CN210730434U - 一种管具清理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管具清理装置，所述清理装置具有操作臂和转轴，所述操作臂上引入有能够向被清理管具喷射排出的压力介质，所述转轴的一端以可旋转方式装配在所述操作臂上、另一端延伸出所述操作臂并连接有能够对被清理管具进行擦拭清理的摩擦体。本实用新型将可排出压力介质（主要为水）而清洁被清理管具的操作臂，与可在操作臂上产生旋转而带动摩擦体擦拭被清理管具的转轴，有效地组合在一起，整体结构简单而紧凑，在对管具清理时具有携带方便、使用灵活、操作容易、作业高效、清理高质等特点，有利于降低管具的清理成本。

Description

一种管具清理装置

技术领域

本实用新型涉及工具的清理器械，具体是一种管类工具用的清理装置，其特别适宜油气井钻井（非特别强调外，下述钻井包括钻探）用的钻具清理维护。

背景技术

管具即管类工具，其是工业生产中的重要作业工具，例如油气井钻井用的钻具等。

油气井的钻井是根据钻孔的深度和孔径来配备组合不同规格的钻具而进行钻进的，特别是螺杆钻具。在钻具的钻井过后，需要对回收的钻具进行检修处理，而检修处理的首项任务是对钻具进行清洁整理，特别是陷入钻具螺纹结构内的污物（钻井过程中附着的地层水中有害元素、钻井液等，这些污物具有腐蚀作用）等。当然，加工完成的、待投入使用的钻具亦需要进行包括清洁整理在内的检修处理。

目前，对钻具的清理主要有两种作业方式。其一为人工分体操作的高压水枪冲洗+刷子擦拭，其存在作业效率低、工人劳动强度大、清理成本高、清理质量差等技术问题，很不实用；其二为采用机械设备对钻具进行相对自动化的清理，此种清理作业方式能够有效地解决人工作业方式所存在的技术问题，但是，现有清理钻具的机械设备具有体积大、组成结构复杂、不便于携带、灵活性差等技术问题，例如《石油机械》公开的“ZXJ型钻具清洗机的原理与结构设计”（2002年第30卷第3期，作者贾建贞等），其不能对相对零散分布的或小场地分布的钻具进行方便、高效、灵活的清理，清理成本高。

实用新型内容

本实用新型的技术目的在于：针对上述管具清理的必要性和现有清理器械的技术不足，提供一种结构紧凑、使用灵活且方便、清理高质且高效的管具清理装置。

本实用新型的技术目的通过下述技术方案实现：一种管具清理装置，所述清理装置具有操作臂和转轴，所述操作臂上引入有能够向被清理管具喷射排出的压力介质，所述转轴的一端以可旋转方式装配在所述操作臂上、另一端延伸出所述操作臂并连接有能够对被清理管具进行擦拭清理的摩擦体。

作为优选方案，所述操作臂上设有能够使引入的压力介质产生冲击流动而排出的压力做功腔，所述压力做功腔内排出的部分或全部的压力介质朝着被清理管具喷射排出，所述转轴的一端以叶轮结构通过至少一组轴承组件装配在所述操作臂上的压力做功腔内，所述转轴的旋转动作由所述操作臂上的压力做功腔内所引入的压力介质产生冲击而驱动实现。进一步的，所述压力做功腔以轴向盲孔结构开设在所述操作臂的大径端，所述压力做功腔对应装配其内的所述转轴上的叶轮的部位开设有引入通道，所述引入通道与压力源相连接，所述压力做功腔的口端连接有供所述转轴穿过、且封堵所述压力做功腔的端盖。再进一步的，所述端盖与转轴之间设置有密封圈。所述端盖上开设有至少一个排出通道，每一个排出通道上连接有可弯曲的柔性结构导出管；所述端盖上开设的排出通道若为多个时，这些排出通道沿着所述端盖的周向排布。更进一步的，所述导出管的尾端延伸至转轴上所连接的摩擦体处。所述导出管为金属结构。所述端盖上开设的排出通道为均匀排布的四个。

