CN221119915U - 注水井配水器除垢器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种注水井配水器除垢器，包括：绳帽，上端悬吊钢丝绳；上接头，上端母螺纹旋接在绳帽的下端；中间接头，位于上接头的下方；密封胶筒，两端卡接在上接头与中间接头之间；空心拉杆，位于上接头与中间接头的中心孔道中使两者相连；上轴承座，旋接在中间接头的下端；轴承套，上端旋接在上轴承座的下方，下端口向内收缩；空心轴，上端位于上轴承座的中心孔中，中段通过轴承支撑在轴承套中，下端从轴承套底板的中心孔中伸出；磨铣头，旋接在空心轴的下端，中心水室的圆周壁设有多个斜向上贯通的喷射孔，各喷射孔呈中心对称设置且分别沿中心水室的切线向外延伸。该除垢器能够高效可靠处理配水器通道的积垢，满足正常注水和测试的需要。

Description

注水井配水器除垢器

技术领域

本实用新型涉及一种应用于注水井井下除垢及清理通道的水力机械装置，尤其涉及一种注水井配水器除垢器，属于井下除垢工具技术领域。

背景技术

油田投入开发后，随着开采时间的增长，油层压力不断下降导致油井产量大大减小，甚至会停喷停产。此时为了弥补原油开采出后所造成的地下亏空，保持和提高油层压力，实现油田高产稳产，开采后期多采用注水保持或恢复油层压力、增加地层能量，使油藏有较强的驱动力，以提高油藏的开采速度和采收率。

在污水回注过程中，注水井管柱的结垢问题会越来越严重，管柱结垢造成水井测试时工具下井遇阻，尤其是配水器结垢堵塞后，导致测试仪器无法通过，严重影响注水井测试。

油田注水井井下管柱及配水器除垢的方案有很多种，其中，最常用的除垢方案有三种：一是化学除垢，这种方案会对井下油管和工具造成伤害，且成本高；二是机械除垢，通常通过冲击式除垢工具对管柱内壁进行刮削，劳动强度大、除垢效率低，实际成功率不足10%；三是电动除垢，此方案受下井电控除垢器外径限制，转速慢、扭矩小，成本高，达不到除垢效果。

公开号为CN207568559U的中国实用新型专利，公开了一种适用于同心配水器的除垢工具，包括：由上至下顺次连接并导通的连接体、喷射体、导向体；连接体的内壁设置有与连续油管连接器的外螺纹相适配的内螺纹，外壁上设置有扳手槽；喷射体的侧壁上沿轴向设置有至少一组第一喷射孔，每组第一喷射孔沿喷射体的周向均匀分布，且第一喷射孔的轴线与喷射体的轴线之间形成30°～60°的夹角；导向体的外壁呈倒锥形结构，且底部设置有第二喷射孔；第二喷射孔的孔径大于第一喷射孔的孔径。该除垢工具通过连续油管配合，利用高压酸性除垢液溶解结垢并进行逐步冲洗的装置，以达到除垢的目的。缺陷在于：下放冲洗过程中的冲洗很难做到管径从上至下均匀冲洗除垢，对于垢质硬的难以清除，同时酸性除垢液也会对管住产生腐蚀。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种注水井配水器除垢器，能够高效、低成本且可靠处理配水器通道内壁的积垢，使配水器恢复原有测调通径，满足正常注水和测试的需要。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种注水井配水器除垢器，包括：

