CN207521338U - 井口钻具自动化清洗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种井口钻具自动化清洗装置，包括上下设置且留有间距的高压气环和高压水环；所述高压气环和高压水环通过连接限位单元连接限位；高压气环内侧设有若干高压干燥气喷嘴，且它们均与高压气环连通；高压水环内侧设有若干高压水喷嘴，且它们均与高压水环连通；高压气环的进气口处和高压水环的进水口处分别安装有高压水阀和高压干燥气阀。本实用新型所述的井口钻具自动化清洗装置，可实现起钻过程中对钻具外壁的自动清洗和快速吹干，有效减少起钻后钻井液对钻具的腐蚀，延长钻具的使用寿命。

Description

井口钻具自动化清洗装置

技术领域

本实用新型属于钻具清洗设备领域，尤其是涉及一种井口钻具自动化清洗装置。

背景技术

钻具外壁腐蚀主要发生在起钻后，未刮干净的泥浆在空气中形成泥浆膜并对钻具外壁造成腐蚀。在钻井施工过程中，由于钻井液有一定的粘度，起钻过程中附着在钻具上的钻井液很难去除，传统的做法是人工刮除或使用刮泥器，但这两种方法不是刮除不彻底就是有一定的安全隐患，为了解决起钻过程中的钻具清洁问题，我们研发了井口钻具自动清洁装置。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种井口钻具自动化清洗装置，以克服现有技术的缺陷，可实现起钻过程中对钻具外壁的自动清洗和快速吹干，有效减少起钻后钻井液对钻具的腐蚀，延长钻具的使用寿命。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

井口钻具自动化清洗装置，包括上下设置且留有间距的高压气环和高压水环；所述高压气环和高压水环一端通过连接限位单元连接限位，它们的另一端均可相对于连接限位单元所在部位打开和闭合；高压气环内侧设有若干高压干燥气喷嘴，且它们均与高压气环连通；高压水环内侧设有若干高压水喷嘴，且它们均与高压水环连通；高压气环的进气口处和高压水环的进水口处分别安装有高压水阀和高压干燥气阀。

进一步的，所述高压气环和高压水环平行设置，且两者同轴心。

进一步的，若干高压干燥气喷嘴均匀分布，且均朝向高压气环的轴心位置设置；若干高压水喷嘴均匀分布，且均朝向高压水环的轴心位置设置。高压干燥气喷嘴和高压水喷嘴的数量以气或水能够完全覆盖整个高压气环或高压水环面积为准，优选的，高压气环内侧的高压干燥气喷嘴的数量至少为12个，高压水环内侧高压水喷嘴的数量至少为12个。

进一步的，所述高压气环由对开的且各自独立封闭的第一半环和第二半环构成；高压水环由对开的且各自独立封闭的第三半环和第四半环构成；所述第一半环和第三半环的位置相对应，第二半环和第四半环的位置相对应；第一半环、第二半环、第三半环和第四半环的同一侧端部通过连接限位单元连接。

进一步的，第一半环和第二半环内侧均设有若干高压干燥气喷嘴，外侧均设有进气口，两个进气口处均安装有高压干燥气阀；第三半环和第四半环内侧均设有若干高压水喷嘴，外侧均设有进水口，两个进水口处均安装有高压水阀。第一半环和第二半环内侧的高压干燥器喷嘴数量均至少为6个，第四半环和第三半环内侧的高压水喷嘴数量均至少为6个。

进一步的，所述第一半环、第二半环、第三半环和第四半环的同一侧端部均设有连接部；所述连接限位单元插入各个连接部，且其上端和下端通过螺母紧固。

进一步的，所述连接限位单元为外形呈“中”字状的销轴；第一半环的连接部和第二半环的连接部套在连接限位单元的上端，并通过螺母紧固；第三半环的连接部和第四半环的连接部套在连接限位单元的下端，并通过螺母紧固。

进一步的，所述第一半环和第二半环位于连接限位单元两侧的相应位置上均设有高压气环开合支板；第三半环和第四半环位于连接限位单元两侧的相应位置上均设有高压水环开合支板；位于连接限位单元同侧的高压气环开合支板和高压水环开合支板位置相对应，且两者之间通过开合支板连接销连接。

