CN109736748A - 油管内壁的清洁方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油管内壁清洁方法和设备，步骤如下：A.将油管竖直放置在管柱内壁清洗系统上，将可向上运动的旋转喷头从油管底部放入油管中，然后通过输水管向旋转喷头供高压热水，旋转喷头带动输水管沿油管内壁向上边运动，同时旋转喷头喷出的高压水流冲洗油管内壁，通过刹车装置控制输水管的放线速度和长度；B.冲洗产生的废水向下流进入废水收集系统，然后再进入水处理系统进行过滤回收处理。C.冲洗完一根油管之后，将其拔出，然后将下一根待冲洗的油管放置在管柱内壁清洗系统上，当油管刚拔出时，油污和废水涌入管柱内壁清洗系统的储水部，再进入水处理系统。本发明减少了地面的污染，环保，具有体积小、安装方便、通用性强、安全可靠等优点。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采设备的技术领域，尤其是涉及一种油管内壁清洁设备。
背景技术
随着油田开发力度的增大和单井开采时间的增长，无论是对水井、油井还是气井的修井作业都是不可缺少的。井下修井作业分为两大类，常规井下修井作业和带压井下修井作业。对于没有压力的井可以进行常规井下修井作业即可；对于有压力的井来说修井有三种方式，一是放压后修井，二是利用压井液进行压井之后再修井，三是带压作业修井。放压修井的放压时间长，后期恢复产量时间也长；用压井液压井后再修井的缺点是压井液进入地层会对原有地层的稳定性有影响进而而影响产量，而且压井液对井场周围环境污染大。而带压修井作业没有上述缺点，带压修井作业是在不放压、不压井的情况下进行修井作业，不会影响原有地层的稳定性，不会污染环境，作业周期短，后期恢复产量快。正是因为带压修井作业的以上诸多优点，所以带压修井作业技术得到飞速发展，并在各大油田得到普遍推广。
随着环保意识的不断提高，提出清洁作业的要求，清洁作业要求作业时不要污染井场环境，以免影响整体作业环境。但是就目前修井设备而言，清洗管柱内壁的设备还不成熟，这就导致管柱内壁附着的油、蜡等污染物会随着管柱的起出而被带到地面，影响作业环境。内壁带有污染物的管柱，需要配备采用专业的设备和场地进行清洗，运输和处理过程中不仅对井场环境造成了污染还增加了处理的成本。不便捷，不环保。
发明内容
本发明提供一种油管内壁清洁方法和设备，其可以清洁油管内壁更便捷且可以连续作业。
以下为本发明的技术方案：
一种油管内壁的清洁方法， 使用油管内壁清洁设备按照以下步骤进行：
A.将油管竖直放置在管柱内壁清洗系统上，将可向上运动的旋转喷头从油管底部放入油管中，然后通过输水管向旋转喷头供高压热水，旋转喷头带动输水管沿油管内壁向上边运动，同时旋转喷头喷出的高压水流冲洗油管内壁，通过刹车装置控制输水管的放线速度和长度；
B.冲洗产生的废水向下流进入废水收集系统，然后再进入水处理系统进行过滤回收处理。
C.冲洗完一根油管之后，将其拔出，然后将下一根待冲洗的油管放置在管柱内壁清洗系统上，当油管刚拔出时，油管内积存的油污和废水涌入管柱内壁清洗系统的储水部，然后再进入废水收集系统。
一种油管内壁清洁设备，包括管柱内壁清洗系统和高压水源；所述管柱内壁清洗系统包括油管导入口、储水部、连接管、高压冲洗头、支撑座和高压软水管，储水部的中部设有储水腔体，储水腔体的顶面和底面分别设有上连接口和下连接口，所述储水腔体的横截面大于所述上连接口的面积，上连接口和下连接口分别与油管导入口和连接管连通，支撑座位于储水腔体内，支撑座为中空结构，支撑座的顶部为锥面，支撑座的侧壁和顶部的锥面上均设有漏水孔，支撑座的底部穿过所述下连接口与所述连接管的顶部连通；支撑座的锥面的顶端设有通孔，所述通孔内径略大于高压软管的外径，高压冲洗头位于支撑座上方，高压软水管穿过连接管和支撑座，高压软水管的输出端穿过所述通孔与高压冲洗头底部的输入端连接，高压软水管的输入端连接高压水源。
