CN209637727U - 可带压作业的清洁装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可带压作业的清洁装置，属于石油开采用清洁设备的技术领域。本实用新型包括油管清洁机构和抽油杆清洁机构，所述油管清洁机构包括三闸板防喷器、第一探测器、第一环形防喷器、万能闸板防喷器、第二探测器、第二环形防喷器和第一清洁器，所述第一清洁器为筒状，所述三闸板防喷器、第一探测器、第一环形防喷器、万能闸板防喷器、第二探测器、第二环形防喷器和第一清洁器从下到上依次连接，第二环形防喷器的上方设有第一溢流口，第一溢流口连通第二环形防喷器的内部和外界，所述第一溢流口处设有启闭阀门；所述第一清洁器的顶部还连接有油管自封器。可实现带压清洗油管和抽油杆的目的，降低消耗、保护环境。

Description

可带压作业的清洁装置

技术领域

本实用新型涉及石油开采用清洁设备的技术领域，尤其是涉及一种可带压作业的清洁装置。

背景技术

目前市场上，随着油田开发力度的增大和单井开采时间的增长，无论是对水井、油井还是气井的修井作业都是不可缺少的。井下修井作业分为两大类，常规井下修井作业和带压井下修井作业。对于没有压力的井可以进行常规井下修井作业即可；对于有压力的井来说修井有三种方式，一是放压后修井，二是利用压井液进行压井之后再修井，三是带压作业修井。放压修井的放压时间长，后期恢复产量时间也长；用压井液压井后再修井的缺点是压井液进入地层会对原有地层的稳定性有影响进而影响产量，而且压井液对井场周围环境污染大。而带压修井作业没有上述缺点，带压修井作业是在不放压、不压井的情况下进行修井作业，不会影响原有地层的稳定性，不会污染环境，作业周期短，后期恢复产量快。正是因为带压修井作业的以上诸多优点，所以带压修井作业技术得到飞速发展，并在各大油田得到普遍推广。

但是，随着环保意识的提高，国家对油田作业提出新的要求，那就是清洁作业，清洁作业要求保护作业环境，不允许提起的油管带有油污，防止污染井场环境。目前带压清洁作业设备还不成熟，因此很多都是利用注水井带压作业设备做油井带压清洁作业，由于油井比注水井油管中多出抽油杆，而且油井油管要比水井更脏，油管和抽油杆外壁附着的油、蜡等污染物会随着起出而被带到地面，清洁效果不佳，影响作业环境，难以满足环保的要求。目前的带压作业清洁设备采用油管接箍强行通过环形防喷器的方式被拔出，这种方式对环形胶芯的损伤很大，所以环形胶芯的寿命很短，并且有时环形防喷器封不住压力较高的井，所以不适用压力较高的井，不实用且不环保。

发明内容

本实用新型提供一种可带压作业的清洁装置，其通用性好、安全性高，可实现油井带压作业，既对抽油杆也可对油管进行清洁，又可以满足国家制定的环保的要求。

以下为本实用新型的技术方案：

一种可带压作业的清洁装置，所述可带压作业的清洁装置包括油管清洁机构和抽油杆清洁机构，所述油管清洁机构包括三闸板防喷器、第一探测器、第一环形防喷器、万能闸板防喷器、第二探测器、第二环形防喷器和第一清洁器，所述第一清洁器为筒状，所述三闸板防喷器、第一探测器、第一环形防喷器、万能闸板防喷器、第二探测器、第二环形防喷器和第一清洁器的内径与油管顶端的油管悬挂器的外径相匹配、且从下到上依次连接，所述第二环形防喷器的上方设有第一溢流口，所述第一溢流口连通所述第二环形防喷器的内部和外界；所述第一清洁器的顶部还连接有油管自封器。

上述可带压作业的清洁装置，所述第一清洁器的顶端和底端均设有法兰盘，第一清洁器包括外筒、内筒和高压喷头，所述外筒与内筒之间为高压水腔，所述外筒的筒壁上设有进水口，所述内筒上设有连接孔，所述连接孔的侧壁设有螺纹，所述高压喷头的外壁也设有与所述连接孔的螺纹相匹配的螺纹，高压喷头螺接在所述连接孔中，所述高压喷头在内筒的筒壁上错位分布，高压喷头的输出端朝向内筒中，所述第二清洁器和所述第一清洁器的结构相同,尺寸不同。

