CN208518631U - 一种转速可控的旋流冲洗工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种转速可控的旋流冲洗工具，属井下冲洗工具技术领域。该转速可控的旋流冲洗工具由外壳、上接头、下接头、旋转芯轴、装配内套、扶正轴承、涡轮和冲洗喷头构成；外壳的一端螺纹连接有上接头，外壳的另一端通过橡胶密封圈和端盖活动装有下接头；下接头一端螺纹连接有冲洗喷头；外壳内装有装配内套；装配内套内通过扶正轴承和涡轮装有旋转芯轴；旋转芯轴的一端与冲洗喷头和下接头固定连接；该转速可控的旋流冲洗工具，结构简单、设计巧妙，解决了现有冲洗工具存有的速度控制范围小、需要经常改造使其可控的速度范围与各油气井的要求相匹配导致的工序复杂和劳动强度大的问题，满足了企业生产使用的需要。

Description

一种转速可控的旋流冲洗工具

技术领域

本实用新型涉及一种转速可控的旋流冲洗工具，属井下冲洗工具技术领域。

背景技术

随着石油、天然气的深入开发，部分油井出砂日益严重，如不对其进行及时处理，很容易出现砂堵、油层砂埋、油管结垢以及抽油泵砂卡等现象。因此，必须适时利用冲洗工具进行洗井除砂作业，以减少油气的流动阻力，提高开采效率。传统的的冲洗工具存有，喷头转速无法控制，喷头旋转过快时会造成冲洗液流体雾化，清洗效果变差的问题；为解决这一问题，目前市面上出现了一种速度可控的冲洗工具，能够很好的解决传统冲洗工具存有的上述问题。但该冲洗工具存有速度控制范围小的问题，为了达到良好的清洗效果和节能效果，冲洗工具冲洗不同型号、不同井况的油井时的最佳转速也各不相同；因此经常需要对冲洗工具进行改造使其可控的速度范围与各油气井的要求相匹配，才能满足企业生产使用的需要，存有工序复杂和劳动强度大的问题；因此有必要研发一种转速可控的冲洗工具，以解决现有冲洗工具存有的上述问题。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种结构简单、性能稳定，以解决现有冲洗工具存有的速度控制范围小、需要经常改造导致的工序复杂和劳动强度大问题的转速可控的旋流冲洗工具。

本实用新型的技术方案是：

一种转速可控的旋流冲洗工具，它由外壳、上接头、下接头、旋转芯轴、装配内套、扶正轴承、涡轮和冲洗喷头构成；其特征在于：外壳的一端螺纹连接有上接头，外壳的另一端通过橡胶密封圈和端盖活动装有下接头；下接头一端螺纹连接有冲洗喷头；外壳内装有装配内套；装配内套内通过扶正轴承和涡轮装有旋转芯轴；旋转芯轴的一端与冲洗喷头和下接头固定连接；装配内套的一端对称状装有电缆接收器A和电缆接收器B；装配内套另一端与外壳之间的环空内装有铁芯；铁芯的圆周面上径向缠绕有导电线圈；导电线圈的一端穿过装配内套进入到电缆接收器A的内部；导电线圈的另一端穿过装配内套进入到电缆接收器B的内部；电缆接收器B内的导电线圈穿过装配内套后进入到电缆接收器A的内部，进入电缆接收器A的导电线圈两端端头通过外壳上设置的线圈进出口延伸至外端。

所述的装配内套的圆周面呈阶梯型；装配内套的一端通过紧固销钉与外壳固定连接；装配内套的圆周面上设置有分隔翼缘；分隔翼缘一侧的装配内套与外壳之间的环空内装有铁芯；分隔翼缘另一侧的装配内套的圆周面上对称状设置有线圈导槽；铁芯上缠绕的导电线圈两端分别通过线圈导槽进入到电缆接收器A的内部和电缆接收器B的内部；电缆接收器A和电缆接收器B之间的装配内套的圆周面上设置有径向环孔，电缆接收器B内的导电线圈通过径向环孔进入到电缆接收器A的内部。

所述的电缆接收器A和电缆接收器B均由引线套、密封外套和密封内套构成；密封外套的一端固装有引线套；密封外套的另一端内部固定套装有密封内套；密封内套和密封外套的圆周面上相互对应的设置有径向连接孔；各径向连接孔均与装配内套的径向环孔连通。