上述油管内壁清洁设备，高压冲洗头包括输水管和喷头，喷头为筒状，喷头的顶面呈锥形且顶面中心设有喷水孔，且喷头的中部的侧壁上均布有喷水孔，输水管位于喷头的下方且连通，输水管与喷头连接处设有轴承，输水管的输入端与高压软水管的输出端连接；喷水孔的方向设置如下：所述喷水孔的输入端高于输出端，而且喷水孔的输入端和输出端分别位于第一平面和第二平面上，第一平面和第二平面为同轴间隔配置，第一平面和第二平面上的间隔为5mm,第二平面相对于第一平面同轴旋转10°-20°为喷水孔的走向。
上述油管内壁清洁设备，还包括废水收集系统，所述废水收集系统包括水箱、出水管、若干个转轴、轴承、旋转套和管孔，连接管的底端连接在水箱顶壁的左端、且连接管与水箱内部连通；管孔位于水箱的顶壁的右端，水箱的内壁上设有水管导向装置，所述水管导向装置呈U型且其两端分别与连接管的底端和管孔连接，所述连接管内的高压软水管穿过所述水管导向装置经管孔穿出水箱；所述水管导向装置由两排转轴上下间隔排列而成，所述转轴的两端连接在水箱侧壁上，转轴上套装有旋转套，转轴与旋转套之间通过轴承连接；水箱的底部为斜面，出水管与水箱的最低侧连通。
上述油管内壁清洁设备，废水收集系统和高压水源之间还设有自动收管系统，自动收管系统包括防跳线装置、支架、旋转接头、底座、液压马达和线轮，高压软水管盘绕在线轮上，线轮上连接有刹车机构，线轮两端与支架顶部活动连接，支架的底部与底座固结；防跳线装置通过螺栓与支架连接，液压马达与线轮的驱动端连接，旋转接头的一端连接高压软水管的输入端，另一端连接高压水源。
上述油管内壁清洁设备，出水管的输出端还连接有水处理系统，所述水处理系统包括箱盖、过滤筒、箱体和挡板，箱盖和箱体可拆卸连接，过滤筒的顶部边缘倾斜向外延伸成环形过滤板，箱体的顶部内壁连接有倾斜的环形挡板，所述挡板与所述环形过滤板的倾斜角度相匹配，过滤筒的下端穿过挡板，环形过滤板落在所述挡板上方。箱体的顶壁还连接有进水口和出水口，进水口和出水口分别位于挡板的上方和下方，所述进水口的输入端与所述出水管的输出端连通。
上述油管内壁清洁设备，所述油管导入口与连接管通过法兰连接，连接管与储水部通过法兰连接，所述法兰之间还设有密封圈，支撑座的底部与所述连接管螺接，其中油管导入口呈倒锥形。
与现有技术相比，本发明在油管被提升到地面上，直接将油管底端插入油管导入口的进口，油管底部边缘落在支撑座的锥面上，打开高压水源，在喷头喷出的水柱的反作用力下，高压冲洗头沿油管内壁向上旋转运动，即可对管柱内壁进行冲洗。冲洗产生的污水经过连接管进入废水收集系统，最后进入水处理系统进行处理，减少了地面的污染，环保，具有体积小、通用性强、安装方便、安全、可靠等优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的管柱内壁清洗系统的结构示意图；
图3是本发明的喷头的横向剖面图；
图4是本发明的高压冲洗头的纵向剖面图；
图5是本发明的废水收集系统的内部结构示意图；
图6是本发明的转轴的结构示意图；
图7是本发明的废水收集系统的结构示意图；
图8是本发明的自动收管系统的结构示意图；
图9是本发明的水处理系统的结构示意图；
附图中的标号分别表示：1.管柱内壁清洗系统；1-1.油管导入口；1-2.储水腔体；1-3.连接管；1-4.高压冲洗头；1-41.输水管； 1-42.喷头；1-43.喷水孔；1-44.通孔；1-5.支撑座；1-51.漏水孔；1-6.高压软水管；2.自动收管系统；2-1.防跳线装置；2-2.支架；2-3.旋转接头；2-4.底座；2-5.液压马达；2-6.线轮；3.废水收集系统；3-2.水箱；3-3.出水管；3-4.若干个转轴；3-5.轴承；3-6.旋转套；3-7.管孔；4.水处理系统；4-1.箱盖；4-2过滤筒；4-3.箱体；4-4.挡板；4-5.出水口；4-6.泄水口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明。
