CN112814621A - 一种超声波刮管器及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种超声波刮管器及其使用方法，超声波发生器上接头安装在刮管器的首端，在超声波发生器上接头的外壁上均匀嵌装超声波发生器，超声波发生器用于将井下涡轮发电机产生的电能转换为超声波，以实现对井壁的清洁的目的，在超声波发生器上接头的首端管壁上安装超声波发生器电气接头，超声波发生器电气接头通过安装在超声波发生器电气接头孔道内的电源导线与超声波发生器导电环，超声波发生器导电环通过超声波发生器导线与超声波发生器的电气接头相连。本发明将超声波技术与刮管器有机结合，利用超声波除垢与机械除垢双重作用，达到井筒清洁的目的。
Description
技术领域
本发明涉及油气井开发过程中完修井装置技术领域，更具体地说涉及一种超声波刮管器及其使用方法。
背景技术
井筒清洁是指利用专用的工具和技术，清除井中的碎屑和杂物，这些碎屑和杂物可能会对这口井的其他作业造成干扰，通过对完井过程中发生的复杂情况及事故进行分析，大约30％的非生产时间是由于残留在井筒中的碎屑造成的，因此，非常有必要对井筒进行彻底的清洁，以减少事故及复杂情况发生的概率。
目前国内、国外现有井筒清洁工具包括：多功能过滤器、BOP喷射接头、隔水管刷、强磁铁、套管刷、VACS套铣回收系统和旋转刮管器等，上述工具对大斜度井、小井筒等复杂工况下的井筒清洁效果不甚理想，且需要消耗大量时间、物力和人力，才能实现井筒清洁的目的。
发明内容
本发明克服了现有技术中的不足，现有的井筒清洁工具对大斜度井、小井筒等复杂工况下的井筒清洁效果不甚理想，且需要消耗大量时间、物力和人力，才能实现井筒清洁的目的，提供了一种超声波刮管器及其使用方法，本发明将超声波技术与刮管器有机结合，利用超声波除垢与机械除垢双重作用，达到井筒清洁的目的。
本发明的目的通过下述技术方案予以实现。
一种超声波刮管器，包括超声波发生器上接头、超声波发生器和刮管器，所述超声波发生器上接头安装在所述刮管器的首端，在所述超声波发生器上接头的外壁上均匀嵌装所述超声波发生器，所述超声波发生器用于将井下涡轮发电机产生的电能转换为超声波，以实现对井壁的清洁的目的，在所述超声波发生器上接头的首端管壁上安装超声波发生器电气接头，所述超声波发生器电气接头通过安装在超声波发生器上接头孔道内的电源导线与超声波发生器导电环，所述超声波发生器导电环通过超声波发生器导线与所述超声波发生器的电气接头相连，外部电源产生的电流依次通过超声波发生器电气接头、电源导线、超声波发生器导电环和超声波发生器导线输送至超声波发生器。
所述超声波发生器的数量为5-100个，例如：总功率为200W，一个超声波发生器的功率为5W，共需要40个超声波发生器，在结构上只需要加长超声波刮管器的长度即可。
所述电源导线的数量为5-100条，所述超声波发生器导线的数量为一条，十几至几十条电源导线连接到超声波发生器导电环上，再从超声波发生器导电环上伸出一条超声波发生器导线，超声波发生器导线分别与超声波发生器的电气接头相连。
所述刮管器包括上部芯轴、上扶正套、刮管器刀片、连接套筒、下扶正套、下部芯轴和下接头，所述上部芯轴的首端与所述超声波发生器上接头相连，在所述上部芯轴的上部外壁上套接所述上扶正套，所述上部芯轴的尾端与所述下部芯轴的首端通过所述连接套筒相连，在所述下部芯轴的下部外壁上套接所述下扶正套，在所述上扶正套和所述连接套筒之间、所述连接套筒和所述下扶正套之间安装板簧，所述刮管器刀片安装在所述板簧上，通过上扶正套的下压作用和下扶正套的上推作用使得套接在上部芯轴和下部芯轴外的板簧发生变形，进而使得刮管器刀片能够根据套管内壁污垢的厚度进行伸缩，以实现对污垢逐层刮削的目的，在所述下部芯轴的尾端安装所述下接头。
在所述板簧与所述上扶正套和所述下扶正套之间、所述板簧与连接套筒之间还设置有轴承，轴承用于支撑板簧。
所述超声波发生器上接头、所述上部芯轴、所述下部芯轴和所述下接头均采用中空管状结构，所述超声波发生器上接头、所述上部芯轴、所述下部芯轴和所述下接头的中空结构形成一贯穿超声波刮管器的中心通道。
在所述上扶正套和所述下扶正套的外壁上均开设有轴向矩形通槽，轴向矩形通槽为泥浆循环提供循环通道。