所述的旋转芯轴由分流头、芯轴本体、切割线圈和金属导杆构成，芯轴本体为阶梯轴，芯轴本体的一端通过接头体装有分流头；分流头一侧的接头体内固装有金属导杆；芯轴本体的另一端与下接头和冲洗喷头固定连接；芯轴本体的另一端圆周上均匀设置有多个流通孔；各流通孔与冲洗喷头连通；芯轴本体的粗端部分均匀设置有多个T形绕线槽；切割线圈通过各T形绕线槽横向绕接在芯轴本体上；切割线圈的两端端头分别通过芯轴本体上设置的连通孔与金属导杆的两端连接。

所述的T形绕线槽与铁芯相对应。

所述的分流头呈锥形体。

所述的冲洗喷头由喷头体、旋流喷嘴、前向喷嘴和导流管构成；下接头一端螺纹连接有喷头体；喷头体的末端呈锥形结构；喷头体的圆周面上均布有多个旋流喷嘴；喷头体的一端固装有前向喷嘴；喷头体内部设置有导流管；导流管的一端与芯轴本体固定连接；导流管的另一端与前向喷嘴卡接连接且呈连通状态。

所述的导流管呈一体结构；导流管的圆周面上均布有多个旋流支管；各旋流支管呈弯弧形设置，各旋流支管的弯弧角度和方向相同。

所述的旋流喷嘴由喷嘴体、挡环和旋流叶轮构成；喷头体的圆周面上固装有喷嘴体；喷嘴体的内部通过挡环固装有旋流叶轮；旋流叶轮的一端呈圆弧状；旋流叶轮的圆周上呈螺旋状均布有多个旋流叶片。

本实用新型的优点在于：

该转速可控的旋流冲洗工具，结构简单、设计巧妙，通过改变导电线圈电流的大小和改变涡轮排量的方式达到控制冲洗喷头转速的目的，解决了现有冲洗工具存有的速度控制范围小、需要经常改造导致的工序复杂和劳动强度大的问题，满足了企业生产使用的需要。

附图说明

图1为本实用新型的主视结构示意图；

图2为本实用新型的装配内套的结构示意图；

图3为图1中A-A向的结构示意图；

图4为图1中B-B向的结构示意图；

图5为图1中C-C向的结构示意图；

图6为图1中D-D向的结构示意图；

图7为图1中E-E向的结构示意图；

图8为图1中F-F向的结构示意图；

图9为图2中G-G向的结构示意图；

图10为本实用新型的电缆接收器的结构示意图；

图11为本实用新型的密封内套的结构示意图；

图12为本实用新型的分流头的结构示意图；

图13为本实用新型的冲洗喷头的结构示意图；

图14为图13中H处的放大结构示意图；

图15为本实用新型的旋流叶片的结构示意图。

图中：1、外壳，2、上接头，3、下接头，4、装配内套，5、扶正轴承，6、涡轮，7、分流头，8、冲洗喷头，9、电缆接收器A，10、电缆接收器B，11、铁芯，12、导电线圈，13、分隔翼缘，14、线圈进出口，15、线圈导槽，16、径向环孔，17、紧固销钉，18、引线套，19、密封外套，20、密封内套，21、径向连接孔，22、芯轴本体，23、切割线圈，24、金属导杆，25、接头体，26、流通孔，27、T形绕线槽，28、喷头体，29、旋流喷嘴，30、前向喷嘴,31、导流管,32、旋流支管，33、喷嘴体，34、挡环，35、旋流叶轮，36、旋流叶片。

具体实施方式

该转速可控的旋流冲洗工具由外壳1、上接头2、下接头3、旋转芯轴、装配内套4、扶正轴承5、涡轮6和冲洗喷头8构成；外壳1的一端螺纹连接有上接头2，外壳1的另一端通过橡胶密封圈9和端盖10活动装有下接头3；下接头3受力时可在端盖10内自由旋转。

设置橡胶密封圈9的目的在于：以通过橡胶密封圈9将下接头3与端盖10之间密封；进而防止冲洗液从下接头3与端盖10之间流出，发生泄漏的问题。

下接头3一端螺纹连接有冲洗喷头8；冲洗喷头8由喷头体28、旋流喷嘴29、前向喷嘴30和导流管31构成（参见说明书附图13）。

下接头3一端螺纹连接有喷头体28；下接头3转动时可带动喷头体28一起转动，工作时由于下接头3带动喷头体28的转动方向是恒定的，喷头体28与下接头3的拧紧方向与下接头3带动喷头体28转动的受力方向是一致的，如此即可避免下接头3带动喷头体28转动过程中发生松脱的问题。