如图1、图2、图3和图4所示，本发明包括管柱内壁清洗系统1和高压水源；所述管柱内壁清洗系统1包括油管导入口1-1、储水部、连接管1-3、高压冲洗头1-4、支撑座1-5和高压软水管1-6，储水部的中部设有储水腔体1-2，储水腔体1-2的顶面和底面分别设有上连接口和下连接口，所述储水腔体1-2的横截面大于所述上连接口的面积，上连接口和下连接口分别与油管导入口1-1和连接管1-3连通，支撑座1-5位于储水腔体1-2内，支撑座1-5为中空结构，且支撑座1-5的侧壁设有漏水孔1-51，支撑座1-5的底部穿过所述下连接口与所述连接管1-3连通；支撑座1-5的顶部为锥面，且支撑座1-5的锥面的顶端设有通孔1-44，锥面设有漏水孔1-51，高压冲洗头1-4位于支撑座1-5上方，高压软水管1-6穿过连接管1-3和支撑座1-5，高压软水管1-6的输出端穿过所述通孔1-44与高压冲洗头1-4的进水端连接，高压软水管1-6的输入端连接高压水源，所述通孔1-44内径略大于高压软管的外径。
高压冲洗头1-4包括输水管1-41和喷头1-42，喷头1-42为筒状，喷头1-42的顶面呈锥形且顶面中心设有喷水孔1-43，且喷头1-42的中部的侧壁上均布有喷水孔1-43，输水管1-41位于喷头1-42的下方且连通，输水管1-41与喷头1-42连接处设有轴承，输水管1-41的输入端与高压软水管1-6的输出端连接；喷水孔1-43的方向设置如下：所述喷水孔1-43的输入端高于输出端，而且喷水孔1-43的输入端和输出端分别位于第一平面和第二平面上，第一平面和第二平面为同轴间隔配置的，第一平面和第二平面上的间隔为5mm,第二平面相对于第一平面同轴旋转10°-20°为喷水孔1-43的走向。通过上述设置可以实现在喷头喷出的水柱的反作用力下，高压冲洗头沿油管内壁向上旋转运动。
如图5、图6和图7所示，还包括废水收集系统3，所述废水收集系统3包括水箱3-2、出水管3-3、若干个转轴3-4、轴承3-5、旋转套3-6和管孔3-7，连接管1-3的底端连接在水箱3-2顶壁的左端、且连接管1-3与水箱内部连通；管孔3-7位于水箱3-2的顶壁的右端，水箱3-2的内壁上设有水管导向装置，所述水管导向装置呈U型且其两端分别与连接管1-3的底端和管孔连接，所述连接管1-3内的高压软水管1-6穿过所述水管导向装置经管孔穿出水箱3-2并与自动收官系统2连接；所述水管导向装置由两排转轴3-4上下间隔排列而成，所述转轴3-4的两端连接在水箱侧壁上，转轴3-4上套装有旋转套3-6，转轴3-4与旋转套3-6之间通过轴承3-5连接，水箱3-2的底部为斜面，出水管3-3与水箱3-2底部的最低侧连通。高压软水管1-6通过两排转轴3-4之间的缝隙在废水收集系统3内呈U型走向，实现高压软水管1-6和废水的分离，水箱底部具有斜坡，斜坡下端有出水口，起到废水收集作用。
管柱内壁清洗系统1和高压水源之间还设有自动收管系统2，如图8所示，自动收管系统2包括防跳线装置2-1、支架2-2、旋转接头2-3、底座2-4、液压马达2-5和线轮2-6，高压软水管1-6缠绕在线轮2-6上，线轮2-6两端与支架2-2顶部活动连接，支架2-2的底部与底座2-4固结；防跳线装置2-1通过螺栓与支架2-2连接，液压马达2-5与线轮2-6的驱动端连接，旋转接头2-3的一端连接高压软水管1-6另一端连接高压水源。线轮2-6的一端还设置有刹车装置，可以控制被动放管的速度。
如图9所示，出水管3-3的输出端还连接有水处理系统4，所述水处理系统4包括箱盖4-1、过滤筒4-2、箱体4-3和挡板4-4，箱盖4-1和箱体4-3可拆卸连接，过滤筒4-2的顶部边缘倾斜向外延伸成环形过滤板，箱体4-3的顶部内壁连接有倾斜的环形挡板，所述挡板4-4与所述环形过滤板的倾斜角度相匹配，过滤筒4-2的下端穿过挡板4-4，环形过滤板落在所述挡板上方。箱体4-3的顶壁还连接有进水口和出水口4-5，进水口和出水口4-5分别位于挡板4-4的上方和下方，所述进水口的输入端与所述出水管3-3的输出端连通。污水由所述进水口进入过滤筒4-2；过滤后的水经过出水口4-5排出，箱体4-3底部还设有泄水口4-6，泄水口4-6设有阀门，泄水口4-6的阀门为常闭阀门，当设备停止工作时，所述泄水口用于卸掉不能从出水口4-5排出的水。