所述超声波发生器上接头通过上接头螺纹与上部钻具相连。
所述下接头通过下接头螺纹与下部钻具相连。
超声波刮管器适用于油气井5-1/2″、7″、9-5/8″的套管。
一种超声波刮管器的使用方法，利用超声波发生器上接头将超声波刮管器与上部钻具相连，利用下接头将超声波刮管器与下部钻具相连，开启外部电源，启动超声波发生器，利用钻具将超声波刮管器下入至待清理的油井井壁位置处，钻具开始旋转，位于超声波刮管器上部的钻具带动超声波刮管器和位于超声波刮管器下部的钻具一同转动，上扶正套的下压作用和下扶正套的上推作用使得套接在芯轴外的板簧发生变形，进而使得刮管器刀片能够根据套管内壁污垢的厚度进行伸缩，在刮刀片对污垢刮削逐层的过程中，超声波发生器将井下涡轮发电机产生的电能转换为超声波，同时对井壁进行超声波在除垢和机械除垢。
本发明的有益效果为：本发明与传统的井筒清洁工具相比增加了超声波除垢装置，实现了传统的机械除垢与超声波除垢相结合，除垢效果更加优秀，对于传统的井筒清洁工具清洁效果不甚理想的大斜度井、小井筒等复杂工况亦具有十分理想的清洁效果；超声波单点作用在污垢10s以上即可实现除垢效果，井筒清洁效率更高，且超声波在除垢同时亦对射孔压实带具有一定的解堵作用，提高地层渗透率；本发明结构简单，坚固耐用，安全可靠，方便保养，对完井提质降本增效具有十分重要的意义。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中A部分的局部放大图；
图中：1为超声波发生器上接头，2为中心通道，3为超声波发生器，4为上部芯轴，5为上扶正套，6为轴承，7为板簧，8为刮管器刀片，9为连接套筒，10为下接头，11为超声波发生器导电环，12为超声波发生器电气接头，13为超声波发生器导线，14为下扶正套，15为下部芯轴。
对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
实施例一
一种超声波刮管器，包括超声波发生器上接头1、超声波发生器3和刮管器，超声波发生器上接头1安装在刮管器的首端，在超声波发生器上接头1的外壁上均匀嵌装超声波发生器3，超声波发生器3用于将井下涡轮发电机产生的电能转换为超声波，以实现对井壁的清洁的目的，在超声波发生器上接头1的首端管壁上安装超声波发生器电气接头12，超声波发生器电气接头12通过安装在超声波发生器上接头1内的电源导线与超声波发生器导电环11，超声波发生器导电环11通过超声波发生器导线13与超声波发生器3的电气接头相连，外部电源产生的电流依次通过超声波发生器电气接头12、电源导线、超声波发生器导电环11和超声波发生器导线13输送至超声波发生器3。
超声波发生器3的数量为5-100个。
电源导线的数量为5-100条，超声波发生器导线13的数量为一条，十几至几十条电源导线连接到超声波发生器导电环11上，再从超声波发生器导电环11上伸出一条超声波发生器导线13，超声波发生器导线13分别与超声波发生器3的电气接头相连。
实施例二
在实施例一的基础上，刮管器包括上部芯轴4、上扶正套5、刮管器刀片8、连接套筒9、下扶正套14、下部芯轴15和下接头10，上部芯轴4的首端与超声波发生器上接头1相连，在上部芯轴4的上部外壁上套接上扶正套5，上部芯轴4的尾端与下部芯轴15的首端通过连接套筒9相连，在下部芯轴15的下部外壁上套接下扶正套14，在上扶正套5和连接套筒9之间、连接套筒9和下扶正套14之间安装板簧7，刮管器刀片8安装在板簧7上，通过上扶正套5的下压作用和下扶正套14的上推作用使得套接在上部芯轴4和下部芯轴15外的板簧7发生变形，进而使得刮管器刀片8能够根据套管内壁污垢的厚度进行伸缩，以实现对污垢逐层刮削的目的，在下部芯轴15的尾端安装下接头10。
在板簧7与上扶正套4和下扶正套14之间、板簧7与连接套筒9之间还设置有轴承6，轴承6用于支撑板簧7。
实施例三
在实施例二的基础上，超声波发生器上接头1、上部芯轴4、下部芯轴15和下接头10均采用中空管状结构，超声波发生器上接头1、上部芯轴4、下部芯轴15和下接头10的中空结构形成一贯穿超声波刮管器的中心通道2。
