CN114833146A - 油管内壁清洁装置和清洁方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种油管内壁清洁装置和清洁方法，属于油田环保技术领域。装置包括：中心管、衬管和传动机构；中心管的顶部设有多个喷水孔；中心管的底部外围与传动机构连接；中心管位于衬管的内部，且衬管与中心管通过轴承可转动连接；衬管的外部周向环绕有多个刮油伞；装置进入待清洁的油管内部后，在水冲击下向油管的底部移动；传动机构用于在水冲击下带动中心管旋转，多个喷水孔用于向油管的内壁旋转喷水；多个刮油伞用于油管的内壁被喷水后，向下移动以刮除油管的内壁上的油污。该装置能够确保油管的内壁上的油污被清洁干净，从而提高了清洁油管的效率。
Description
技术领域
本申请涉及油田环保技术领域，特别涉及一种油管内壁清洁装置和清洁方法。
背景技术
在油井施工作业过程中，由于油管长期输送石油，油管的内壁会粘附油污，因此将井内的油管起出到井口前需要对油管进行清洁，但石油粘附在油管的内壁上不易清掉，清洁后的油管的内壁依然会附着油污，导致起出油管到井口时，油管的内壁附着的油污会落到地面，对环境造成污染，因此，需要在油管起出到井口前，对油管的内壁进行二次清洁。
相关技术中，是通过清洗帽和液压回收装置对油管的内壁进行二次清洁；清洁油管的内壁时，将清洗帽安装在油管顶部的接箍上，泵车通过清洗帽向油管内打水，冲刷油管的内壁，然后通过液压回收装置将油管下部流出的油污水回收至收液池，以完成对油管的内壁的清洁。
由于在清洁油管时，通过水冲刷油管的内壁不易将油管的内壁上的油污清理下来，导致油管的内壁清洁不干净，从而使得清洁油管的效率较低。
发明内容
本申请实施例提供了一种油管内壁清洁装置和清洁方法，能够提高清洁油管的效率。所述技术方案如下：
一方面，提供了一种油管内壁清洁装置，所述装置包括：中心管、衬管和传动机构；
所述中心管的顶部设有多个喷水孔；
所述中心管的底部外围与所述传动机构连接；
所述中心管位于所述衬管的内部，且所述衬管与所述中心管通过轴承可转动连接；
所述衬管的外部周向环绕有多个刮油伞；
所述装置进入待清洁的油管内部后，在水冲击下向所述油管的底部移动；
所述传动机构用于在水冲击下带动所述中心管旋转，所述多个喷水孔用于向所述油管的内壁旋转喷水；
所述多个刮油伞用于所述油管的内壁被喷水后，向下移动以刮除所述油管的内壁上的油污。
在一种可能的实现方式中，所述轴承的外围与所述衬管的内壁连接，所述轴承的内围与所述中心管的外壁连接，以使所述中心管相对所述衬管可转动。
在一种可能的实现方式中，所述轴承的数量至少为两个；
当所述轴承的数量为两个的情况下，两个轴承分别设置在所述衬管的顶部和底部。
在一种可能的实现方式中，所述刮油伞包括多个伞片，所述多个伞片上下重叠交错，周向环绕在所述衬管的外部；
所述多个伞片在无水冲击的情况下收拢；
所述多个伞片在水冲击的情况下张开，与所述油管的内壁贴合，以向下移动刮除所述油管的内壁上的油污。
在一种可能的实现方式中，所述中心管的顶部为锥形体，所述多个喷水孔位于所述锥形体上，以向所述油管的内壁旋转喷水。
在一种可能的实现方式中，所述传动机构包括底板和多个传动叶片；
所述多个传动叶片位于所述底板上，所述底板套设在所述中心管的底部外围，所述多个传动叶片在水冲击下转动，以带动所述中心管旋转。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括撞击块，所述撞击块与所述中心管的底部连接；
所述撞击块，用于所述装置从所述油管内取出时被撞击，以使所述装置从所述油管内脱落。