上述可带压作业的清洁装置，所述抽油杆清洁机构包括双闸板防喷器、第三探测器、第三环形防喷器、第四探测器和第二清洁器；所述第二清洁器为筒状，所述双闸板防喷器、第三探测器、第三环形防喷器、第四探测器和第二清洁器的内径与抽油杆上的扶正器的尺寸相匹配、且从下到上依次连通，第二清洁器的顶部还连接有抽油杆自封器，所述第三环形防喷器上方侧壁上设有第二溢流口，所述第二溢流口连通所述第三环形防喷器内部和外界。

上述可带压作业的清洁装置，所述高压喷头呈螺旋状分布，高压喷头的喷孔为长孔。

上述可带压作业的清洁装置，还设有变径接头，所述变径接头底端的直径与第二环形防喷器的直径匹配并连接，变径接头顶端的直径与双闸板防喷器的直径相匹配并连接。

上述可带压作业的清洁装置，所述双闸板防喷器包括抽油杆卡瓦和抽油杆半封，所述三闸板防喷器包括油管卡瓦、油管半封和油管全封；所述油管自封器和抽油杆自封器内部均设有胶芯，所述胶芯为耐磨耐油橡胶材质。

与现有技术相比，本实用新型在起出抽油杆和油管的同时就可以进行清洗可实现带压清洗油管和抽油杆的目的，降低消耗、保护环境，在降低施工成本的同时又满足了国家制定的环保要求。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的侧视图；

图3是抽油杆清洁机构；

图4是油管清洁机构；

图5是第一清洁器的内部结构示意图；

图6是万能闸板防喷器的俯视意图；

图7是万能闸板防喷器的纵向剖视图。

附图中的标记表示：1. 三闸板防喷器；2.第一探测器；3.第一环形防喷器；4.万能闸板防喷器；41.壳体；42.闸板；43. 半环形板；44.半圆形片；45.闸板控制机构；5.第二探测器；6.第二环形防喷器；61.第一溢流口；7.变径接头；8.双闸板防喷器；9.第三探测器；10.第三环形防喷器；11.第四探测器；12.第二清洁器；13.抽油杆自封器；14.第一清洁器；141. 外筒；142. 内筒；143. 高压喷头；144. 进水口；15.油管自封器；16.抽油杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型。

参见图1、图2、图3和图4，本实用新型包括三闸板防喷器1、第一探测器2、第一环形防喷器3、万能闸板防喷器4、第二探测器5、第二环形防喷器6、第一清洁器14、油管自封器15、变径接头7、双闸板防喷器8、第三探测器9、第三环形防喷器10、第四探测器11、第二清洁器12、抽油杆自封器13；所述可带压作业的清洁装置整体分为两个大部分，一部分是油管清洁机构，另一部分是抽油杆清洁机构；油管清洁机构包括三闸板防喷器1、第一探测器2、第一环形防喷器3、万能闸板防喷器4、第二探测器5、第二环形防喷器6、第一清洁器14和油管自封器15，它们之间均通过螺栓组件进行装配。抽油杆清洁机构包括双闸板防喷器8、第三探测器9、第三环形防喷器10、第四探测器11、第二清洁器12和抽油杆自封器13，它们之间均通过螺栓组件进行装配。

如图6和图7所示，本文件中的万能闸板防喷器4包括筒状的壳体41、闸板42和闸板控制机构45，壳体41内设有两个半圆形的闸板42，每个闸板42包括金属的半环形板43和橡胶的半圆形片44，半环形板43和半圆形片44连接形成一个半圆形；闸板控制机构45连接在壳体41两侧，且闸板控制机构45的一端穿过同体侧壁分别与两个半圆形闸板42连接，闸板控制机构45控制两个闸板42闭合或打开。当万能闸板防喷器4内有抽油杆时，两个半圆形的闸板42闭合，橡胶的半圆形片44随抽油杆的外壁扭曲变形，此时万能闸板防喷器4可以起到半封的作用；当万能闸板防喷器4内没有抽油杆时，两个半圆形的闸板42闭合可以起到全封的作用。

所述变径接头7连接在第二环形防喷器6和双闸板防喷器8之间。

所述第一探测器2和第二探测器5的作用是在作业过程中监测油管接箍并发出油管接箍已到达此处的信号，第三探测器9和第四探测器11的作用是在作业过程中监测抽油杆上接箍或者扶正器并发出抽油杆接箍或者扶正器已到达此处的信号， 以便于配合其他机构进行工作从而控制相应部件的启闭，达到带压起下和清洗油管及抽油杆的目的。