在上扶正套5和下扶正套14的外壁上均开设有轴向矩形通槽，轴向矩形通槽为泥浆循环提供循环通道。
超声波发生器上接头1通过上接头螺纹与上部钻具相连。
下接头10通过下接头螺纹与下部钻具相连。
超声波刮管器适用于油气井5-1/2″、7″、9-5/8″的套管。
实施例四
一种超声波刮管器的使用方法，利用超声波发生器上接头将超声波刮管器与上部钻具相连，利用下接头将超声波刮管器与下部钻具相连，开启外部电源，启动超声波发生器，利用钻具将超声波刮管器下入至待清理的油井井壁位置处，钻具开始旋转，位于超声波刮管器上部的钻具带动超声波刮管器和位于超声波刮管器下部的钻具一同转动，上扶正套的下压作用和下扶正套的上推作用使得套接在芯轴外的板簧发生变形，进而使得刮管器刀片能够根据套管内壁污垢的厚度进行伸缩，在刮刀片对污垢刮削逐层的过程中，超声波发生器将井下涡轮发电机产生的电能转换为超声波，同时对井壁进行超声波在除垢和机械除垢。
为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种超声波刮管器，其特征在于：包括超声波发生器上接头、超声波发生器和刮管器，所述超声波发生器上接头安装在所述刮管器的首端，在所述超声波发生器上接头的外壁上均匀嵌装所述超声波发生器，在所述超声波发生器上接头的首端管壁上安装超声波发生器电气接头，所述超声波发生器电气接头通过安装在超声波发生器上接头孔道内的电源导线与超声波发生器导电环，所述超声波发生器导电环通过超声波发生器导线与所述超声波发生器的电气接头相连。
2.根据权利要求1所述的一种超声波刮管器，其特征在于：所述超声波发生器的数量为5-100个。
3.根据权利要求2所述的一种超声波刮管器，其特征在于：所述电源导线的数量为5-100条，所述超声波发生器导线的数量为一条。
4.根据权利要求1所述的一种超声波刮管器，其特征在于：所述刮管器包括上部芯轴、上扶正套、刮管器刀片、连接套筒、下扶正套、下部芯轴和下接头，所述上部芯轴的首端与所述超声波发生器上接头相连，在所述上部芯轴的上部外壁上套接所述上扶正套，所述上部芯轴的尾端与所述下部芯轴的首端通过所述连接套筒相连，在所述下部芯轴的下部外壁上套接所述下扶正套，在所述上扶正套和所述连接套筒之间、所述连接套筒和所述下扶正套之间安装板簧，所述刮管器刀片安装在所述板簧上，在所述下部芯轴的尾端安装所述下接头。
5.根据权利要求4所述的一种超声波刮管器，其特征在于：在所述板簧与所述上扶正套和所述下扶正套之间、所述板簧与连接套筒之间还设置有轴承，轴承用于支撑板簧。
6.根据权利要求4所述的一种超声波刮管器，其特征在于：所述超声波发生器上接头、所述上部芯轴、所述下部芯轴和所述下接头均采用中空管状结构，所述超声波发生器上接头、所述上部芯轴、所述下部芯轴和所述下接头的中空结构形成一贯穿超声波刮管器的中心通道。
7.根据权利要求4所述的一种超声波刮管器，其特征在于：在所述上扶正套和所述下扶正套的外壁上均开设有轴向矩形通槽。
8.根据权利要求4所述的一种超声波刮管器，其特征在于：所述超声波发生器上接头通过上接头螺纹与上部钻具相连，所述下接头通过下接头螺纹与下部钻具相连。
9.根据权利要求4所述的一种超声波刮管器，其特征在于：超声波刮管器适用于油气井5-1/2″、7″、9-5/8″的套管。
10.一种超声波刮管器的使用方法，其特征在于：利用超声波发生器上接头将超声波刮管器与上部钻具相连，利用下接头将超声波刮管器与下部钻具相连，开启外部电源，启动超声波发生器，利用钻具将超声波刮管器下入至待清理的油井井壁位置处，钻具开始旋转，位于超声波刮管器上部的钻具带动超声波刮管器和位于超声波刮管器下部的钻具一同转动，上扶正套的下压作用和下扶正套的上推作用使得套接在芯轴外的板簧发生变形，进而使得刮管器刀片能够根据套管内壁污垢的厚度进行伸缩，在刮刀片对污垢刮削逐层的过程中，超声波发生器将井下涡轮发电机产生的电能转换为超声波，同时对井壁进行超声波在除垢和机械除垢。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210518 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |