所述平衡单元包括四个球型充气气囊(21)、用于调节所述充气气囊(21)气压的调节器、用于检测挡板(8)倾斜角度的水平仪、空气压缩机和控制器，控制器与调节器和水平仪电连接，所述充气气囊(21)固定在挡板(8)的四个拐角处；所述充气气囊(21)放置在底座(22)上，所述底座(22)为球冠形壳体结构，底座(22)的下方设有四个向外支撑的支腿。
2.根据权利要求1所述的一种石油井矿壁开采杂质清理方法，其特征在于：所述液压杆(10)的缸体圆周均匀设置有四个，且四个缸体一体成型，四个缸体相互连通保证液压杆(10)的同步伸缩，所述打夯臂(12)呈四分之一圆环结构，打夯臂(12)所在圆直径小于井孔的直径，所述打夯臂(12)的内部设置有空腔，打夯臂(12)的外援周面均匀设有多个针头(121)，所述针头(121)与空腔相连通，所述空腔通过管道与储胶罐相连通，储胶罐内装有快凝胶，快凝胶通过压力机打入泥土中。
3.根据权利要求2所述的一种石油井矿壁开采杂质清理方法，其特征在于：多个所述针头(121)的指向相同，且多个针头(121)均指向针头(121)运动的方向，所述针头(121)的端部密封，针头(121)的下圆周侧壁设有打胶孔(122)，快凝胶由打胶孔(122)喷射入泥土中。
4.根据权利要求3所述的一种石油井矿壁开采杂质清理方法，其特征在于：所述清淤泵(141)包括管体、活塞和液压缸，管体竖直固定在转盘(14)的顶部，且管体与转盘(14)内部的空腔连通，且管体与转盘(14)之间设置有用于防止淤泥回流的止回阀，管体内安装由用于抽吸淤泥的活塞，所述活塞与液压缸的活塞杆连接，活塞的中心处设置有用于排气的单向阀；管体的根部设有排淤电磁阀，打开排淤电磁阀在活塞的推动下可将管体内的淤泥排出。
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