绳帽，上端悬吊钢丝绳，下端设有公螺纹；

上接头，上端母螺纹旋接在所述绳帽的下端；

中间接头，位于所述上接头的下方，下端设有公螺纹；

密封胶筒，两端卡接在所述上接头与中间接头之间；

空心拉杆，位于所述上接头与中间接头的中心孔道中使两者相连；

上轴承座，上端母螺纹旋接在所述中间接头的下端，下端设有公螺纹；

轴承套，上端旋接在所述上轴承座的下方，下端口向内收缩形成轴承套底板；

空心轴，上端位于所述上轴承座的中心孔中，中段通过轴承支撑在所述轴承套中，下端从所述轴承套底板的中心孔中伸出；

磨铣头，旋接在所述空心轴的下端，中心水室的圆周壁设有多个斜向上贯通的喷射孔，各喷射孔呈中心对称设置且分别沿中心水室的切线向外延伸。

进一步的，所述空心拉杆的上端外周旋接有并帽，所述并帽的底部支撑在所述上接头的内台阶上。

进一步的，所述上接头的底部与所述中间接头的顶部之间留有轴向间隙，所述密封胶筒的中段设有薄壁段与该轴向间隙对应。

进一步的，所述空心拉杆的下端设有拉杆大直径段，所述拉杆大直径段的外台阶位于所述中间接头的内台阶下方且留有间隙。

进一步的，所述拉杆大直径段的圆周上对称设有多道纵向水槽，各纵向水槽的上端高于所述上接头的下端。

进一步的，所述密封胶筒的上端内壁通过牙嵌结构固定在所述上接头的下部外周，所述密封胶筒的下端内壁通过牙嵌结构固定在所述中间接头的上部外周。

进一步的，所述密封胶筒的上端嵌于胶筒上护套中，所述胶筒上护套的上端旋接在所述上接头的外螺纹上；所述密封胶筒的下端嵌于胶筒下护套中，所述胶筒下护套的下端旋接在所述中间接头的外螺纹上。

进一步的，所述空心轴的中段外周设有空心轴外凸圈，所述空心轴外凸圈的上方与所述上轴承座之间安装有上轴承，所述空心轴外凸圈的下方与所述轴承套底板之间安装有下轴承。

进一步的，所述绳帽的中段圆周上设有绳帽进水孔与绳帽的中心孔道相通。

进一步的，所述磨铣头的下端外周对称设有三个刮削齿，各刮削齿的工作面镶嵌有硬质合金片。

进一步的，所述磨铣头的下端外周对称设有三个刮削齿，各刮削齿的工作面堆焊有硬质合金层。

进一步的，所述喷射孔在所述磨铣头的圆周上对称设有四个，各喷射孔的轴线与水平面之间的夹角为30°～35°

进一步的，所述上轴承座的内壁环槽中嵌装有O形圈，所述O形圈与所述空心轴的上端外周实现密封。

进一步的，所述并帽的顶部与所述绳帽的底部之间留有间隙。

进一步的，所述空心拉杆的上下两端分别设有拉杆十字槽。

进一步的，所述并帽的上端口设有并帽十字槽。

进一步的，所述上接头的顶部抵靠在所述绳帽的外台阶下方，所述上轴承座的上端抵靠在所述中间接头的外台阶下方，所述轴承套的上端抵靠在所述上轴承座的外台阶下方。

进一步的，所述上接头、中间接头、上轴承座、轴承套及磨铣头的外径均为44mm。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：1、本工具根据流体动力学的基本原理，参照涡轮钻具运行结构特点，高压液体通过可旋转有径向斜切口通径时，向外喷射时产生径向反作用力，通过反作用力产生的旋转，驱动磨铣工具对配水器通道内壁进行刮削，从而实现除垢的功能；

2、通过喷水孔的特殊设计，使磨铣工具既产生旋转的切削力，又产生向下前进的推力，同步实现磨铣和下行的功能；喷水口的方向有助于垢的反排，达到彻底除垢的效果；

3、本工具可以单独与连续油管配合使用，在注水井连续油管作业中将冲洗和磨铣两道工序合并一道工序，大大减少施工成本和劳动强度；

4、在测试投捞车与注水泵站的配合下，本工具可以很便捷可靠地解决配水器通道堵塞和积垢的问题，减少作业施工成本；

5、在井下通道未堵塞段，本工具可以顺利下行，不产生磨铣动作；到达堵塞段，可以自动产生磨铣动作。

6、本工具结构紧凑，具有较小的外径，可以满足配水器46mm通径的除垢要求，有利于保护井下设备，还可以适用于油田井下管柱中类似小直径通道的除垢。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为本实用新型注水井配水器除垢器实施例一的主视图；

