CN115059432B - 一种水井管柱除垢装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水井管柱除垢装置，包括电缆，电缆的下部固定连接有加重管，所述加重管的下部固定连接有防转装置，所述防转装置的下端固定连接有驱动电机，所述驱动电机的下端设置有钻头，所述防转装置包括防转本体，所述防转本体的侧壁设置有多个滚轮式锚块，所述滚轮式锚块轴心处固定连接有锚块轴，所述锚块轴的侧壁相抵有片簧，所述锚块轴沿其轴向相抵有固定块，所述锚块轴贯穿固定块且与其转动连接。优点在于：本申请中的防转装置上端连接加重杆，防止反洗液推动装置上行；钻头带有过水孔，降低洗井液上顶力，防止上行；防转装置的锚块为滑轮式锚块，即有助于管柱上下移动，又能够有效锚住油管内壁。
Description
技术领域
本发明涉及管井工具技术领域，尤其涉及一种水井管柱除垢装置。
背景技术
在油田开发过程中，通过专门的注水井将水注入油藏，保持或恢复油层压力，使油藏有较强的驱动力，以提高油藏的开采速度和采收率。由于注水井直接和流体接触,因此它也是油田生产过程中最容易产生垢的地方,注水井结垢的机理很复杂，受很多因素影响。
油管结垢会给注水带来严重的危害，降低注水系统效率，增加修井次数，腐蚀注水管线，堵塞油层，使注水压力不断上升，损坏注水设备，缩短油水井的免修期，严重的能造成水井报废。
目前解决上述问题常见做法有化学除垢和物理除垢；化学除垢即通过向管内注入化学药剂与管壁结垢物反应消除结垢物；物理除垢将注水管柱起出井筒后回收，地面设备除垢。
但是化学除垢的化学药剂对管柱腐蚀，同时化学药剂对地层污染；物理除垢需上作业将管柱起出后再进行除垢，施工费用高，同时降低注水及生产时效。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的一种水井管柱除垢装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种水井管柱除垢装置，包括电缆，电缆的下部固定连接有加重管，所述加重管的下部固定连接有防转装置，所述防转装置的下端固定连接有驱动电机，所述驱动电机的下端设置有钻头。
在上述的水井管柱除垢装置中，所述防转装置包括防转本体，所述防转本体的侧壁设置有多个滚轮式锚块，所述滚轮式锚块轴心处固定连接有锚块轴，所述锚块轴的侧壁相抵有片簧，所述锚块轴沿其轴向相抵有固定块，所述锚块轴贯穿固定块且与其转动连接。
在上述的水井管柱除垢装置中，所述防转本体的上壁固定连接有微型电机，所述微型电机的输出端固定连接有电机轴，所述电机轴上固定连接有至少两个第一锥齿轮，所述第一锥齿轮啮合有多个第二锥齿轮，所述第二锥齿轮的中轴连接有万向节一，所述万向节一与对应位置的滚轮式锚块连接。
在上述的水井管柱除垢装置中，所述电机轴的下端滑动套接有定位块，所述定位块上固定连接有多个连杆，所述连杆与防转本体的内壁固定连接，所述电机轴的底部固定连接有一个水平设置的摩擦轮，所述摩擦轮上相抵有多个摩擦板，所述摩擦板的轴心处固定连接有万向节二，与所述摩擦板连接的万向节二连接有刷轮。
在上述的水井管柱除垢装置中，所述定位块的侧壁固定连接有与刷轮等数量的伸缩电机，所述伸缩电机的输出端与摩擦板固定连接，所述刷轮的外圈胶合有一层刷毛，所述刷毛的外圈直径等于滚轮式锚块的直径。
在上述的水井管柱除垢装置中，所述驱动电机的输出端固定连接有上柱，所述上柱的下端滑动套接有下柱，所述下柱的下端与钻头固定连接,所述下柱的中部开设有让位腔，所述上柱的下端设置为与让位腔间隙配合的凸起，所述上柱的最大直径等于下柱的最大直径，所述让位腔内固定连接有金属弹簧，所述金属弹簧的上端与上柱固定连接，所述金属弹簧的下端与下柱固定连接。
