CN110125108B - 一种适用于水泥车科式力密度计的钻通清洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种清洗装置，具体涉及一种水泥车密度计钻通清洗装置。清洗箱前端底部设置有底板，底板上装有密度计支架，清洗箱内的底板上通过滑槽安装有电机托架，电机托架上通过安装座固装有钻通机构；钻通机构一端延伸至清洗箱外端，所述的安装座上设置有传动丝杆，清洗箱后端的箱板上固有外置电机，外置电机与传动丝杆连接。该钻通清洗装置不但能够对内壁固结少量水泥的密度计进行清洗，还可以清洗完全堵塞的密度计。解决了现有常规循环清洗方法无法对其进行清洗的问题，该钻通清洗装置相较于一般冲洗方式，实现钻、刷、冲三项同时进行，使得效率更高，清洗效果更好。

Description

一种适用于水泥车科式力密度计的钻通清洗装置

技术领域

本发明涉及一种清洗装置，具体涉及一种水泥车密度计钻通清洗装置。

背景技术

目前，我国固井水泥车广泛采用基于科里奥利理论的振动管式密度计(科氏力密度计)，它由密度传感器和密度变送器两部分组成。科氏力密度计是利用机械振动的原理工作的，在振动管中通入待测液体，在振动管旁安装一电磁驱动线圈，振动管通过激振系统产生振动。由于振动管的振动频率和振动管中的液体质量有关，管内体积不变，则不同密度的流体通过振动管时振动频率不同，通过设置检测装置可以测量出流体密度。因而保证密度计振动管的质量特性对于测量效果尤为重要。固井水泥车密度计工作时会反复通入水泥浆介质，不可避免会有部分水泥固结在管壁上，从而改变振动管的质量，导致测量失真。

现有水泥车密度计清洗方法多采取循环冲洗的方式，但如果清洗不及时，水泥固结较多，造成密度计内部堵塞，常规循环清洗方法无法对其进行清洗。故需要一种钻通清洗方式，以对固结水泥进行破碎冲洗。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种能够有效的破碎钻通清洗密度计内部水泥结垢；以解决现有清洗方法无法对密度计内部水泥固结所造堵塞进行清洗的水泥车密度计钻通清洗装置。

本发明的技术方案是：

一种水泥车密度计钻通清洗装置，包括底板、密度计支架、清洗箱和钻通机构，其特征在于：清洗箱前端底部设置有底板，底板上装有密度计支架，清洗箱内的底板上通过滑槽安装有电机托架，电机托架上通过安装座固装有钻通机构；钻通机构一端延伸至清洗箱外端，所述的安装座上设置有传动丝杆，清洗箱后端的箱板上固有外置电机，外置电机与传动丝杆连接。

所述的清洗箱前端箱板上设置有支撑座；清洗箱内设置有分隔板；分隔板的底部设置有溢流管。

所述的钻通机构由电机、离心泵、钻通杆和旋转接头构成，电机固定安装在安装座上，电机一侧的安装座上装有离心泵，离心泵与电机之间的安装座上装有旋转接头，离心泵与旋转接头连通；旋转接头上螺纹安装有钻通杆，钻通杆一端穿过支撑座延伸至清洗箱外端。

所述的电机传动轴上装有电机传动齿轮，旋转接头上装有传动齿盘，电机传动齿轮与传动齿盘啮合连接。

所述的旋转接头由壳体、传动短轴、弹簧和短轴装配座构成，壳体内通过对称设置的轴承安装有传动短轴，传动短轴一侧的壳体内通过弹簧安装有短轴装配座，传动短轴与短轴装配座滑动密封连接，