图2为本实用新型实施例二中磨铣头的剖视图；

图3为图2中沿A-A的剖视图；

图4为图2中沿B-B的剖视图；

图中：1.绳帽；1a.绳帽进水孔；2.上接头；3.并帽；4.空心拉杆；4a.纵向水槽；5.胶筒上护套；6.密封胶筒；7.胶筒下护套；8.中间接头；9.空心轴；9a.空心轴外凸圈；10.上轴承座；10a.O形圈；11.上轴承；12.下轴承；13.轴承套；14.磨铣头；14a.喷射孔；14b.硬质合金片。

具体实施方式

在本实用新型的以下描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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，而不是指装置必须具有特定的方位。

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。

如图1所示，本实用新型的注水井配水器除垢器，包括绳帽1、上接头2、中间接头8、密封胶筒6、空心拉杆4、上轴承座10、空心轴9和磨铣头14。钢丝绳从绳帽1的上部绳孔中穿过以悬吊绳帽1，绳帽1的中段圆周上设有绳帽进水孔1a与绳帽1的中心孔道相通。绳帽进水孔1a呈长圆形，在绳帽圆周上对称设置。绳帽进水孔1a的下方设有绳帽外台阶，绳帽外台阶的下方设有公螺纹。

上接头2上端的母螺纹旋接在绳帽公螺纹上，上接头2的顶部抵靠在绳帽1的外台阶下方。上接头2的下方设有中间接头8，密封胶筒6的上端内壁通过牙嵌结构固定在上接头2的下部外周，密封胶筒6的下端内壁通过牙嵌结构固定在中间接头8的上部外周。

密封胶筒6弹性连接在上接头2与中间接头8之间，密封胶筒6的中段设有薄壁段便于向外膨胀。

上接头2的下部外螺纹上旋接有胶筒上护套5，胶筒上护套5的下端口套在密封胶筒6的上端外周。中间接头8的上部外螺纹上旋接有胶筒下护套7，胶筒下护套7的上端口套在密封胶筒6的下端外周，以提高密封胶筒6两端的强度。

上接头2与中间接头8的中心孔道中设有空心拉杆4，空心拉杆4的下端设有拉杆大直径段，拉杆大直径段的外台阶位于中间接头8的内台阶下方，对拉杆的下端进行限位。空心拉杆4的上端外周旋接有并帽3，并帽3的底部支撑在上接头2的内台阶上，对拉杆的上端进行限位。

并帽3的上端口设有并帽十字槽，便于转动并帽3。空心拉杆4的上下两端分别设有拉杆十字槽，便于旋接并帽3时，固定或反向转动空心拉杆4。

上接头2的底部与中间接头8的顶部之间留有轴向间隙，为密封胶筒6的伸缩提供空间，密封胶筒6中段的薄壁段与该轴向间隙对应。拉杆大直径段的外台阶位于中间接头8的内台阶之间留有间隙，并帽3的顶部与绳帽1的底部之间留有间隙，既可以适应密封胶筒6的伸缩，又对上接头2与中间接头8之间的最大距离进行了限位。

拉杆大直径段的圆周上对称设有多道纵向水槽4a，各纵向水槽4a的上端高于上接头2的下端，便于中心孔道的水流到达密封胶筒6的内腔，利于其向外膨胀。

中间接头8的下端公螺纹上旋接有上轴承座10，上轴承座10的上端抵靠在中间接头8的外台阶下方，中间接头8的下端抵靠在上轴承座10的内台阶上。中间接头8的下端公螺纹上旋接有轴承套13，轴承套13的上端抵靠在上轴承座10的外台阶下方，轴承套13的下端口向内收缩形成轴承套底板。

上轴承座10的中心孔中插接有空心轴9，空心轴9的中段从轴承套13的内腔穿过，空心轴9的下端从轴承套底板的中心孔中穿出，磨铣头14的上端螺孔旋接在空心轴9的下端。

空心轴9的中段外周设有空心轴外凸圈9a，空心轴外凸圈9a的上方与上轴承座10之间安装有上轴承12，空心轴外凸圈9a的下方与轴承套底板之间安装有下轴承，使空心轴9能够在轴承套13中自由旋转。