在上述的水井管柱除垢装置中，所述上柱内固定嵌设有线圈，所述线圈的一端连接有内导电片，所述线圈的另一端连接在金属弹簧的上端，所述金属弹簧远离线圈的一端连接在外导电片上，所述内导电片嵌设在上柱凸起部的侧壁，所述外导电片嵌设在让位腔的内壁。
在上述的水井管柱除垢装置中，所述驱动电机的外壳固定连接有管套，所述管套由两个截面为半圆的弧形板拼接而成，所述管套的两个弧形板均使用永磁体制成，且两个所述永磁体异极相对。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
1、本申请中的防转装置上端连接加重杆，防止反洗液推动装置上行；钻头带有过水孔，降低洗井液上顶力，防止上行；防转装置的锚块为滑轮式锚块，即有助于管柱上下移动，又能够有效锚住油管内壁；
2、适用于注水井油管；机械除垢，除垢效果较化学除垢均匀可靠；免起管柱施工，降低成本，节省劳动力；结构简单易操作。
3、本申请中设置有金属弹簧部分组件，当驱动电机带动钻头转动时，线圈产生交流电并接入金属弹簧，金属弹簧不断收缩、伸长，使得钻头不断的上下抖动，可更加有效的去除油管内的顽固污渍。
附图说明
图1为本发明提出的一种水井管柱除垢装置的结构示意图；
图2为本发明提出的一种水井管柱除垢装置中滚轮式锚块部分的放大示意图；
图3为本发明提出的一种水井管柱除垢装置中钻头的结构示意图；
图4为本发明提出的一种水井管柱除垢装置中微型电机部分的放大示意图；
图5为本发明提出的一种水井管柱除垢装置中上柱和下柱部分的放大示意图。
图中：1电缆、2油管、3套管、4加重管、5防转装置、6驱动电机、7钻头、8上柱、9下柱、10管套、11线圈、12让位腔、13内导电片、14外导电片、15金属弹簧、501防转本体、502微型电机、503电机轴、504第一锥齿轮、505第二锥齿轮、506滚轮式锚块、507万向节一、508摩擦轮、509定位块、510伸缩电机、511摩擦板、512连杆、513片簧、514刷轮、515刷毛、516固定块、517锚块轴。
具体实施方式
以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。
实施例
参照图1-5，水井管柱包括套管3和油管2，一种水井管柱除垢装置，用于除去油管2内壁上的结垢，包括电缆1，电缆1的下部固定连接有加重管4，加重管4的下部固定连接有防转装置5，防转装置5的下端固定连接有驱动电机6，驱动电机6的下端设置有钻头7；用地面设备通过电缆1将其下入注水管柱内,通电后驱动电机6带动钻头7转动刮削油管2内结垢物，同时地面泵车反洗井将刮削掉的垢屑洗出油管2至地面，完成除垢作业，驱动电机6转动时扭矩传递至防转装置5后，防转装置5带有锚块啃咬住油管2内壁，使整个管柱不动，防止电机反转破坏电缆1。
防转装置包括防转本体501，防转本体501的侧壁设置有多个滚轮式锚块506，滚轮式锚块506轴心处固定连接有锚块轴517，锚块轴517的侧壁相抵有片簧518，锚块轴517沿其轴向相抵有固定块516，锚块轴517贯穿固定块516且与其转动连接，防转装置5上端连接加重杆4，利用加重杆4的重力防止反洗液推动装置上行；此外钻头7上还带有过水孔，降低洗井液上顶力，防止上行；防转装置5的锚块为滑轮式锚块506，即有助于有效锚住油管2内壁，又能够在管柱内上下移动。
防转本体501的上壁固定连接有微型电机502，微型电机502的输出端固定连接有电机轴503，电机轴503上固定连接有至少两个第一锥齿轮504，第一锥齿轮504啮合有多个第二锥齿轮505，第二锥齿轮505的中轴连接有万向节一507，万向节一507与对应位置的滚轮式锚块506连接。