在转轴的旋转动作由操作臂上的压力做功腔内所引入压力介质驱动的技术方案基础上，作为更好的优选方案之一，所述操作臂的压力做功腔内沿着深度方向间距排布有前轴承座和后轴承座，所述前轴承座和后轴承座在所述压力做功腔内的排布位置对应于装配在所述压力做功腔内的转轴上的叶轮前侧和后侧，所述前轴承座与所述转轴上的叶轮前侧之间设置有前防水轴承，所述后轴承座与所述转轴上的叶轮后侧之间设置有后防水轴承。进一步的，所述前轴承座的轴向上开设有至少一个引向通道，所述前轴承座上的引向通道与压力做功腔口端所连接端盖上的排出通道相连通。再进一步的，所述前轴承座与所述压力做功腔口端所连接端盖之间具有轴向空间，由所述轴向空间将所述前轴承座上的引向通道与所述端盖上的排出通道相连通。

在转轴的旋转动作由操作臂上的压力做功腔内所引入压力介质驱动的技术方案基础上，作为更好的优选方案之一，所述转轴上的叶轮以销键和/或螺钉连接在所述转轴上，所述叶轮的外径小于压力做功腔的内径。

作为优选方案，所述摩擦体以可拆卸结构连接在所述转轴上。进一步的，所述转轴装配摩擦体的端部内侧部位具有径向凸起的、对摩擦体进行轴向限位的限位凸台，所述限位凸台外侧的、且与所述限位凸台保持间距的端部连接有螺母/螺帽，由限位凸台与螺母/螺帽的配合将所述摩擦体装配在所述转轴上。再进一步的，所述摩擦体为可变形的钢丝刷。

本实用新型的有益技术效果是：

1. 本实用新型将可排出压力介质（主要为水）而清洁被清理管具的操作臂，与可在操作臂上产生旋转而带动摩擦体擦拭被清理管具的转轴，有效地组合在一起，整体结构简单而紧凑，在对管具清理时具有携带方便、使用灵活、操作容易、作业高效、清理高质等特点，有利于降低管具的清理成本；

2. 本实用新型将转轴通过叶轮结构和对应的轴承组件装配在操作臂上的压力做功腔，其利用操作臂上所引入而排出的压力介质所产生的冲击流动来推动转轴在操作臂上旋转，免去了转轴周向旋转动作而需要增设的动力源，直接以可喷射清洁被清理管具的压力介质来驱动转轴在操作臂上产生旋转，旋转的转轴带动摩擦体擦拭被清理管具，压力介质的喷射清洁动作与摩擦体的擦拭清洁动作相辅相成，清理质量高，作业过程也很高效，而且此种组合装配结构更能简化、紧凑整体结构，明显能够增强携带的便利性、使用的灵活性和操作的容易性，实用、可靠；

3. 本实用新型压力做功腔在操作臂上的大径端排布结构，既保障了操作臂与转轴的可轴向装配性，又有利于手持操作；

4. 本实用新型压力做功腔上的引入通道和排出通道的设置结构，能够有效的确保压力介质在压力做功腔内的冲击流动对转轴的旋转产生可靠地驱动效果；而且，经导出管对压力介质的特定引导能使喷射出的压力介质有效地配合于转轴上的摩擦体；

5. 本实用新型压力做功腔内的前、后轴承座排布结构，能够使前、后轴承座通过对应的轴承对转轴形成良好的支撑作用，保障转轴与操作臂之间装配的稳定性；而且，前轴承座上开设出的引向通道能够使驱动转轴旋转后的压力介质有效的排入端盖上所连接的导出管内，以保障压力做功腔内的压力介质进、出通路畅通，同时能够在一定程度上增强压力介质排出压力做功腔时的流动压力，经导出管排出后对被清理管具的清洁效果好；

6. 本实用新型的前轴承座与端盖之间的轴向空间结构，既能够有效地保障前轴承座上的引向通道与端盖上的排出通道相连通，还能够有效地降低前轴承座和端盖之间相对位置的装配精度，即无需保障前轴承座上的引向通道和端盖上的排出通道形成轴向上的一一对应关系；