上轴承座10的内壁环槽中嵌装有O形圈10a，O形圈10a与空心轴9的上端外周实现密封，避免污物进入轴承空间。

磨铣头14旋接在空心轴9的下端，中心水室的圆周壁设有三个或四个斜向上贯通的喷射孔14a，各喷射孔14a呈中心对称设置且分别沿中心水室的切线向外延伸。

如图1所示的实施例一中，磨铣头14的中心螺孔下方设有中心水室，中心水室底部为封闭结构，所有进入中心水室的水流都从各喷射孔14a流出。喷射孔14a在磨铣头14的圆周上对称设有四个，各喷射孔14a的轴线与水平面之间的夹角为30°～35°。

磨铣头14的下端呈锥形，下端外周对称设有三个刮削齿，各刮削齿的工作面堆焊有硬质合金层。

图2中实施例二的中心水室底部设有轴向小孔，即沿轴向仍保持一定水流，使泵压更加稳定。

磨铣头14的下端呈锥形，下端外周对称设有三个刮削齿，各刮削齿的工作面镶嵌有硬质合金片14b。

本除垢器中上接头2、中间接头8、上轴承座10、轴承套13及磨铣头14的外径均为44mm，满足配水器中46mm孔径的除垢需要，实施例一的总长度为406mm，实施例二的总长度为420mm。

作业时，从井口将本除垢器由钢丝绳携带下入注水管柱内，钢丝绳从井口测试投捞防喷管、防喷盒中穿过，井口连接流程进行高压注水，除垢器在水力推动下向下运动。在管柱内径大于除垢器外径的井段，或注水井配水器的中心通道内壁光滑时，密封胶筒6的外壁与通道内壁之间的环形空间畅通，即密封胶筒6不会受阻，除垢器整体顺利下行，此时密封胶筒6的上方未产生憋压，磨铣头14不旋转。

当注水井配水器的中心通道内壁结垢到一定厚度时，密封胶筒6与配水器的通道内壁接触，密封住除垢器与配水器中心通道之间的环形空间，上方产生憋压，高压水流从绳帽圆周上的绳帽进水孔1a进入绳帽中心孔中，穿过空心拉杆4的中心孔，进入上轴承座10的内孔，再向下进入空心轴9的中心孔，到达磨铣头14的中心水室，从各喷射孔14a沿切向向外向上喷出，各切向孔喷射水流产生的反作用力推动磨铣头14和空心轴9做旋转运动，空心轴9通过轴承支撑在轴承套13中可以降低旋转阻力，磨铣头14上的各硬质合金片14b共同切削通道内的积垢。

同时由于各喷射孔14a还设有向上的角度，产生向下的推动力，驱动磨铣头14旋转的同时向下运动，达到清理通道的作用。

密封胶筒6的作用是节流，进入上轴承座10内腔的高压水流通过空心拉杆4外周的各纵向水槽4a向上流动，并到达密封胶筒6的内腔，由内向外挤压密封胶筒6，使密封胶筒6更加可靠地密封住除垢器外周的环形空间，进一步集中水力进行磨铣除垢。

全过程由钢丝测井车配合控制下放除垢器，上返过程由测井车提捞完成；也可以单独使用旋转喷水磨铣头14与连续油管配合使用。

清理方案一：按照技术方案，此项技术可以通过测试投捞车与注水泵站的配合，通过投捞测试车将除垢器下放到注水管柱，接好注水流程，通过测试投捞车下放除垢器，到达配水器，在水力作用下，旋转喷头磨损开始工作，达到清理配水器通道的目的。

清理方案二：按照技术方案，此项技术可以单独使用旋转喷水磨铣头14，通过连续油管与清蜡车配合，清理管柱及配水器通道油污及通道结垢，完成注水通道清理。

以上两种清理方案都可以对现有注水井管柱及配水器通道进行除垢清理，减少因管柱通道堵塞而起管柱作业，大大降低成本，提高了注水时效。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点，非因此局限本实用新型的专利保护范围，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制。除上述实施例外，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还可以有其他实施方式。本实用新型还会有各种变化和改进，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。

Claims (18)