所述的传动短轴和短轴装配座分别设置有中心孔。

短轴装配座对应的壳体上设置有进水口，进水口与短轴装配座连通；传动短轴对应的壳体上设置注油孔，注油孔上螺纹安装有阻塞。

所述的传动短轴上固装有传动齿盘，传动齿盘前端的传动短轴上螺纹安装有钻通杆。

所述的钻通杆为管状体，钻通杆前端螺纹安装有钻头。

所述的钻头为锥形体，钻头的锥形面上均布有钻进齿，所述的钻进齿呈螺旋设置，钻进齿之间设置有硬质刷毛和水眼，水眼与钻通杆的中心孔连通。

本发明的有益效果在于：

该钻通清洗装置不但能够对内壁固结少量水泥的密度计进行清洗，还可以清洗完全堵塞的密度计。解决了现有常规循环清洗方法无法对其进行清洗的问题，该钻通清洗装置相较于一般冲洗方式，实现钻、刷、冲三项同时进行，使得效率更高，清洗效果更好。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的俯视结构示意图；

图3为本发明的侧视结构示意图；

图4为本发明的电机托架的立体结构示意图；

图5为本发明的旋转接头的剖视结构示意图；

图6为本发明的传动齿盘的安装示意图；

图7为本发明的钻通杆的结构示意图；

图8为本发明的工作状态图。

图中：1、底板，2、密度计支架，3、清洗箱，4、补水箱，5、支撑座，6、分隔板，7、滤网，8、溢流管，9、电机托架，10、安装座，11、电机，12、离心泵，13、钻通杆，14、旋转接头，15、壳体，16、传动短轴，17、弹簧，18、短轴装配座，19、轴承，20、进水口，21、注油孔，22、电机传动齿轮，23、传动齿盘，24、钻头，25、传动丝杆，26、外置电机，27、把手，28、密度计，29、回流管。

具体实施方式

该水泥车密度计钻通清洗装置包括底板1、密度计支架2、清洗箱3和钻通机构；清洗箱3前端底部设置有底板1，底板1为伸缩式折叠底板，底板1在非工作状态下可收至清洗箱3底部，避免占用空间，工作状态可以拉伸，并通过清洗箱3前端插销固定。底板1上设置有密度计支架接口，使用时可以将密度计支架2安装固定在底板1上。清洗箱3的两侧设置有补水箱4，以在工作时向清洗箱3内泵入清洗液实现清洗箱3内清洗液的补充。

清洗箱3前端的箱板上设置有支撑座5；支撑座5为圆环状，清洗箱3内设置有分隔板6；通过分隔板6的设置，将清洗箱3内分割形成两个相互独立的区域，分隔板6前端的清洗箱3内水平设置有滤网7，以在工作中对完成冲刷的清洗液进行过滤。

分隔板6的底部设置有溢流管8。溢流管8与分隔板6前后两端的区域连通。溢流管8的作用是将分隔板6前端的清洗箱3内完成冲刷的清洗液，溢流回分隔板6后端的清洗箱3内，从而使清洗液循环使用。分隔板6后端的清洗箱3内的底板上通过滑槽安装有电机托架9，电机托架9的底部设置有滑轮，在外力作用下，电机托架9通过滑轮沿滑槽在清洗箱3内左右往复移动。电机托架9上通过安装座10固装有钻通机构。

钻通机构由电机11、离心泵12、钻通杆13和旋转接头14构成，电机11固定安装在安装座10上，电机11一侧的安装座10上装有离心泵12，离心泵12与电机11之间的安装座10上装有旋转接头14。旋转接头14由壳体15、传动短轴16、弹簧17和短轴装配座18构成，壳体15内通过对称设置的轴承19安装有传动短轴16，传动短轴一侧的壳体15内通过弹簧17安装有短轴装配座18，传动短轴16与短轴装配座18滑动密封连接，传动短轴16和短轴装配座18分别设置有中心孔。传动短轴16和短轴装配座18之间相互连通。

短轴装配座18对应的壳体15上设置有进水口20，进水口20与短轴装配座18的中心孔连通；进水口20并通过连通软管与离心泵12的出水口连通。传动短轴16对应的壳体15上设置注油孔21，用于加注润滑油，注油孔21上螺纹安装有阻塞。电机11的传动轴上装有电机传动齿轮22，旋转接头14的传动短轴16上装有传动齿盘23，电机传动齿轮22与传动齿盘23啮合连接。