喷头体28的末端呈锥形结构；如此设置时即可减少喷头体28前行的阻力，进而进一步降低能耗。

喷头体28的圆周面上均布有多个旋流喷嘴29；旋流喷嘴29由喷嘴体33、挡环34和旋流叶轮35构成（参见说明书附图14）；喷头体28的圆周面上固装有喷嘴体33；喷嘴体33的内部通过挡环34固装有旋流叶轮35；旋流叶轮35的一端呈圆弧状；旋流叶轮35的圆周上呈螺旋状均布有多个旋流叶片36（参见说明书附图15）。如此设置旋流喷嘴29的目的在于：以使进入旋流喷嘴29的冲洗液在旋流叶轮35的引导下喷出的过程中，螺旋状设置的旋流叶片36能够促使冲洗液形成旋流，如此即可进一步加强冲洗液的旋流力度，从而达到增强该冲洗工具清洗效果的目的。

喷头体28的一端固装有前向喷嘴30；前向喷嘴30的内孔为锥形孔，如此设置前向喷嘴30的目的在于：以通过前向喷嘴30内孔的锥形孔，对进入前向喷嘴30的冲洗液进一步加压，以使该冲洗工具取得更好的冲洗效果。

前向喷嘴30的内孔内且呈螺旋状设置有多个旋流棱（说明书附图中未示）。将前向喷嘴30如此设置的目的在于：以使冲洗液带有一定的压力从前向喷嘴30喷出时，转动的前向喷嘴30能够通过旋流棱驱动冲洗液流形成旋流。

喷头体28内部设置有导流管31；导流管31呈一体结构；导流管31的圆周面上均布有多个旋流支管32；各旋流支管32呈弯弧形设置，各旋流支管32的弯弧角度和方向相同。如此设置导流管31的目的在于：以使进入导流管31的冲洗液，通过旋流支管32喷出进入到喷头体28内部时，冲洗液是沿着旋流支管32的弯弧度喷出，且在导流管31的转动作用，冲洗液带有一定的离心力喷出；如此即可使进入喷头体28内部的冲洗液呈旋流状态。

导流管31的一端与芯轴本体22固定连接（螺纹连接、焊接连接均可）；导流管31的另一端与前向喷嘴30卡接连接且呈连通状态。

外壳1内装有装配内套4（参见说明书附图2），装配内套4的圆周面呈阶梯型；装配内套4的一端通过紧固销钉17与外壳1固定连接（参见说明书附图4）。

装配内套4的圆周面上设置有分隔翼缘13；分隔翼缘13一侧的装配内套4与外壳1之间的环空内装有铁芯11；铁芯11的圆周面上径向缠绕有导电线圈12；当导电线圈12通电时在铁芯11的配合下可使装配内套4内形成磁场，当流经导电线圈12的电流越强时，装配内套4内的磁场越强，反之越弱。

分隔翼缘13另一侧的装配内套4内对称状卡装有电缆接收器A9和电缆接收器B10。

电缆接收器A9和电缆接收器B10均由引线套18、密封外套19和密封内套20构成（参见说明书附图10）。

密封外套19的一端固装有引线套18；密封外套19的另一端内部固定套装有密封内套20；密封内套20和密封外套19的圆周面上相互对应的设置有径向连接孔21；各径向连接孔21均与装配内套4的径向环孔16连通。密封外套19与装配内套4和外壳1贴合密封连接，以避免杂质通过密封外套19与装配内套4和外壳1之间缝隙进入到该冲洗工具的内部。引线套18的孔径与导电线圈12的外径相对应；如此即可避免导电线圈12与引线套18内孔间歇过大时，发生杂质进入的问题。

电缆接收器A9和电缆接收器B10与分隔翼缘13之间的装配内套4圆周面上对称状设置有线圈导槽15（参见说明书附图8和9）。电缆接收器A9和电缆接收器B10之间的装配内套4的圆周面上设置有径向环孔16（参见说明书附图3）。

铁芯11上缠绕的导电线圈12的一端通过线圈导槽15穿过装配内套4后，经电缆接收器A9的引线套18后进入到密封内套20的内部（参见说明书附图2）；导电线圈12的另一端通过线圈导槽15穿过装配内套4后经电缆接收器B10的引线套18后进入到密封内套20的内部。

进入电缆接收器B10的密封内套20内的导电线圈12通过径向环孔16和径向连接孔21后，进入到电缆接收器A9的密封内套20内部；进入电缆接收器A9的导电线圈12两端端头通过外壳1上设置的线圈进出口14延伸至外端。延伸至外端的导电线圈12的两端端头与外界的电缆连接。