所述油管导入口1-1与连接管1-3，连接管1-3与储水部均通过法兰连接，法兰之间设有密封圈防止漏水，支撑座1-5的底部与所述连接管1-3螺接，其中油管导入口1-1为倒锥形，以方便油管放入至油管导入口。
整个装置包括管柱内壁清洗系统1、自动收管系统2、废水收集系统3、水处理系统4，通过此四个系统相互配合完成油管内壁清洗和废水回收工作。高压软水管输入端连接高压水源，然后高压软水管依次通过自动收管系统2、废水收集系统3和管柱内壁清洗系统1，高压软水管的输出端连接喷头，作业时，将本发明安装在油管提升装置的机架上，而且自动收管系统2、废水收集系统3和水处理系统4从上到下呈阶梯状依次安装在不同高度的位置，以保证高压软水管可以自由放出和污水可以流入废水收集系统和水处理系统。
清洗方法如下，提升装置将油管从油井中提出，直接将油管放入油管导入口1-1上，油管经油管导入口的输入端进入管柱内壁清洗系统，油管的底端落在支撑座上，然后开启高压水源，高压冲洗头的喷水孔向外喷水，在喷头侧壁的喷水孔喷出的水柱的作用力下，喷头旋转并沿油管向上运动，不断的冲刷油管内壁上的油污，喷头顶面的喷水孔可以冲破封堵油管的油污，冲洗油污产生的污水，沿油管流入储水部，并通过支撑座顶部的漏水孔进入支撑座下方的连接管内，然后进入废水收集系统，最终进入水处理系统。当冲洗喷头到达油管最上方时，对油管内壁冲刷完毕，此时，启动自动收管系统，进行收管，将喷头回收至支撑座上方，关闭高压水源，然后拔出清洗完的油管，插入另一根待清洗的油管，继续清洗。但是，当油管内积存有污水时，在拔出油管时，污水会一下流出并进入储水腔体，储水腔体的设置可防止污水外溢，然后储水腔体内的污水会通过支撑座侧壁的漏水孔进入连接管，然后进入废水收集系统，最终进入水处理系统处理后排出再利用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种油管内壁的清洁方法，其特征在于, 使用油管内壁清洁设备按照以下步骤进行：
将油管竖直放置在管柱内壁清洗系统（1）上，将可向上运动的旋转喷头从油管底部放入油管中，然后通过输水管（1-41）向旋转喷头供高压热水，旋转喷头带动输水管（1-41）沿油管内壁向上运动，同时旋转喷头喷出的高压水流冲洗油管内壁，通过刹车装置控制输水管（1-41）的放线速度和长度；
冲洗产生的废水向下流进入废水收集系统（3），然后再进入水处理系统（4）进行过滤回收处理；
冲洗完一根油管之后，将其拔出，然后将下一根待冲洗的油管放置在管柱内壁清洗系统（1）上，当油管刚拔出时，油管内积存的油污和废水涌入管柱内壁清洗系统（1）的储水部，然后再进入废水收集系统（3）。
2.一种油管内壁清洁设备，其特征在于,包括管柱内壁清洗系统（1）和高压水源；所述管柱内壁清洗系统（1）包括油管导入口（1-1）、储水部、连接管（1-3）、高压冲洗头（1-4）、支撑座（1-5）和高压软水管（1-6），储水部的中部设有储水腔体（1-2），储水腔体（1-2）的顶面和底面分别设有上连接口和下连接口，所述储水腔体（1-2）的横截面大于所述上连接口的面积，上连接口和下连接口分别与油管导入口（1-1）和连接管（1-3）连通，支撑座（1-5）位于储水腔体（1-2）内，支撑座（1-5）为中空结构，支撑座（1-5）的顶部为锥面，支撑座（1-5）的侧壁和顶部的锥面上均设有漏水孔（1-51），支撑座（1-5）的底部穿过所述下连接口与所述连接管（1-3）的顶部连通；支撑座（1-5）的锥面的顶端设有通孔（1-44），所述通孔（1-44）内径略大于高压软管的外径，高压冲洗头（1-4）位于支撑座（1-5）上方，高压软水管（1-6）穿过连接管（1-3）和支撑座（1-5），高压软水管（1-6）的输出端穿过所述通孔（1-44）与高压冲洗头（1-4）底部的输入端连接，高压软水管（1-6）的输入端连接高压水源。