1.一种注水井配水器除垢器，其特征在于，包括：

绳帽，上端悬吊钢丝绳，下端设有公螺纹；

上接头，上端母螺纹旋接在所述绳帽的下端；

中间接头，位于所述上接头的下方，下端设有公螺纹；

密封胶筒，两端卡接在所述上接头与中间接头之间；

空心拉杆，位于所述上接头与中间接头的中心孔道中使两者相连；

上轴承座，上端母螺纹旋接在所述中间接头的下端，下端设有公螺纹；

轴承套，上端旋接在所述上轴承座的下方，下端口向内收缩形成轴承套底板；

空心轴，上端位于所述上轴承座的中心孔中，中段通过轴承支撑在所述轴承套中，下端从所述轴承套底板的中心孔中伸出；

磨铣头，旋接在所述空心轴的下端，中心水室的圆周壁设有多个斜向上贯通的喷射孔，各喷射孔呈中心对称设置且分别沿中心水室的切线向外延伸。

2.根据权利要求1所述的注水井配水器除垢器，其特征在于：所述空心拉杆的上端外周旋接有并帽，所述并帽的底部支撑在所述上接头的内台阶上。

3.根据权利要求1所述的注水井配水器除垢器，其特征在于：所述上接头的底部与所述中间接头的顶部之间留有轴向间隙，所述密封胶筒的中段设有薄壁段与该轴向间隙对应。

4.根据权利要求1所述的注水井配水器除垢器，其特征在于：所述空心拉杆的下端设有拉杆大直径段，所述拉杆大直径段的外台阶位于所述中间接头的内台阶下方且留有间隙。

5.根据权利要求4所述的注水井配水器除垢器，其特征在于：所述拉杆大直径段的圆周上对称设有多道纵向水槽，各纵向水槽的上端高于所述上接头的下端。

6.根据权利要求1所述的注水井配水器除垢器，其特征在于：所述密封胶筒的上端内壁通过牙嵌结构固定在所述上接头的下部外周，所述密封胶筒的下端内壁通过牙嵌结构固定在所述中间接头的上部外周。

7.根据权利要求1所述的注水井配水器除垢器，其特征在于：所述密封胶筒的上端嵌于胶筒上护套中，所述胶筒上护套的上端旋接在所述上接头的外螺纹上；所述密封胶筒的下端嵌于胶筒下护套中，所述胶筒下护套的下端旋接在所述中间接头的外螺纹上。

8.根据权利要求1所述的注水井配水器除垢器，其特征在于：所述空心轴的中段外周设有空心轴外凸圈，所述空心轴外凸圈的上方与所述上轴承座之间安装有上轴承，所述空心轴外凸圈的下方与所述轴承套底板之间安装有下轴承。

9.根据权利要求1所述的注水井配水器除垢器，其特征在于：所述绳帽的中段圆周上设有绳帽进水孔与绳帽的中心孔道相通。

10.根据权利要求1所述的注水井配水器除垢器，其特征在于：所述磨铣头的下端外周对称设有三个刮削齿，各刮削齿的工作面镶嵌有硬质合金片。

11.根据权利要求1所述的注水井配水器除垢器，其特征在于：所述磨铣头的下端外周对称设有三个刮削齿，各刮削齿的工作面堆焊有硬质合金层。

12.根据权利要求1所述的注水井配水器除垢器，其特征在于：所述喷射孔在所述磨铣头的圆周上对称设有四个，各喷射孔的轴线与水平面之间的夹角为30°～35°。

13.根据权利要求1所述的注水井配水器除垢器，其特征在于：所述上轴承座的内壁环槽中嵌装有O形圈，所述O形圈与所述空心轴的上端外周实现密封。

14.根据权利要求2所述的注水井配水器除垢器，其特征在于：所述并帽的顶部与所述绳帽的底部之间留有间隙。

15.根据权利要求1所述的注水井配水器除垢器，其特征在于：所述空心拉杆的上下两端分别设有拉杆十字槽。

16.根据权利要求2所述的注水井配水器除垢器，其特征在于：所述并帽的上端口设有并帽十字槽。

17.根据权利要求1所述的注水井配水器除垢器，其特征在于：所述上接头的顶部抵靠在所述绳帽的外台阶下方，所述上轴承座的上端抵靠在所述中间接头的外台阶下方，所述轴承套的上端抵靠在所述上轴承座的外台阶下方。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的注水井配水器除垢器，其特征在于：所述上接头、中间接头、上轴承座、轴承套及磨铣头的外径均为44mm。