装配内套4内通过扶正轴承5和涡轮6装有旋转芯轴（参见说明书附图1）；旋转芯轴由分流头7、芯轴本体22、切割线圈23和金属导杆24构成，芯轴本体22为阶梯轴，芯轴本体22的一端通过接头体25装有分流头7；分流头7呈锥形体（参见说明书附图12），将分流头7如此设置的目的在于：以使冲洗液进入上接头2后，能够沿着分流头7的锥面均匀分散，并从涡轮6内均匀流过；进而避免了分流头7端面呈其它形状时发生分散不均的问题。

分流头7一侧的接头体25内固装有金属导杆24（参见说明书附图12）；芯轴本体22的另一端与下接头3和冲洗喷头8固定连接；芯轴本体22的另一端圆周上均匀设置有多个流通孔26；各流通孔26与冲洗喷头8的导流管31连通。

芯轴本体22的粗端部分均匀设置有多个T形绕线槽27（参见说明书附图5）；T形绕线槽27与铁芯11相对应。如此即可使T形绕线槽27内部缠绕的切割线圈23，位于铁芯11的内部，进而使工作时，转动的切割线圈23能够切割铁芯11内部磁场的磁力线。

切割线圈23通过各T形绕线槽27横向绕接在芯轴本体22上；切割线圈23的两端端头分别通过芯轴本体22上设置的连通孔与金属导杆24的两端连接。如此在金属导杆24的作用下，切割线圈23形成了一个闭合的回路，当其随芯轴本体22转动过程中，切割线圈23会切割装配内套4内的磁力线，如此即可产生阻碍芯轴本体22转动的扭矩。当装配内套4内的磁场越强时，切割线圈23切割磁力线产生的阻碍扭矩就越大，芯轴本体22的转速将随之降低；反之芯轴本体22的转速将升高。而装配内套4内的磁场大小可通过调节导电线圈12的电流的大小进行控制，如此即可达到通过调控导电线圈12电流大小的手段达到控制芯轴本体22转速的目的。

该转速可控的旋流冲洗工具工作时，首先通过上接头2将该冲洗工具连接在连续油管管串上，随后通过连续油管管串将其下放到井底。

而后通过连续油管管串向该冲洗工具泵入高压冲洗液；冲洗液进入上接头2后，沿着分流头7的锥面均匀分散到芯轴本体22与装配内套4之间的环空内，并冲击涡轮6使其带动芯轴本体22转动，芯轴本体22转动过程中带动导流管31、下接头3和喷头体28同步转动。

在这一过程中，冲洗液穿过涡轮6后，经流通孔26进入到导流管31的内部；进入导流管31内部的一部分冲洗液经前向喷嘴30呈旋流状喷出对管井进行清洗；与此同时另一部分冲洗液通过旋流支管32喷入喷头体28内部；进入喷头体28内部的冲洗液经旋流喷嘴29呈旋流状喷出对管井的管壁进行清洗。

在该冲洗工具工作过程中，由于旋流效果对转速要求较高，只有在一定转速范围旋流冲洗效果才更好，不同型号油井对冲洗工具的转速要求不同。为了达到最佳的清洗效果和节能效果，该冲洗工具在不同型号油井的最佳转速也不同。

当该冲洗工具的需要降低芯轴本体22转速时，加大流经导电线圈12的电流强度，从而使装配内套4内形成磁场强度加强；此时切割线圈23切割磁力线产生的阻碍扭矩就越大，芯轴本体22的转速随之降低；与此同时也可通过降低冲洗液流速的方式配合降低芯轴本体22的转速，由于降低冲洗液流速的方式存有操控不准确的问题因此只能作为辅助手段使用。当该冲洗工具的需要升高芯轴本体22转速时，降低流经导电线圈12的电流强度或升高冲洗液流速增大涡轮排量即可。

该转速可控的旋流冲洗工具，结构简单、设计巧妙，解决了现有冲洗工具存有的速度控制范围小、需要经常改造导致的工序复杂和劳动强度大的问题，满足了企业生产使用的需要。

Claims (9)

1.一种转速可控的旋流冲洗工具，它由外壳（1）、上接头（2）、下接头（3）、旋转芯轴、装配内套（4）、扶正轴承（5）、涡轮（6）和冲洗喷头（8）构成；其特征在于：外壳（1）的一端螺纹连接有上接头（2），外壳（1）的另一端通过橡胶密封圈和端盖活动装有下接头（3）；下接头（3）一端螺纹连接有冲洗喷头（8）；外壳（1）内装有装配内套（4）；装配内套（4）内通过扶正轴承（5）和涡轮（6）装有旋转芯轴；旋转芯轴的一端与冲洗喷头（8）和下接头（3）固定连接；装配内套（4）的一端对称状装有电缆接收器A（9）和电缆接收器B（10）；装配内套（4）另一端与外壳（1）之间的环空内装有铁芯（11）；铁芯（11）的圆周面上径向缠绕有导电线圈（12）；导电线圈（12）的一端穿过装配内套（4）进入到电缆接收器A（9）的内部；导电线圈（12）的另一端穿过装配内套（4）进入到电缆接收器B（10）的内部；电缆接收器B（10）内的导电线圈（12）穿过装配内套（4）后进入到电缆接收器A（9）的内部，进入电缆接收器A（9）的导电线圈（12）两端端头通过外壳（1）上设置的线圈进出口（14）延伸至外端。