相对于现有技术，本实用新型所述的井口钻具自动化清洗装置具有以下优势：

(1)采用高压气环和高压水环的上下双层结构设置形式，高压水流清洗后可通过高压气快速吹干，有效减少钻井液对钻具外壁的腐蚀。

(2)高压气环和高压水环均采用对开的对称弧形结构(半环结构)，能够根据不同钻具尺寸进行开合度调整。

(3)结构简单，可同现有气动卡盘配合使用，无需重复安装。

(4)可实现了起钻过程中安全高效的将钻具外壁泥浆清除干净且无需人工帮助，提高钻具的使用寿命，减少因钻具腐蚀失效导致的钻井事故

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的井口钻具自动化清洗装置的立体图；

图2为本实用新型实施例所述的井口钻具自动化清洗装置的俯视图；

图3为本实用新型实施例所述的井口钻具自动化清洗装置的侧视图；

图4为本实用新型实施例所述的井口钻具自动化清洗装置中第一半环的俯视图；

图5为本实用新型实施例所述的井口钻具自动化清洗装置中第一半环的右视图；

图6为本实用新型实施例所述的井口钻具自动化清洗装置中第二半环的俯视图；

图7为本实用新型实施例所述的井口钻具自动化清洗装置中第一半环的左视图；

图8为本实用新型实施例所述的井口钻具自动化清洗装置中销轴的主视图；

图9为本实用新型实施例所述的井口钻具自动化清洗装置中开合支板连接销的主视图；

图10为本实用新型实施例所述的井口钻具自动化清洗装置的使用时的简单侧视图；

图11为本实用新型实施例所述的井口钻具自动化清洗装置的使用时的部分简单俯视图。

附图标记说明：

1-高压水阀；2-高压干燥气阀；3-第三半环；4-高压水喷嘴；5-第一半环；6-第四半环；7-高压干燥气喷嘴；8-第二半环；9-高压气环开合支板；10-开合支板连接销；11-高压水环开合支板；12-螺母；13-连接限位单元；14-连接部；15-气动卡盘；16-双向伸缩液压缸；17-双向伸缩液压缸连杆；18-进气口；19-进水口；20-高压气环；21-高压水环。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1-9所示，井口钻具自动化清洗装置，包括上下设置且留有间距的高压气环20和高压水环21；所述高压气环20和高压水环21一端通过连接限位单元13连接限位，它们的另一端均可相对于连接限位单元13所在部位打开和闭合；高压气环20内侧设有16个高压干燥气喷嘴7，且它们均与高压气环20连通；高压水环21内侧设有16个高压水喷嘴4，且它们均与高压水环21连通；高压气环20的进气口18处和高压水环21的进水口19处分别安装有高压水阀1和高压干燥气阀2。

所述高压气环20和高压水环21平行设置，且两者同轴心。

16个高压干燥气喷嘴7均匀分布，且均朝向高压气环20的轴心位置设置；16个高压水喷嘴4均匀分布，且均朝向高压水环21的轴心位置设置。

所述高压气环20由对开的且各自独立封闭的第一半环5和第二半环8构成；高压水环21由对开的且各自独立封闭的第三半环3和第四半环6构成；所述第一半环5和第三半环3的位置相对应，第二半环8和第四半环6的位置相对应；第一半环5、第二半环8、第三半环3和第四半环6的同一侧端部通过连接限位单元13连接。第一半环5、第二半环8、第三半环3和第四半环6均为金属耐高压中空结构，金属优选不锈钢。

第一半环5和第二半环8内侧均设有8个高压干燥气喷嘴7，外侧均设有进气口18，两个进气口18处均安装有高压干燥气阀2；第三半环3和第四半环6内侧均设有8个高压水喷嘴4，外侧均设有进水口19，两个进水口19处均安装有高压水阀1。

所述第一半环5、第二半环8、第三半环3和第四半环6的同一侧端部均设有连接部14；所述连接限位单元13插入各个连接部，且其上端和下端通过螺母12紧固。第一半环5和第三半环3的连接部14相同，均为与第一半环5或第三半环3顶部和底部平齐的两个圆形板，该两个圆形板上设有与连接限位单元13连接的销孔；第二半环8和第四半环6的连接部14相同，均为一可插入第一半环5或第三半环3两个圆形板中间的连接块，连接块上设有与连接限位单元13连接的销孔。

所述连接限位单元13为外形呈“中”字状的销轴，中间粗的部分高度等于高压水环21和高压气环20之间的间距，高压水环21和高压气环20分别连接连接限位单元13的下端和上端较细的部分，由此第一半环5的连接部14和第二半环8的连接部14套在连接限位单元13的上端，并通过螺母12紧固；第三半环3的连接部14和第四半环6的连接部14套在连接限位单元13的下端，并通过螺母12紧固。

所述第一半环5和第二半环8位于连接限位单元13两侧的相应位置上均焊接有高压气环开合支板9；第三半环3和第四半环6位于连接限位单元13两侧的相应位置上均焊接有高压水环开合支板11；位于连接限位单元13同侧的高压气环开合支板9和高压水环开合支板11位置相对应，且为了实现第一半环5和第三半环3、第二半环8和第四半环6之间的同步动作，位于连接限位单元13同侧的高压气环开合支板9和高压水环开合支板11通过开合支板连接销10连接。