所述三闸板防喷器1包括油管卡瓦、油管半封和一个全封；油管卡瓦用于在起下油管过程中固定油管，防止油管下落和上浮，油管半封则是带压过程中的一部分，用于封堵油管和油井套管之间的压力，全封则是在三闸板防喷器1中间没有油管的情况下关闭，起到封堵整个井的作用。

所述第一环形防喷器3和第二环形防喷器6内部都设有胶芯，该胶芯材质可以选用聚氨酯、丁晴橡胶、氢化丁晴橡胶以及其他橡胶材质，根据井况不同可选用不同材质的胶芯；第一环形防喷器3和第二环形防喷器6之间设有万能闸板防喷器4和第二探测器5即两个环形防喷器之间有一定的距离，利用这个距离可以倒换油管接箍，实现环形防喷器可以主动避让油管接箍，延长环形防喷器胶芯的寿命，减少更换胶芯的频率，从而提高带压作业的效率。

第一清洁器包括外筒、内筒和高压喷头，所述外筒与内筒之间为高压水腔，所述外筒的筒壁上设有进水口，所述内筒上设有连接孔，所述连接孔的侧壁设有螺纹，所述高压喷头的外壁也设有与所述连接孔的螺纹相匹配的螺纹，高压喷头螺接在所述连接孔中，所述高压喷头在内筒的筒壁上错位分布，高压喷头的输出端朝向内筒中，所述第二清洁器和所述第一清洁器的结构相同,尺寸不同。高压喷头分成若干组，具体喷头数量和分组情况可根据具体井况进行调整，外接水源优选为高压热水，高压喷头143的喷孔为长孔，这样每个高压喷头的喷孔喷出的高压水柱呈片状，可以增加高压水柱的切削力。其压力在0MPa到50MPa之间，可以根据具体井况调节水流压力，利用喷出的高压热水清洗油管外壁和抽油杆外壁。第三环形防喷器的上方侧壁设有第二溢流口，第二环形防喷器6上方侧壁也设有第一溢流口61，第一溢流口61和第二溢流口均用于导出上方清洗下来的脏物污水，防止污水回流到井里。

所述双闸板防喷器8包括抽油杆卡瓦和抽油杆半封，当上方的抽油杆需要被卸下时，卡瓦先固定接箍下方的抽油杆，防止抽油杆下落，然后卸下接箍上方的抽油杆，所述抽油杆半封则是带压过程中的一部分，用于封堵抽油杆和油管之间的压力。

所述油管自封器15和抽油杆自封器13内部都设有胶芯，该胶芯材质可以选用聚氨酯、丁晴橡胶、氢化丁晴橡胶以及其他橡胶材质，根据井况不同可选用不同材质的胶芯。因为在此之前的第一环形防喷器或第二环形防喷器已经封住压力了，此处几乎没有压力，因此油管自封器15和抽油杆自封器13的胶芯没有主动避让功能，在被拔出的过程中，油管接箍强行通过油管自封器15，抽油杆接箍和扶正器强行通过抽油杆自封器13。

作业时，起出的过程，需先起出抽油杆，再起出油管；安装的时候，现在油井中安装油管，之后再安装抽油杆。作业过程如下，

一．准备工作

A. 整个设备预先组装成分三组，三闸板防喷器1、第一探测器2、第一环形防喷器3、万能闸板防喷器4、第二探测器5、第二环形防喷器6依次通过法兰连接，并在连接处设有密封圈；第二组为变径接头7、双闸板防喷器8、第三探测器9、第三环形防喷器10、第四探测器11、第二清洁器12、抽油杆自封器13通过法兰连接，并在连接处设有密封圈；第三组为第一清洁器14和油管自封器15连接。

在油管顶端连接合适长度的短节，当第一组安装到油井口时，连接后的短节的顶端达到第一环形防喷器3和万能闸板防喷器4之间；

在抽油杆的顶部连接合适长度的短节，当第一组安装到油井口时，连接后的短节的顶端露出第二环形防喷器6顶部；

B.将第一组的三闸板防喷器1、第一探测器2、第一环形防喷器3、万能闸板防喷器4、第二探测器5、第二环形防喷器6依次连接，且为打开状态以形成敞开的通道，便于油管插入至本实用新型内部，然后将三闸板防喷器1的底部与油井口连接。此时，油管上方的短节的顶端位于第一环形防喷器3和万能闸板防喷器4之间；抽油杆顶端位于第二环形防喷器6上方。连接好油井口与三闸板防喷器1后，第一环形防喷器3闭合，以封闭油管和套管之间的压力。