2.根据权利要求1所述的一种转速可控的旋流冲洗工具，其特征在于：所述的装配内套（4）的圆周面呈阶梯型；装配内套（4）的一端通过紧固销钉（17）与外壳（1）固定连接；装配内套（4）的圆周面上设置有分隔翼缘（13）；分隔翼缘（13）一侧的装配内套（4）与外壳（1）之间的环空内装有铁芯（11）；分隔翼缘（13）另一侧的装配内套（4）的圆周面上对称状设置有线圈导槽（15）；铁芯（11）上缠绕的导电线圈（12）两端分别通过线圈导槽（15）进入到电缆接收器A（9）的内部和电缆接收器B（10）的内部；电缆接收器A（9）和电缆接收器B（10）之间的装配内套（4）的圆周面上设置有径向环孔（16），电缆接收器B（10）内的导电线圈（12）通过径向环孔（16）进入到电缆接收器A（9）的内部。

3.根据权利要求2所述的一种转速可控的旋流冲洗工具，其特征在于：所述的电缆接收器A（9）和电缆接收器B（10）均由引线套（18）、密封外套（19）和密封内套（20）构成；密封外套（19）的一端固装有引线套（18）；密封外套（19）的另一端内部固定套装有密封内套（20）；密封内套（20）和密封外套（19）的圆周面上相互对应的设置有径向连接孔（21）；各径向连接孔（21）均与装配内套（4）的径向环孔（16）连通。

4.根据权利要求3所述的一种转速可控的旋流冲洗工具，其特征在于：所述的旋转芯轴由分流头（7）、芯轴本体（22）、切割线圈（23）和金属导杆（24）构成，芯轴本体（22）为阶梯轴，芯轴本体（22）的一端通过接头体（25）装有分流头（7）；分流头（7）一侧的接头体（25）内固装有金属导杆（24）；芯轴本体（22）的另一端与下接头（3）和冲洗喷头（8）固定连接；芯轴本体（22）的另一端圆周上均匀设置有多个流通孔（26）；各流通孔（26）与冲洗喷头（8）连通；芯轴本体（22）的粗端部分均匀设置有多个T形绕线槽（27）；切割线圈（23）通过各T形绕线槽（27）横向绕接在芯轴本体（22）上；切割线圈（23）的两端端头分别通过芯轴本体（22）上设置的连通孔与金属导杆（24）的两端连接。

5.根据权利要求4所述的一种转速可控的旋流冲洗工具，其特征在于：所述的T形绕线槽（27）与铁芯（11）相对应。

6.根据权利要求4所述的一种转速可控的旋流冲洗工具，其特征在于：所述的分流头（7）呈锥形体。

7.根据权利要求4所述的一种转速可控的旋流冲洗工具，其特征在于：所述的冲洗喷头（8）由喷头体（28）、旋流喷嘴（29）、前向喷嘴（30）和导流管（31）构成；下接头（3）一端螺纹连接有喷头体（28）；喷头体（28）的末端呈锥形结构；喷头体（28）的圆周面上均布有多个旋流喷嘴（29）；喷头体（28）的一端固装有前向喷嘴（30）；喷头体（28）内部设置有导流管（31）；导流管（31）的一端与芯轴本体（22）固定连接；导流管（31）的另一端与前向喷嘴（30）卡接连接且呈连通状态。

8.根据权利要求7所述的一种转速可控的旋流冲洗工具，其特征在于：所述的导流管（31）呈一体结构；导流管（31）的圆周面上均布有多个旋流支管（32）；各旋流支管（32）呈弯弧形设置，各旋流支管（32）的弯弧角度和方向相同。

9.根据权利要求7所述的一种转速可控的旋流冲洗工具，其特征在于：所述的旋流喷嘴（29）由喷嘴体（33）、挡环（34）和旋流叶轮（35）构成；喷头体（28）的圆周面上固装有喷嘴体（33）；喷嘴体（33）的内部通过挡环（34）固装有旋流叶轮（35）；旋流叶轮（35）的一端呈圆弧状；旋流叶轮（35）的圆周上呈螺旋状均布有多个旋流叶片（36）。