本实施例的工作过程为：

如图10和图11，使用时，将该清洗装置安装在气动卡盘15底部，可通过现有的动力装置，比如双向伸缩液压缸16连接连接限位单元13两侧分别用开合支板连接销10连接的高压气环开合板9和高压水环开合板11，根据不同钻具的尺寸，同步调节第一半环5/第二半环8、第三半环3/第四半环6开合的角度，以使第一半环5/第二半环8、第三半环3/第四半环6环绕在相应钻具的外围，进水口19连接高压水源，进气口18连接高压气源；当钻具起钻过程中，钻具向上运动，气动卡盘15自动打开，解除卡持状态；位于下层的高压水环20喷射出环形高压水流，对向上运动的钻具进行外壁除泥清洗；位于上层的高压气环21喷射出环形高压气体，将钻具外壁的水份在高压气体的吹扫下迅速消除。当钻具停止运动，气动卡盘15自动闭合，高压水流和高压气体停止喷射。

本实用新型使气动卡盘在原有单独卡持钻具功能的基础上，增加了高压清洗除泥装置，实现钻具卡持与除泥于一体的功能。高压清洗除泥装置由上下两组高压清洗环组成，每组清洗环分别有两个半圆形管路。管路一端使用紧固螺母和水气环连接销固定，可根据现场不同钻具的尺寸进行开合调整。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.井口钻具自动化清洗装置，其特征在于：包括上下设置且留有间距的高压气环(20)和高压水环(21)；所述高压气环(20)和高压水环(21)一端通过连接限位单元(13)连接限位，它们的另一端均可相对于连接限位单元(13)所在部位打开和闭合；高压气环(20)内侧设有若干高压干燥气喷嘴(7)，且它们均与高压气环(20)连通；高压水环(21)内侧设有若干高压水喷嘴(4)，且它们均与高压水环(21)连通；高压气环(20)的进气口(18)处和高压水环(21)的进水口(19)处分别安装有高压水阀(1)和高压干燥气阀(2)。

2.根据权利要求1所述的井口钻具自动化清洗装置，其特征在于：所述高压气环(20)和高压水环(21)平行设置，且两者同轴心。

3.根据权利要求2所述的井口钻具自动化清洗装置，其特征在于：若干高压干燥气喷嘴(7)均匀分布，且均朝向高压气环(20)的轴心位置设置；若干高压水喷嘴(4)均匀分布，且均朝向高压水环(21)的轴心位置设置。

4.根据权利要求1所述的井口钻具自动化清洗装置，其特征在于：所述高压气环(20)由对开的且各自独立封闭的第一半环(5)和第二半环(8)构成；高压水环(21)由对开的且各自独立封闭的第三半环(3)和第四半环(6)构成；所述第一半环(5)和第三半环(3)的位置相对应，第二半环(8)和第四半环(6)的位置相对应；第一半环(5)、第二半环(8)、第三半环(3)和第四半环(6)的同一侧端部通过所述连接限位单元(13)连接。

5.根据权利要求4所述的井口钻具自动化清洗装置，其特征在于：第一半环(5)和第二半环(8)内侧均设有若干高压干燥气喷嘴(7)，外侧均设有进气口(18)，两个进气口(18)处均安装有高压干燥气阀(2)；第三半环(3)和第四半环(6)内侧均设有若干高压水喷嘴(4)，外侧均设有进水口(19)，两个进水口(19)处均安装有高压水阀(1)。

6.根据权利要求4或5所述的井口钻具自动化清洗装置，其特征在于：所述第一半环(5)、第二半环(8)、第三半环(3)和第四半环(6)的同一侧端部均设有连接部(14)；所述连接限位单元(13)插入各个连接部，且其上端和下端通过螺母(12)紧固。

7.根据权利要求6所述的井口钻具自动化清洗装置，其特征在于：所述连接限位单元(13)为外形呈“中”字状的销轴；第一半环(5)的连接部(14)和第二半环(8)的连接部(14)套在连接限位单元(13)的上端，并通过螺母(12)紧固；第三半环(3)的连接部(14)和第四半环(6)的连接部(14)套在连接限位单元(13)的下端，并通过螺母(12)紧固。

8.根据权利要求7所述的井口钻具自动化清洗装置，其特征在于：所述第一半环(5)和第二半环(8)位于连接限位单元(13)两侧的相应位置上均设有高压气环开合支板(9)；第三半环(3)和第四半环(6)位于连接限位单元(13)两侧的相应位置上均设有高压水环开合支板(11)；位于连接限位单元(13)同侧的高压气环开合支板(9)和高压水环开合支板(11)位置相对应，且两者之间通过开合支板连接销(10)连接。