然后继续在抽油杆顶端的短节上连接短节，使其能够在第一组和第二组连接之后，抽油杆上连接的短节能够能露出抽油杆自封器13；然后在安装第二环形防喷器6的顶端连接第二组，此时抽油杆上的短节顶端位于抽油杆自封器13外。

C、逐步设置各部分的初始状态

各部分初始状态如下：双闸板防喷器8打开，同时双闸板防喷器8的抽油杆卡瓦夹紧抽油杆外壁，第一探测器2、第一环形防喷器3、第二探测器5和第二环形防喷器6均为打开状态且停止工作，使第二探测器5和第二环形防喷器6共同形成通畅的的通道，以便于抽油杆顺利通过此通道；第三探测器9、第三环形防喷器10、第四探测器11、第二清洁器12和抽油杆自封器13工作，第三环形防喷器10闭合，用于封住抽油杆和油管之间的压力。

二、提升和清洗抽油杆，参照图1和图5，过程如下：

A.起抽油杆前第二组各构件的初始状态为：抽油杆接箍在抽油杆自封器上方，第三环形防喷器为闭合状态，双闸板半封和卡瓦处于闭合状态。

B.使用专用工具连接并提升抽油杆，此时双闸板防喷器8打开，第二清洗器工作，第二清洁器12的高压喷头清洗抽油杆外壁，清洗产生的污水通过第二溢流口排出。只有抽油杆在向上运动时，第二清洗器会喷出高压水进行清洗，抽油杆没有上提的动作时，第二清洗器不工作。

当抽油杆的接箍或者扶正器到达第三探测器9时，第三环形防喷器10打开，所述接箍或者扶正器通过第三环形防喷器10，到达第四探测器11时，第三环形防喷器10闭合，继续封闭油管和抽油杆之间的压力。

C.继续上提抽油杆，当抽油杆的接箍或扶正器完全被起出至抽油杆自封器13外时，关闭双闸板防喷器8的半封和卡瓦。

D.在确保双闸板防喷器的半封和卡瓦闭合后，开始用液压钳拆卸接箍上方的抽油杆，将上面的抽油杆取走。

E.循环以上步骤，直至完全起完抽油杆。

当抽油杆全部起出时，关闭万能闸板防喷器4，万能闸板防喷器4为全封，然后将变径接头7及以上的结构卸下，并在第二环形防喷器6上连接第一清洁器14和油管自封器15。

下抽油杆过程跟起抽油杆过程相反，第二清洗器在整个下抽油杆的过程中不工作。

三、起出和清洗油管，参看图4，过程如下：

A.设置各构件的初始状态：三闸板防喷器1的半封闭合，同时三闸板防喷器1的卡瓦夹住油管，防止油管下落或上浮，第一探测器2工作，第一环形防喷器3闭合，万能闸板防喷器4闭合，第二探测器5工作，第二环形防喷器6打开，油管的顶端处于第一环形防喷器3上方。

B.提升工具从油管自封器15上端进入油管清洁机构，提升工具带有封闭油管的部件，当提升工具下放至第二探测器5处，第二探测器5监测到提升工具到达并发出信号，闭合第二环形防喷器6，在确保第二环形防喷器6闭合后，万能闸板防喷器4打开。

C.提升工具继续下放，当提升工具下放至第一环形防喷器3处时，提升工具与该处的油管顶端的接箍连接，同时，提升工具的封管机构封住油管内的压力，确保连接完成后打开第二环形防喷器6、三闸板防喷器1的半封和卡瓦，开始向上提升油管。此时，第一清洁器开始工作，高压喷头冲洗油管外壁，清洗产生的污水通过第一溢流口61排出。整个过程，只有油管向上运动时，油管清洗器会喷出高压水进行清洗，油管没有向上运动时，第一清洗器不工作。

D.当下一个油管接箍到达第一油管探测器2时，第二环形防喷器6闭合，在确保第二环形防喷器闭合后，打开第一环形防喷器3，油管接箍通过第一环形防喷器3。

E.继续上提油管，当油管接箍到达第一环形防喷器3上方时，闭合第一环形防喷器3、三闸板防喷器1的半封和卡瓦，三闸板防喷器1的半封封住油管和油井套管之间的压力，卡瓦抱紧油管外壁。