在一种可能的实现方式中，所述撞击块上设有多个通孔，水穿过所述多个通孔进入所述中心管内。
在一种可能的实现方式中，所述撞击块的底部设有周向凸台，用于增大撞击面积。
另一方面，提供了一种清洁方法，所述方法包括：
打开油井内的泄油器，且起出油井内的抽油杆杆柱和活塞；
将上述任一实现方式所述的油管内壁清洁装置从井口投入油管内；
控制泵车向所述油管内打水，所述油管内壁清洁装置在水冲击下向所述油管的底部移动；
所述油管内壁清洁装置向所述油管的底部移动时，通过传动机构在水冲击下带动中心管旋转，通过喷水孔向所述油管的内壁旋转喷水，通过多个刮油伞刮除所述油管的内壁上的油污，所述油污通过所述泄油器排出；
当所述油管内壁清洁装置移动至所述泄油器的位置时，完成对所述泄油器以上油管的清洁。
本申请实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：
本申请实施例提供了一种油管内壁清洁装置，由于中心管与传动结构连接，且中心管与衬管可转动连接，则传动机构能够在衬管不转的情况下带动中心管旋转，而中心管旋转能够使得中心管上的喷水孔向油管的内壁旋转喷水，从而使得喷出的水能到达油管的内壁上的各个位置，进而实现了对油管的内壁的均匀冲洗；且由于该装置的衬管的外部设有刮油伞，在该装置带动刮油伞向下移动时，刮油伞能够刮除被冲洗后的油管的内壁上的油污，这样，该装置通过喷水孔和刮油伞对油管的内壁的双重清洁作用，能够确保油管的内壁上的油污被清洁干净，从而提高了清洁油管的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种油管内壁清洁装置的结构图；
图2是本申请实施例提供的另一种油管内壁清洁装置的结构图；
图3是本申请实施例提供的一种清洁方法的流程图。
图中的附图标记分别表示为：
1-中心管；
101-喷水孔；
2-衬管；
201-刮油伞；
3-传动机构；
301-底板；
302-传动叶片；
4-轴承；
5-撞击块。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任意变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
本申请实施例提供了一种油管内壁清洁装置，参见图1，该装置包括：中心管1、衬管2和传动机构3。
中心管1的顶部设有多个喷水孔101；中心管1的底部外围与传动机构3连接。
中心管1位于衬管2的内部，且衬管2与中心管1通过轴承4可转动连接；衬管2的外部周向环绕有多个刮油伞201。
装置进入待清洁的油管内部后，在水冲击下向油管的底部移动；传动机构3用于在水冲击下带动中心管1旋转，多个喷水孔101用于向油管的内壁旋转喷水；多个刮油伞201用于油管的内壁被喷水后，向下移动以刮除油管的内壁上的油污。
本申请实施例提供了一种油管内壁清洁装置，由于中心管1与传动结构连接，且中心管1与衬管2可转动连接，则传动机构3能够在衬管2不转的情况下带动中心管1旋转，而中心管1旋转能够使得中心管1上的喷水孔101向油管的内壁旋转喷水，从而使得喷出的水能到达油管的内壁上的各个位置，进而实现了对油管的内壁的均匀冲洗；且由于该装置的衬管2的外部设有刮油伞201，在该装置带动刮油伞201向下移动时，刮油伞201能够刮除被冲洗后的油管的内壁上的油污，这样，该装置通过喷水孔101和刮油伞201对油管的内壁的双重清洁作用，能够确保油管的内壁上的油污被清洁干净，从而提高了清洁油管的效率。