3.如权利要求2所述的油管内壁清洁设备，其特征在于，高压冲洗头（1-4）包括输水管（1-41）和喷头（1-42），喷头（1-42）为筒状，喷头（1-42）的顶面呈锥形且顶面中心设有喷水孔（1-43），且喷头（1-42）的中部的侧壁上均布有喷水孔（1-43），输水管（1-41）位于喷头（1-42）的下方且连通，输水管（1-41）与喷头（1-42）连接处设有轴承，输水管（1-41）的输入端与高压软水管（1-6）的输出端连接；喷水孔（1-43）的方向设置如下：所述喷水孔（1-43）的输入端高于输出端，而且喷水孔（1-43）的输入端和输出端分别位于第一平面和第二平面上，第一平面和第二平面为同轴间隔配置，第一平面和第二平面上的间隔为5mm,第二平面相对于第一平面同轴旋转10°-20°为喷水孔（1-43）的走向。
4.如权利要求3所述的油管内壁清洁设备，其特征在于，还包括废水收集系统（3），所述废水收集系统（3）包括水箱（3-2）、出水管（3-3）、若干个转轴（3-4）、轴承（3-5）、旋转套（3-6）和管孔（3-7），连接管（1-3）的底端连接在水箱（3-2）顶壁的左端、且连接管（1-3）与水箱（3-2）内部连通；管孔位于水箱（3-2）的顶壁的右端，水箱（3-2）的内壁上设有水管导向装置，所述水管导向装置呈U型且其两端分别与连接管（1-3）的底端和管孔（3-7）连接，所述连接管（1-3）内的高压软水管（1-6）穿过所述水管导向装置经管孔穿出水箱（3-2）；所述水管导向装置由两排转轴（3-4）上下间隔排列而成，所述转轴（3-4）的两端连接在水箱侧壁上，转轴（3-4）上套装有旋转套（3-6），转轴（3-4）与旋转套（3-6）之间通过轴承（3-5）连接；水箱（3-2）的底部为斜面，出水管（3-3）与水箱（3-2）的最低侧连通。
5.如权利要求4所述的油管内壁清洁设备，其特征在于，废水收集系统（3）和高压水源之间还设有自动收管系统（2），自动收管系统（2）包括防跳线装置（2-1）、支架（2-2）、旋转接头（2-3）、底座（2-4）、液压马达（2-5）和线轮（2-6），高压软水管（1-6）盘绕在线轮（2-6）上，线轮（2-6）上连接有刹车机构，线轮（2-6）两端与支架（2-2）顶部活动连接，支架（2-2）的底部与底座（2-4）固结；防跳线装置（2-1）通过螺栓与支架（2-2）连接，液压马达（2-5）与线轮（2-6）的驱动端连接，旋转接头（2-3）的一端连接高压软水管（1-6）的输入端，另一端连接高压水源。
6.如权利要求5所述的油管内壁清洁设备，其特征在于，出水管（3-3）的输出端还连接有水处理系统（4），所述水处理系统（4）包括箱盖（4-1）、过滤筒（4-2）、箱体（4-3）和挡板（4-4），箱盖（4-1）和箱体（4-3）可拆卸连接，过滤筒（4-2）的顶部边缘倾斜向外延伸成环形过滤板，箱体（4-3）的顶部内壁连接有倾斜的环形挡板（4-4），所述挡板（4-4）与所述环形过滤板的倾斜角度相匹配，过滤筒（4-2）的下端穿过挡板（4-4），环形过滤板落在所述挡板上方；箱体（4-3）的顶壁还连接有进水口和出水口（4-5），进水口和出水口（4-5）分别位于挡板（4-4）的上方和下方，所述进水口的输入端与所述出水管（3-3）的输出端连通。
7.如权利要求6所述的油管内壁清洁设备，其特征在于，所述油管导入口（1-1）与连接管（1-3）通过法兰连接，连接管（1-3）与储水部通过法兰连接，所述法兰之间还设有密封圈，支撑座（1-5）的底部与所述连接管（1-3）螺接，其中油管导入口（1-1）呈倒锥形。
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