7. 本实用新型的摩擦体在转轴上的装配结构，有利于摩擦体根据被清理管具的尺寸、或者自身的磨损等因素而轻松的进行更换，以保障擦拭的清理效果。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图，图中可以看出如下主要技术特征：

-转轴的一端通过前、后两组轴承组件轴向装配在操作臂大径端的压力做功腔内，前、后两组轴承组件之间的转轴上连接有叶轮；

-操作臂上的压力做功腔对应叶轮的部位开设有引入通道，该引入通道上连接有导入管；同时，压力做功腔的端盖上开设有排出通道，排出通道上连接有导出管；

-前轴承组件上具有引向通道；前轴承组件与端盖之间具有轴向空间；

-导出管的尾端延伸至摩擦体处；

-摩擦体通过限位凸台和螺帽可拆卸的固定在转轴上。

图中代号含义：1—操作臂；2—导入管；3—端盖；4—摩擦体；5—螺帽；6—转轴；7—销键；8—后轴承座；9—沉头螺钉；10—叶轮；11—前防水轴承；12—前轴承座；13—引向通道；14—导出管；15—密封圈；16—压力做功腔；17—后防水轴承；18—轴向空间。

具体实施方式

本实用新型涉及工具的清理器械，具体是一种管具清理装置，其特别适宜油气井钻探用的钻具清理维护，下面以多个实施例对本实用新型的主体技术内容进行详细说明。其中，实施例1结合说明书附图-即图1对本实用新型的技术方案内容进行清楚、详细的阐释，其它实施例虽未单独绘制附图，但其主体结构仍可参照实施例1的附图。

在此需要特别说明的是，本实用新型的附图是示意性的，其为了清楚本实用新型的技术目的已经简化了不必要的细节，以避免模糊了本实用新型贡献于现有技术的技术方案。

实施例1

参见图1所示，本实用新型包括操作臂1和转轴6。

其中，操作臂1为轴向变径结构，其一端端部的直径大于另一端端部的直径。在操作臂1的大径端以轴向盲孔结构开设有压力做功腔16，在操作臂1的小径端以轴向盲孔结构开设有减重孔。

操作臂1上的压力做功腔16的深度方向中部位置处，在其壁部径向开设有引入通道，该引入通道上密封连接有导入管2，导入管2为可变形的柔性结构，导入管2的另一端与压力容器-例如高压水泵连接。此外，在压力做功腔16的口端外部以螺纹结构密封连接有端盖3，该端盖3能够将压力做功腔16的口部实现径向遮挡，但是，基于操作臂1与下述转轴6之间的轴向装配结构，要求在端盖3上预留有能够供下述转轴6穿过穿孔，在端盖3上的中心预留穿孔上套装有密封圈15。由前述结构可知，操作臂1上的压力做功腔16内需要通过导入管2引入高压水泵输送而来的水液，为了保证进入压力做功腔16内的水液能够按需做功并特定流动，在压力做功腔16口部区域所对应的端盖3上开设有四个排出通道，这四个排出通道沿着端盖3的周向均匀排布；每一个排出通道上密封连接有可弯曲的、柔性结构、金属结构成型的导出管14，由各导出管14将压力做功腔16内的水液引导排出至被清理管具的当前清洁位置，四个排出通道上所连接的四根导出管14能够有效的兼顾被清理管具的当前清洁位置四周。当然，前述各导出管14的尾端延伸位置需要与下述转轴6上所连接的摩擦体4相对应，通常是靠近摩擦体4处。

转轴6为直径小于操作臂1上的压力做功腔16内径的长杆结构。转轴6具有与操作臂1轴向组合的对接端部，在该对接端部上通过销键7和沉头螺钉9连接有叶轮10，该叶轮10用作承接进入压力做功腔16内的水力冲击力，因而要求叶轮10的外径小于压力做功腔16的内径，同时叶轮10的轴向长度也小于压力做功腔16的深度；叶轮10前、后两端处作为转轴6在操作臂1上轴向对接组合的装配颈部。转轴6的另一端以可拆卸结构连接有摩擦体4，具体的，转轴6装配摩擦体4的端部内侧部位具有径向凸起的、对摩擦体4进行轴向限位的限位凸台，限位凸台外侧的、且与限位凸台保持间距的端部连接有螺帽5（也可以是螺母，或者销钉等常规限位结构），由限位凸台与螺帽5的配合将摩擦体4装配在转轴6上；前述摩擦体4优选可变形的钢丝刷。