参见图2，中心管1位于衬管2的内部，且衬管2与中心管1通过轴承4可转动连接。
其中，中心管1为中空的管体，顶部封闭，底部开放；衬管2为中空的管体，顶部和底部均开放；且衬管2的直径大于中心管1的直径，使得中心管1能够进入衬管2的内部。
其中，中心管1的本体位于衬管2的内部，中心管1的顶部和底部分别穿出衬管2的顶部和底部，位于衬管2的外部，且中心管1的轴线与衬管2的轴线重合。
其中，衬管2与中心管1通过轴承4连接，轴承4的外围与衬管2的内壁连接，轴承4的内围与中心管1的外壁连接，以使中心管1相对衬管2可转动。
其中，轴承4的内围与中心管1的外壁通过焊接的方式连接；轴承4的外围与衬管2的内壁通过螺丝连接，轴承4的外围和衬管2上分别设有与螺丝匹配的螺丝孔，螺丝穿过螺丝孔连接衬管2和轴承4的外围。螺丝的数量可以根据需要进行设置并更改，在本申请实施例中，对此不做具体限定。
其中，轴承4可以为调心球轴承4，调心球轴承4的内围和外围之间装配有圆球状滚珠，使得轴承4的内围和外围可以通过滚珠相对转动，进而使得中心管1相对衬管2可转动。
其中，轴承4的数量至少为两个；则轴承4的数量可以为三个、四个等；当轴承4的数量为两个的情况下，两个轴承4分别设置在衬管2的顶部和底部；当轴承4的数量为三个的情况下，三个轴承4分别设置在衬管2的顶部、底部和中部。
继续参见图2，中心管1的底部外围与传动结构连接，传动机构3用于在水冲击下带动中心管1旋转。
其中，传动机构3包括底板301和多个传动叶片302，多个传动叶片302位于底板301上，底板301套设在中心管1的底部外围。
其中，底板301为圆环结构，其中心的空心圆直径与中心管1底部的直径匹配，使得底板301能够套设在中心管1的底部，以实现传动机构3与中心管1底部的连接。
其中，底板301与中心管1通过螺纹连接，底板301上设有内螺纹，中心管1的底部外围设有与内螺纹匹配的外螺纹。
其中，多个传动叶片302通过焊接的方式固定在底板301上，多个传动叶片302与底板301成45度角分布，均匀分布在底板301上，在水冲击下，多个传动叶片302能够将水动力转化为机械能，进而能够带动中心管1旋转。
其中，底板301和传动叶片302组成的传动机构3在横截面上的直径小于油管的内径，使得传动结构能够在油管内转动，不被油管的内壁限制。
其中，传动叶片302的数量可以根据需要进行设置并更改，在本申请实施例中，对此不做具体限定；例如，传动叶片302的数量为9-18片，优选为9片。
其中，传动叶片302的材质为刚性不锈钢材质。
在本申请实施例中，通过设置传动机构3，当传动机构3被水冲击时，能够将水的冲击力转化为转动的机械能，进而能够带动中心管1旋转，由于中心管1与衬管2可转动连接，则传动结构能够在衬管2不转的情况下带动中心管1旋转。
继续参见图2，中心管1的顶部设有多个喷水孔101，多个喷水孔101用于向油管的内壁旋转喷水。
其中，中心管1的顶部为锥形体，多个喷水孔101位于锥形体上，以向油管的内壁旋转喷水。
其中，多个喷水孔101周向均匀分布在锥形体上，以实现对油管的内壁的均匀喷水。喷水孔101的数量可以根据需要进行设置并更改，在本申请实施例中，对此不做具体限定；例如，喷水孔101的数量为3-9个，优选为4个。
其中，喷水孔101的直径可以根据需要进行设置并更改，在本申请实施例中，对此不做具体限定；例如，喷水孔101的直径为2-5毫米，优选为3毫米。
在本申请实施例中，通过设置喷水孔101，当传动机构3带动中心管1旋转时，中心管1上的喷水孔101能够向油管的内壁旋转喷水，喷出的水流能到达油管的内壁周向上的各个位置，进而实现了对油管的内壁的均匀喷水，这样，能够实现对油管的内壁上的油污的充分冲洗。