电机轴503的下端滑动套接有定位块509，定位块509上固定连接有多个连杆512，连杆512与防转本体501的内壁固定连接，电机轴503的底部固定连接有一个水平设置的摩擦轮508，摩擦轮508上相抵有多个摩擦板511，摩擦板511的轴心处固定连接有万向节二，与摩擦板511连接的万向节二连接有刷轮514；电机轴503带动摩擦轮508转动，摩擦轮508通过摩擦带动摩擦板511转动，摩擦板511通过万向节二传递给刷轮514，刷轮514上的刷毛515可对油管2的内壁进行进一步清洗，可有效的将钻头7切削下又重新附着在油管2内壁的少量污渍洗刷掉，不仅使得本申请装置除垢效果更好，还能将滚轮式锚块506后续行进轨迹完成清洗，避免滚轮式锚块506与油管2内壁上污渍接触导致打滑的现象出现。
定位块509的侧壁固定连接有与刷轮514等数量的伸缩电机510，伸缩电机510的输出端与摩擦板511固定连接，刷轮514的外圈胶合有一层刷毛515，刷毛515的外圈直径等于滚轮式锚块506的直径；同时可通过调节伸缩电机510使得摩擦板511与不同位置的摩擦轮508接触，从而使得摩擦板511转速发生变化，对污渍较多的地方产生更好的清除效果。
驱动电机6的输出端固定连接有上柱8，上柱8的下端滑动套接有下柱9，下柱9的下端与钻头7固定连接,下柱9的中部开设有让位腔12，上柱8的下端设置为与让位腔12间隙配合的凸起，上柱8的最大直径等于下柱9的最大直径，让位腔12内固定连接有金属弹簧15，金属弹簧15的上端与上柱8固定连接，金属弹簧15的下端与下柱9固定连接；驱动电机6的外壳固定连接有管套10，管套10由两个截面为半圆的弧形板拼接而成，管套10的两个弧形板均使用永磁体制成，且两个永磁体异极相对，当驱动电机6带动上柱8、下柱9以及钻头7转动时，上柱8内的线圈11切割管套10的磁感线而产生电流，且此处由于没有换向器的存在，故而产生的电流方向始终变化，属于交流电，在内导电片13和外导电片14的连接效果下，金属弹簧15接入交流电，而在交流电的作用下，金属弹簧15不断收缩、伸长，从而使得与下柱9固定连接的钻头7不断的上下抖动，可更加有效的去除油管2内的顽固污渍。
上柱8内固定嵌设有线圈11，线圈11的一端连接有内导电片13，线圈11的另一端连接在金属弹簧15的上端，金属弹簧15远离线圈11的一端连接在外导电片14上，内导电片13嵌设在上柱8凸起部的侧壁，外导电片14嵌设在让位腔12的内壁。
工作原理：电缆1、加重管4、防转装置5、驱动电机6和钻头7依次连接，用地面设备通过电缆1将其下入注水管柱内，通电后驱动电机6带动钻头7转动刮削油管2内结垢物，同时地面泵车反洗井将刮削掉的垢屑洗出油管2至地面，完成除垢作业，驱动电机6转动时扭矩传递至防转装置5后，防转装置5带有锚块啃咬住油管2内壁，使整个管柱不动，防止电机反转破坏电缆1。
防转装置5内设置有微型电机502等装置，微型电机502工作会带动电机轴503转动，电机轴503带动与其固定的第一锥齿轮504转动，第二锥齿轮505随第一锥齿轮504转动，万向节一507将第二锥齿轮505的动力传递给滚轮式锚块506，使得滚轮式锚块506有主动上下运动的能力，当反洗液的压力较大时，可启动微型电机501保证整个装置稳定向下移动。
本发明中还设置了刷轮514，电机轴503带动摩擦轮508转动，摩擦轮508通过摩擦带动摩擦板511转动，摩擦板511通过万向节二传递给刷轮514，刷轮514上的刷毛515可对油管2的内壁进行进一步清洗，可有效的将钻头7切削下有重新附着在油管2内壁的少量污渍洗刷掉，不仅使得本申请装置除垢效果更好，还能将滚轮式锚块506后续行进轨迹完成清洗，避免滚轮式锚块506与油管2内壁接触处仍然存在污渍导致打滑的现象出现，同时可通过调节伸缩电机510使得摩擦板511与不同位置的摩擦轮508接触，从而使得摩擦板511转速发生变化，对污渍较多的地方产生更好的清除效果。