传动齿盘23前端的传动短轴16上螺纹安装有钻通杆13，钻通杆13为管状体，钻通杆13前端螺纹安装有钻头24。钻头24为锥形体，钻头24的锥形面上均布有钻进齿，钻进齿呈螺旋设置，钻进齿之间设置有硬质刷毛和水眼，水眼与钻通杆13的中心孔连通。钻通杆13的钻头端穿过分隔板6和支撑座5延伸至清洗箱3外端。

该钻通清洗装置的安装座10上设置有传动丝杆25，清洗箱3后端的箱板上固有外置电机26，外置电机26与传动丝杆25连接。外置电机26为正反转电机。

该钻通清洗装置的清洗箱3底部装有滚轮，清洗箱3顶部装有把手27。以整体拉（推）动该钻通清洗装置，该钻通清洗装置在对密度计28清洗前，首先检查各部件能否正常运行，以确保清洗工作的顺利进行。检查完成后，将待清洗的密度计28置于密度计支架2上，密度计28后端通过与清洗箱3上的支撑座5法兰连接实现密度计28固定。密度计28前端通过回流管29与分隔板6前端的清洗箱3连通，以实现工作过程中清洗液的回流。

密度计28安装过程中保证电机托架9在箱内最右侧，以避免钻通杆13伸出，影响密度计28的安装。密度计28安装完成后，将清洗液注入至清洗箱3和补水箱4内，这一过程中，注意液面高度不要超过电机托架9，避免清洗液浸泡电机11造成损毁，然后将离心泵12进水口上的软管浸没在清洗液中即可。

上述准备完成后，启动电机11、离心泵12和外置电机26，钻通杆13旋转；即可进行钻通清洗作业，具体为：清洗液由离心泵12进入旋转接头14并从钻头24的水眼喷出，其中，离心泵12流量Q为5m³/h，额定压力6.3mpa，钻通杆13内径为30mm，水在钻通杆13内流速为2m/s。电机11（调速电机，由变频器，MicroMaster440西门子变频器进行控制）的功率5.5kw；转速1400r/min，传动比i:4.5，钻通杆13转速312r/min。

这一过程中，外置电机26通过传动丝杆25推动电机托架9前行，外置电机26功率2.2kw，转速1400r/min，传动比i：43，传动丝杆25直径13mm，由此使钻通杆13端头的钻头24逐步伸入至密度计28内对固结水泥旋转粉碎，钻头24行走速度2.2mm/s。密度计28（科式力密度计）长度500mm，钻头24行走500mm后；外置电机26反转，钻头24复位。

钻头24对固结水泥旋转粉碎的过程中，钻头24上的刷毛在清洗液的配合下进行旋转洗刷，钻头24粉碎和刷毛洗刷产生的水泥渣在密度计28未钻通之前，随清洗液经支撑座5回流进入分隔板6前端的清洗箱3内，并经滤网7进行过滤，避免水泥渣进入滤网7下方的箱体内，密度计28钻通后，水泥渣随清洗液经回流管29回流进入分隔板6前端的清洗箱3内，当回流的清洗液汇集一定量后，由溢流管8溢流进入分隔板6后端的清洗箱3内，以再次使用，达到降低清洗成本的目的。

该钻通清洗装置不但能够对内壁固结少量水泥的密度计28进行清洗，还可以清洗完全堵塞的密度计28。解决了现有常规循环清洗方法无法对其进行清洗的问题，该钻通清洗装置相较于一般冲洗方式，实现钻、刷、冲三项同时进行，使得效率更高，清洗效果更好。

进一步，作为该钻通清洗装置的改进，亦可在清洗箱3中加装加热装置，以在钻通清洗过程中，针对不同密度的水泥，通过加热装置对清洗液进行加热，温度加热范围在70°-100°，以有效增强清洗效果。在实际过程中为了环保节能，所用的清洗液针对不同密度的水泥，采取不同浓度的调配比，原则上为清洗液密度越大清洗效果最好。如：超高密度钻井液、水泥溶解剂配比：60-80%；普通密度钻井液、水泥溶解剂配比：20-50%。