继续参见图2，衬管2的外部周向环绕有多个刮油伞201，多个刮油伞201用于油管的内壁被喷水后，向下移动以刮除油管的内壁上的油污。
其中，刮油伞201通过螺丝固定在衬管2上，刮油伞201和衬管2上分别设有与螺丝匹配的螺丝孔，螺丝穿过螺丝孔连接刮油伞201和衬管2。螺丝的数量可以根据需要进行设置并更改，在本申请实施例中，对此不做具体限定。
其中，多个刮油伞201均匀分布在衬管2的外部；刮油伞201的数量可以根据需要进行设置并更改，在本申请实施例中，对此不做具体限定；例如，刮油伞201的数量可以为两个，则两个刮油伞201分别位于衬管2的上段中部和下段中部。
其中，刮油伞201包括多个伞片，多个伞片上下重叠交错，周向环绕在衬管2的外部。
其中，多个伞片在无水冲击的情况下收拢；多个伞片在水冲击的情况下张开，与所述油管的内壁贴合，以向下移动刮除油管的内壁上的油污。
其中，刮油伞201在无水冲击的情况下向衬管2的方向收拢，从而减小该装置的体积，进而使得该装置能够比较容易的进入待清洁的油管内。
其中，刮油伞201的伞片在水冲击的情况下张开，伞片张开后呈发散状分布，每相邻两个伞片上下重叠交错分布。每个刮油伞201的伞片的数量可以根据需要进行设置并更改，在本申请实施例中，对此不做具体限定；例如，伞片的数量为18-30个，优选为24个。
其中，刮油伞201张开后的横截面的直径与待清洁的油管的内径匹配，以保证刮油伞201在油管内移动时，既能有效的刮除油管的内壁上的油污，又能保证可以通过油管，而不会卡在油管内。
其中，刮油伞201张开后的横截面的直径可以根据需要进行设置并更改，在本申请实施例中，对此不做具体限定；例如，刮油伞201张开后的横截面的直径可以为58-62毫米，优选为60毫米，则能够满足内径为62毫米的D73毫米加厚和平式油管的内壁清洁要求。
其中，刮油伞201的材质为弹性不锈钢材质。
在本申请实施例中，通过设置刮油伞201，当油管内壁清洁装置在水冲击下向油管的底部移动时，刮油伞201也向下移动，且刮油伞201的伞片与油管的内壁贴合，则刮油伞201在向下移动时，能够将喷水孔101冲洗后的油管的内壁上残留的油污刮除下来，这样，油管的内壁上的油污在喷水孔101和刮油伞201的双重清洁作用下，能够确保被清洁干净。
继续参见图2，装置还包括撞击块5，撞击块5与中心管1的底部连接；撞击块5，用于装置从油管内取出时被撞击，以使装置从油管内脱落。
其中，撞击块5与中心管1的底部通过螺纹连接，撞击块5上设有外螺纹，中心管1的底部设有与外螺纹匹配的内螺纹。
其中，撞击块5为圆柱体结构，撞击块5的直径与中心管1的直径匹配，使得撞击块5能够穿入中心管1的底部，与中心管1连接。
继续参见图2，撞击块5的底部设有周向凸台，用于增大撞击面积。
其中，周向凸台为圆环结构，周向凸台的直径大于撞击块5的直径，通过设置周向凸台，能够增大撞击块5的撞击面积，进而使得撞击块5被撞击时，不易被撞空。
其中，周向凸台的直径可以根据需要进行设置并更改，在本申请实施例中，对此不做具体限定。
其中，撞击块5上设有多个通孔，水穿过多个通孔进入中心管1内。
其中，水穿过多个通孔进入中心管1内后，通过中心管1顶部的喷水孔101向油管的内壁旋转喷水。
其中，通孔的数量可以根据需要进行设置并更改，在本申请实施例中，对此不做具体限定。
其中，通孔的尺寸可以根据需要进行设置并更改，在本申请实施例中，对此不做具体限定。
在本申请实施例中，通过设置撞击块5，使得将该装置从油管内取出时，可以通过撞击撞击块5使该装置从油管内脱落，省时省力，提高效率。