本发明中还设置有金属弹簧15部分组件，当驱动电机6带动上柱8、下柱9以及钻头7转动时，上柱8内的线圈11切割管套10的磁感线而产生电流，且此处由于没有换向器的存在，故而产生的电流方向始终变化，属于交流电，在内导电片13和外导电片14的连接效果下，金属弹簧15接入交流电，而在交流电的作用下，金属弹簧15不断收缩、伸长，从而使得与下柱9固定连接的钻头7不断的上下抖动，可更加有效的去除油管2内的顽固污渍。
尽管本文较多地使用了电缆、油管、套管等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (2)
1.一种水井管柱除垢装置，包括电缆(1)，其特征在于，电缆(1)的下部固定连接有加重管(4)，所述加重管(4)的下部固定连接有防转装置(5)，所述防转装置(5)的下端固定连接有驱动电机(6)，所述驱动电机(6)的下端设置有钻头(7)；所述防转装置(5)包括防转本体(501)，所述防转本体(501)的侧壁设置有多个滚轮式锚块(506)，所述滚轮式锚块(506)轴心处固定连接有锚块轴(517)，所述锚块轴(517)的侧壁相抵有片簧(518)，所述锚块轴(517)沿其轴向相抵有固定块(516)，所述锚块轴(517)贯穿固定块(516)且与其转动连接；
所述防转本体(501)的上壁固定连接有微型电机(502)，所述微型电机(502)的输出端固定连接有电机轴(503)，所述电机轴(503)上固定连接有至少两个第一锥齿轮(504)，所述第一锥齿轮(504)啮合有多个第二锥齿轮(505)，所述第二锥齿轮(505)的中轴连接有万向节一(507)，所述万向节一(507)与对应位置的滚轮式锚块(506)连接；
所述电机轴(503)的下端滑动套接有定位块(509)，所述定位块(509)上固定连接有多个连杆(512)，所述连杆(512)与防转本体(501)的内壁固定连接，所述电机轴(503)的底部固定连接有一个水平设置的摩擦轮(508)，所述摩擦轮(508)上相抵有多个摩擦板(511)，所述摩擦板(511)的轴心处固定连接有万向节二，与所述摩擦板(511)连接的万向节二连接有刷轮(514)；
所述定位块(509)的侧壁固定连接有与刷轮(514)等数量的伸缩电机(510)，所述伸缩电机(510)的输出端与摩擦板(511)固定连接，所述刷轮(514)的外圈胶合有一层刷毛(515)，所述刷毛(515)的外圈直径等于滚轮式锚块(506)的直径；
所述驱动电机(6)的输出端固定连接有上柱(8)，所述上柱(8)的下端滑动套接有下柱(9)，所述下柱(9)的下端与钻头(7)固定连接,所述下柱(9)的中部开设有让位腔(12)，所述上柱(8)的下端设置为与让位腔(12)间隙配合的凸起，所述上柱(8)的最大直径等于下柱(9)的最大直径，所述让位腔(12)内固定连接有金属弹簧(15)，所述金属弹簧(15)的上端与上柱(8)固定连接，所述金属弹簧(15)的下端与下柱(9)固定连接；
所述上柱(8)内固定嵌设有线圈(11)，所述线圈(11)的一端连接有内导电片(13)，所述线圈(11)的另一端连接在金属弹簧(15)的上端，所述金属弹簧(15)远离线圈(11)的一端连接在外导电片(14)上，所述内导电片(13)嵌设在上柱(8)凸起部的侧壁，所述外导电片(14)嵌设在让位腔(12)的内壁。
2.根据权利要求1所述的一种水井管柱除垢装置，其特征在于，所述驱动电机(6)的外壳固定连接有管套(10)，所述管套(10)由两个截面为半圆的弧形板拼接而成，所述管套(10)的两个弧形板均使用永磁体制成，且两个所述永磁体异极相对。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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