钻通杆13可根据密度计28内水泥密度改变其转速，原则上转速越大清洗效果越好。如：

首次清洗过程钻头24行走速度2.2mm/s，当钻头24复位后再次清洗时，行走速度10mm/s，钻头24转速为178 r/min，并反复清洗多次。

Claims (1)

1.一种水泥车密度计钻通清洗装置，包括底板（1）、密度计支架（2）、清洗箱（3）和钻通机构，其特征在于：清洗箱（3）前端底部设置有底板（1），底板（1）上装有密度计支架（2），清洗箱（3）内的底板上通过滑槽安装有电机托架（9），电机托架（9）上通过安装座（10）固装有钻通机构；钻通机构一端延伸至清洗箱（3）外端，所述的安装座（10）上设置有传动丝杆（25），清洗箱（3）后端的箱板上固有外置电机（26），外置电机（26）与传动丝杆（25）连接；所述的清洗箱（3）前端箱板上设置有支撑座（5）；清洗箱（3）内设置有分隔板（6）；分隔板（6）的底部设置有溢流管（8）；

所述的钻通机构由电机（11）、离心泵（12）、钻通杆（13）和旋转接头（14）构成，电机（11）固定安装在安装座（10）上，电机（11）一侧的安装座（10）上装有离心泵（12），离心泵（12）与电机（11）之间的安装座（10）上装有旋转接头（14），离心泵（12）与旋转接头（14）连通；旋转接头（14）上螺纹安装有钻通杆（13），钻通杆（13）一端穿过支撑座（5）延伸至清洗箱（3）外端；

所述电机（11）的传动轴上装有电机传动齿轮（22），旋转接头（14）上装有传动齿盘（23），电机传动齿轮（22）与传动齿盘（23）啮合连接；

所述的旋转接头（14）由壳体（15）、传动短轴（16）、弹簧（17）和短轴装配座（18）构成，壳体（15）内通过对称设置的轴承（19）安装有传动短轴（16），传动短轴（16）一侧的壳体（15）内通过弹簧（17）安装有短轴装配座（18），传动短轴（16）与短轴装配座（18）滑动密封连接；

所述的传动短轴（16）和短轴装配座（18）上分别设置有中心孔；短轴装配座（18）对应的壳体（15）上设置有进水口（20），进水口（20）与短轴装配座（18）连通；传动短轴（16）对应的壳体（15）上设置注油孔（21），注油孔（21）上螺纹安装有阻塞；

所述的传动短轴（16）上固装有传动齿盘（23），传动齿盘（23）前端的传动短轴（16）上螺纹安装有钻通杆（13）；

所述的钻通杆（13）为管状体，钻通杆（13）前端螺纹安装有钻头（24）；

所述的钻头（24）为锥形体，钻头（24）的锥形面上均布有钻进齿，所述的钻进齿呈螺旋设置，钻进齿之间设置有硬质刷毛和水眼，水眼与钻通杆（13）的中心孔连通；

该钻通清洗装置工作时：清洗液由离心泵（12）进入旋转接头（14）并从钻头（24）的水眼喷出，这一过程中，外置电机（26）通过传动丝杆（25）推动电机托架（9）前行，钻通杆（13）端头的钻头（24）逐步伸入至密度计（28）内对固结水泥旋转粉碎， 钻头（24）对固结水泥旋转粉碎的过程中，钻头（24）上的刷毛在清洗液的配合下进行旋转洗刷，钻头（24）粉碎和刷毛洗刷产生的水泥渣在密度计（28）未钻通之前，随清洗液经支撑座（5）回流进入分隔板（6）前端的清洗箱（3）内，并经滤网（7）进行过滤，避免水泥渣进入滤网（7）下方的箱体内，密度计（28）钻通后，水泥渣随清洗液经回流管（29）回流进入分隔板（6）前端的清洗箱（3）内，当回流的清洗液汇集一定量后，由溢流管（8）溢流进入分隔板（6）后端的清洗箱（3）内。