本申请实施例提供了一种油管内壁清洁装置，由于中心管1与传动结构连接，且中心管1与衬管2可转动连接，则传动机构3能够在衬管2不转的情况下带动中心管1旋转，而中心管1旋转能够使得中心管1上的喷水孔101向油管的内壁旋转喷水，从而使得喷出的水能到达油管的内壁上的各个位置，进而实现了对油管的内壁的均匀冲洗；且由于该装置的衬管2的外部设有刮油伞201，在该装置带动刮油伞201向下移动时，刮油伞201能够刮除被冲洗后的油管的内壁上的油污，这样，该装置通过喷水孔101和刮油伞201对油管的内壁的双重清洁作用，能够确保油管的内壁上的油污被清洁干净，从而提高了清洁油管的效率。
本申请实施例提供了一种清洁方法，参见图3，该方法包括：
步骤301：打开油井内的泄油器，且起出油井内的抽油杆杆柱和活塞。
其中，泄油器为爆破式泄油器，安装在两段油管之间，且位于抽油泵的上部。打开爆破式泄油器时，使用泵车向油管内打压，当压力升高到一定值时，泄油器上的密封铜皮在固紧销钉的孔眼处被打爆，从而实现油管与油层套管的连通。
其中，将油井内的抽油杆杆柱和活塞起出，使得油井内的油管内部畅通，从而便于将油管内壁清洁装置下入油管内。
步骤302：将油管内壁清洁装置从井口投入油管内。
其中，油管内壁清洁装置从井口投入油管时，油管内部清洁装置的多个刮油伞201处于收拢状态，使得油管内壁清洁装置比较容易下入油管内。
步骤303：控制泵车向油管内打水，油管内壁清洁装置在水冲击下向油管的底部移动。
其中，泵车向油管内打入的水具有一定压力，使得油管内壁清洁装置在水冲击下向油管的底部移动。
步骤304：油管内壁清洁装置向油管的底部移动时，通过传动机构3在水冲击下带动中心管1旋转，通过喷水孔101向油管的内壁旋转喷水，通过多个刮油伞201刮除油管的内壁上的油污，油污通过泄油器排出。
其中，泵车打入油管内的水不仅用于冲击油管内壁清洁装置，使其向油管的底部移动；并且泵车打入油管内的水还用于冲击传动机构3，使传动机构3在水的冲击下旋转，进而带动与其连接的中心管1旋转；并且泵车打入油管内的水还用于穿过撞击块5上的通孔，进入中心管1内，以实现通过喷水孔101向油管的内壁旋转喷水。并且泵车打入油管内的水还通过冲击刮油伞201的伞片，使刮油伞201的伞片张开，贴合油管的内壁，在油管内壁清洁装置带动刮油伞201向下移动时，通过刮油伞201刮除被冲洗后的油管的内壁上的油污，油管的内壁上的油污被刮下后，由于泄油器被打开，油管与油层套管连通，则油污能够通过泄油器上的泄油孔排到油层套管内。
步骤305：当油管内壁清洁装置移动至泄油器的位置时，完成对泄油器以上油管的清洁。
其中，油管内壁清洁装置在油井内的油管中不断向下移动对油管的内壁进行清洁，当移动至泄油器的位置时，则完成了对泄油器以上油管的清洁。
油管完成清洁作业后，则可以正常将油管起出到地面，将含有油管内壁清洁装置的油管起出后，通过抽油杆敲击撞击块5，则可以使油管内壁清洁装置从油管内脱落。
在另一种可能的实现方式中，当油管内壁清洁装置在油井内将泄油器的泄油孔堵死后，可以通过向井内投入油管规等工具将油管内壁清洁装置撞击至泄油器以下，以打开被堵死的泄油器。
在本申请实施例中，传动机构3能够带动中心管1旋转，而喷水孔101位于中心管1上，这样，通过喷水孔101向油管的内壁旋转喷水，就能够使喷出的水到达油管的内壁上的各个位置，进而实现了对油管的内壁的均匀冲洗；油管的内壁被冲洗后，通过刮油伞201刮除被冲洗后的油管的内壁上的油污，就能够将油管的内壁上的油污清洁干净；由此可见，该装置通过喷水孔101和刮油伞201对油管的内壁的双重清洁作用，能够确保油管的内壁上的油污被清洁干净，从而提高了清洁油管的效率。