F.在确保三闸板防喷器1的半封和卡瓦闭合后，通过旋转露在油管自封器15外的油管，上节油管和接箍会在第一环形防喷器3处被分开。因为油管是通过螺纹与接箍连接的，上面的油管会露在设备之外，利用液压钳转动油管即可卸开，上面的油管在与接箍分开后，继续上提油管。

G.当油管尾端上提至第二探测器5处时，万能闸板防喷器4关闭，然后打开第二环形防喷器6，继续上提油管直至整根油管被完全提出。

H. 最后一根油管的底端被第一探测器2探测到后，三闸板防喷器1的全封闭合，然后继续上提最后一根油管的底端直至完全提出并清洗完毕。

整个过程，只有油管向上运动时，油管清洗器会喷出高压水进行清洗，油管没有向上运动时，第一清洗器不工作。

下油管过程与起油管过程相反，第一清洗器在整个下油管的过程中不工作。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种可带压作业的清洁装置，其特征在于,所述可带压作业的清洁装置包括油管清洁机构和抽油杆清洁机构，所述油管清洁机构包括三闸板防喷器（1）、第一探测器（2）、第一环形防喷器（3）、万能闸板防喷器（4）、第二探测器（5）、第二环形防喷器（6）和第一清洁器（14），所述第一清洁器（14）为筒状，所述三闸板防喷器（1）、第一探测器（2）、第一环形防喷器（3）、万能闸板防喷器（4）、第二探测器（5）、第二环形防喷器（6）和第一清洁器（14）的内径与油管顶端的油管悬挂器的外径相匹配、且从下到上依次连接，所述第二环形防喷器（6）的上方设有第一溢流口（61），所述第一溢流口（61）连通所述第二环形防喷器（6）的内部和外界；所述第一清洁器（14）的顶部还连接有油管自封器（15）。

2.如权利要求1所述的可带压作业的清洁装置，其特征在于，所述第一清洁器（14）的顶端和底端均设有法兰盘，第一清洁器（14）包括外筒（141）、内筒（142）和高压喷头（143），所述外筒（141）与内筒（142）之间为高压水腔，所述外筒（141）的筒壁上设有进水口（144），所述内筒（142）上设有连接孔，所述连接孔的侧壁设有螺纹，所述高压喷头（143）的外壁也设有与所述连接孔的螺纹相匹配的螺纹，高压喷头（143）螺接在所述连接孔中，所述高压喷头（143）在内筒（142）的筒壁上错位分布，高压喷头（143）的输出端朝向内筒中。

3.如权利要求2所述的可带压作业的清洁装置，其特征在于，所述抽油杆清洁机构包括双闸板防喷器（8）、第三探测器（9）、第三环形防喷器（10）、第四探测器（11）和第二清洁器（12）；所述第二清洁器（12）为筒状，所述双闸板防喷器（8）、第三探测器（9）、第三环形防喷器（10）、第四探测器（11）和第二清洁器（12）的内径与抽油杆上的扶正器的尺寸相匹配、且从下到上依次连通，第二清洁器（12）的顶部还连接有抽油杆自封器（13），所述第三环形防喷器（10）上方侧壁上设有第二溢流口，所述第二溢流口连通所述第三环形防喷器（10）内部和外界，所述第二清洁器（12）和所述第一清洁器（14）的结构相同,尺寸不同。

4.如权利要求3所述的可带压作业的清洁装置，其特征在于，所述高压喷头（143）呈螺旋状分布，高压喷头（143）的喷孔为长孔。

5.如权利要求4所述的可带压作业的清洁装置，其特征在于，还设有变径接头（7），所述变径接头（7）底端的直径与第二环形防喷器（6）的直径匹配并连接，变径接头（7）顶端的直径与双闸板防喷器（8）的直径相匹配并连接。

6.如权利要求5所述的可带压作业的清洁装置，其特征在于，所述双闸板防喷器（8）包括抽油杆卡瓦和抽油杆半封，所述三闸板防喷器（1）包括油管卡瓦、油管半封和油管全封；所述油管自封器（15）和抽油杆自封器（13）内部均设有胶芯，所述胶芯为耐磨耐油橡胶材质。