上述结构操作臂1的压力做功腔16内沿着深度方向间距排布有前轴承座12和后轴承座8，前轴承座12和后轴承座8分别处在压力做功腔16上的引入通道前、后两侧；前轴承座12与压力做功腔16口端所连接端盖3之间保持间距、形成轴向空间18，而前轴承座12的轴向上开设有多个引向通道13，这些引向通道13沿着前轴承座12的周向排布，由各引向通道13将前轴承座12和后轴承座8之间组成的空间与前轴承座12和端盖3之间组成的轴向空间18连通，从而由轴向空间18将前轴承座12上的引向通道13与端盖3上的排出通道相连通，这样能够避免前轴承座12对端盖3上的各排出通道的封堵，也能够降低前轴承座12与端盖3之间的装配精度要求，同时还能在排出压力做功腔16内水液时在一定程度上提高排出压力。上述结构的转轴6通过连接有水轮10的端部伸入操作臂1的压力做功腔16内，当然，转轴6需要轴向穿过压力做功腔16口端所连接的端盖3，基于端盖3中心预留穿孔上的密封圈15存在，端盖3与转轴6之间设置有密封圈15；压力做功腔16内的前轴承座12对应于转轴6上的叶轮10前端部位，压力做功腔16内的后轴承座8对应于转轴6上的叶轮10后端部位，即前轴承座12和后轴承座8在压力做功腔16内的排布位置对应于装配在压力做功腔16内的转轴6上的叶轮10前侧和后侧，前轴承座12与转轴6上的叶轮10前侧部位之间设置有前防水轴承11，后轴承座8与转轴6上的叶轮10后侧部位之间设置有后防水轴承17，以此使转轴6轴向组合连接在操作臂1上，转轴6上的叶轮10正对压力做功腔16上的引入通道。

本实用新型在用作对管类工具-例如钻具清理时，通过导入管2引入压力介质-通常为水液，压力介质进入压力做功腔16时产生冲击流动，冲击力作用在转轴6的叶轮10上，转轴6基于与操作臂1之间通过轴承之间的可旋转装配结构，从而实现周向旋转，周向旋转的转轴6带动了外端摩擦体4相对被清理钻具当前清理面的位移-形成擦拭现象，从而擦拭清洁被清理钻具的当前清理面；此外，驱动转轴6旋转之后的水液在压力作用下经前轴承座12上的引向通道、前轴承座12与端盖3之间的轴向空间18、以及对应导出管14而向外喷射排出，由于导出管14的尾端靠近转轴6上的摩擦体4，从而冲洗摩擦体4擦拭过的部位，形成擦拭+高压冲洗的清洁效果。当然，前述导出管14对被清理钻具上的喷射部位或者角度可以根据现场的作业需求而灵活调整，例如在用作钻具内侧清理时保证各导出管14四周均布即可，若在用作钻具外侧清理时则可以调整各导出管14的喷射角度对着钻具、也可以放弃部分导出管的喷射冲洗效果。

实施例2

本实施例的其它内容与实施例1相同，不同之处在于：端盖上的排出通道为周向均布的三个。

实施例3

本实施例的其它内容与实施例1或2相同，不同之处在于：压力做功腔内的前轴承座紧贴端盖排布，前轴承座上的引向通道数量和周向排布角度，对应于端盖上的排出通道数量和周向排布角度，当前轴承座和端盖组合在一起时，前轴承座上的各引向通道和端盖上的各排出通道呈一一对应关系。