以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种油管内壁清洁装置，其特征在于，所述装置包括：中心管(1)、衬管(2)和传动机构(3)；
所述中心管(1)的顶部设有多个喷水孔(101)；
所述中心管(1)的底部外围与所述传动机构(3)连接；
所述中心管(1)位于所述衬管(2)的内部，且所述衬管(2)与所述中心管(1)通过轴承(4)可转动连接；
所述衬管(2)的外部周向环绕有多个刮油伞(201)；
所述装置进入待清洁的油管内部后，在水冲击下向所述油管的底部移动；
所述传动机构(3)用于在水冲击下带动所述中心管(1)旋转，所述多个喷水孔(101)用于向所述油管的内壁旋转喷水；
所述多个刮油伞(201)用于所述油管的内壁被喷水后，向下移动以刮除所述油管的内壁上的油污。
2.根据权利要求1所述的油管内壁清洁装置，其特征在于，所述轴承(4)的外围与所述衬管(2)的内壁连接，所述轴承(4)的内围与所述中心管(1)的外壁连接，以使所述中心管(1)相对所述衬管(2)可转动。
3.根据权利要求1所述的油管内壁清洁装置，其特征在于，所述轴承(4)的数量至少为两个；
当所述轴承(4)的数量为两个的情况下，两个轴承(4)分别设置在所述衬管(2)的顶部和底部。
4.根据权利要求1所述的油管内壁清洁装置，其特征在于，所述刮油伞(201)包括多个伞片，所述多个伞片上下重叠交错，周向环绕在所述衬管(2)的外部；
所述多个伞片在无水冲击的情况下收拢；
所述多个伞片在水冲击的情况下张开，与所述油管的内壁贴合，以向下移动刮除所述油管的内壁上的油污。
5.根据权利要求1所述的油管内壁清洁装置，其特征在于，所述中心管(1)的顶部为锥形体，所述多个喷水孔(101)位于所述锥形体上，以向所述油管的内壁旋转喷水。
6.根据权利要求1所述的油管内壁清洁装置，其特征在于，所述传动机构(3)包括底板(301)和多个传动叶片(302)；
所述多个传动叶片(302)位于所述底板(301)上，所述底板(301)套设在所述中心管(1)的底部外围，所述多个传动叶片(302)在水冲击下转动，以带动所述中心管(1)旋转。
7.根据权利要求1或6所述的油管内壁清洁装置，其特征在于，所述装置还包括撞击块(5)，所述撞击块(5)与所述中心管(1)的底部连接；
所述撞击块(5)，用于所述装置从所述油管内取出时被撞击，以使所述装置从所述油管内脱落。
8.根据权利要求7所述的油管内壁清洁装置，其特征在于，所述撞击块(5)上设有多个通孔，水穿过所述多个通孔进入所述中心管(1)内。
9.根据权利要求7所述的油管内壁清洁装置，其特征在于，所述撞击块(5)的底部设有周向凸台，用于增大撞击面积。
10.一种清洁方法，其特征在于，所述方法包括：
打开油井内的泄油器，且起出油井内的抽油杆杆柱和活塞；
将权利要求1-9任一项所述的油管内壁清洁装置从井口投入油管内；
控制泵车向所述油管内打水，所述油管内壁清洁装置在水冲击下向所述油管的底部移动；
所述油管内壁清洁装置向所述油管的底部移动时，通过传动机构(3)在水冲击下带动中心管(1)旋转，通过喷水孔(101)向所述油管的内壁旋转喷水，通过多个刮油伞(201)刮除所述油管的内壁上的油污，所述油污通过所述泄油器排出；
当所述油管内壁清洁装置移动至所述泄油器的位置时，完成对所述泄油器以上油管的清洁。
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