实施例4

本实施例的其它内容与实施例1、2或3相同，不同之处在于：转轴上的叶轮与转轴为一体成型结构。

实施例5

本实施例的其它内容与实施例1、2、3或4相同，不同之处在于：转轴仅通过前、后轴承组件装配在操作臂上的压力做功腔内，压力做功腔保持其正常的引水、排水作用，不对转轴产生冲击驱动旋转作用，转轴的后端另行增设一台驱动其周向旋转的动力源即可，但此结构将会增加制造成本、增大产品重量，相较实施例1、2、3和4而言，实用性较差。

以上各实施例仅用以说明本实用新型，而非对其限制。尽管参照上述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述各实施例中的具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换（例如压力容器为空气压缩机，压力介质为压缩空气，若采用压缩空气作为压力介质则对被清理管具形成了擦拭+吹扫的效果，但显然不及擦拭+冲洗的效果，因而本实用新型的压力介质优选水液）；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型的精神和范围。

Claims (10)

1.一种管具清理装置，其特征在于：所述清理装置具有操作臂（1）和转轴（6），所述操作臂（1）上引入有能够向被清理管具喷射排出的压力介质，所述转轴（6）的一端以可旋转方式装配在所述操作臂（1）上、另一端延伸出所述操作臂（1）并连接有能够对被清理管具进行擦拭清理的摩擦体（4）。

2.根据权利要求1所述管具清理装置，其特征在于：所述操作臂（1）上设有能够使引入的压力介质产生冲击流动而排出的压力做功腔（16），所述压力做功腔（16）内排出的部分或全部的压力介质朝着被清理管具喷射排出，所述转轴（6）的一端以叶轮结构通过至少一组轴承组件装配在所述操作臂（1）上的压力做功腔（16）内，所述转轴（6）的旋转动作由所述操作臂（1）上的压力做功腔（16）内所引入的压力介质产生冲击而驱动实现。

3.根据权利要求2所述管具清理装置，其特征在于：所述压力做功腔（16）以轴向盲孔结构开设在所述操作臂（1）的大径端，所述压力做功腔（16）对应装配其内的所述转轴（6）上的叶轮（10）的部位开设有引入通道，所述引入通道与压力源相连接，所述压力做功腔（16）的口端连接有供所述转轴（6）穿过、且封堵所述压力做功腔（16）的端盖（3）。

4.根据权利要求3所述管具清理装置，其特征在于：所述端盖（3）上开设有至少一个排出通道，每一个排出通道上连接有可弯曲的柔性结构导出管（14）；所述端盖（3）上开设的排出通道若为多个时，这些排出通道沿着所述端盖（3）的周向排布。

5.根据权利要求4所述管具清理装置，其特征在于：所述导出管（14）的尾端延伸至转轴（6）上所连接的摩擦体（4）处。

6.根据权利要求2或3所述管具清理装置，其特征在于：所述操作臂（1）的压力做功腔（16）内沿着深度方向间距排布有前轴承座（12）和后轴承座（8），所述前轴承座（12）和后轴承座（8）在所述压力做功腔（16）内的排布位置对应于装配在所述压力做功腔（16）内的转轴（6）上的叶轮（10）前侧和后侧，所述前轴承座（12）与所述转轴（6）上的叶轮（10）前侧之间设置有前防水轴承（11），所述后轴承座（8）与所述转轴（6）上的叶轮（10）后侧之间设置有后防水轴承（17）。

7.根据权利要求6所述管具清理装置，其特征在于：所述前轴承座（12）的轴向上开设有至少一个引向通道（13），所述前轴承座（12）上的引向通道（13）与压力做功腔（16）口端所连接端盖（3）上的排出通道相连通。

8.根据权利要求7所述管具清理装置，其特征在于：所述前轴承座（12）与所述压力做功腔（16）口端所连接端盖（3）之间具有轴向空间（18），由所述轴向空间（18）将所述前轴承座（12）上的引向通道（13）与所述端盖（3）上的排出通道相连通。

9.根据权利要求2或3所述管具清理装置，其特征在于：所述转轴（6）上的叶轮（10）以销键和/或螺钉连接在所述转轴（6）上，所述叶轮（10）的外径小于压力做功腔（16）的内径。

10.根据权利要求1所述管具清理装置，其特征在于：所述摩擦体（4）以可拆卸结构连接在所述转轴（6）上。

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