CN205503058U - 油田管柱用旋转冲洗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油田管柱用旋转冲洗装置，包括芯轴和上接头，所述芯轴的一端与所述上接头固定连接，所述芯轴的中段设置有能够沿所述芯轴的轴线旋转的旋转件，所述旋转件的外径不大于所述芯轴的外径，所述旋转件上设置有喷嘴。应用本实用新型公开的油田管柱用旋转冲洗装置，将冲洗装置放置于油田管柱内，在冲洗装置在管道内上下运动的同时，旋转件在力的作用下沿着芯轴的轴线旋转，在旋转件上的喷嘴喷出清洗液，对管道的内壁进行旋转喷洗，旋转件的外径不大于芯轴的外径，在旋转件旋转时，减少与管道内壁的接触避免发生卡转现象。

Description

油田管柱用旋转冲洗装置

技术领域

本实用新型涉及油田管柱清洗除垢领域，更具体地说，涉及一种油田管柱用旋转冲洗装置。

背景技术

在石油勘探开发过程中，由于地层渗漏、井下液体的各种物质析出等原因极易导致井下油套管内壁出现厚厚的附着层及孔眼堵塞。附着层会对油套管产生严重的腐蚀，导致破坏点出现，严重影响井深结构的强度和稳定。造成严重的漏失、垮塌事件。附着层和堵塞也会直接影响后续管内工具的上提下放及其他功能动作。

常规的旋转冲洗除垢工具为底部旋转，在下入过程中如果头部触及堵塞物极易发生卡转。且卡转之后从地面上无法观测、判断，极易在井筒内留下长短的附着物，使得冲洗工作毫无作用，对清洗作业造成了极大的困扰，严重影响清洗作业的效率和效果。且底部旋转结构的内部存在压力不均衡的问题，导致旋转速度较低甚至卡转。

综上所述，如何有效地解决旋转冲洗除垢工具在底部旋转时易发生卡转的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种油田管柱用旋转冲洗装置，以解决旋转冲洗除垢工具在底部旋转时易发生卡转的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种油田管柱用旋转冲洗装置，包括芯轴和上接头，所述芯轴的一端与所述上接头固定连接，所述芯轴的中段设置有能够沿所述芯轴的轴线旋转的旋转件，所述旋转件的外径不大于所述芯轴的外径，所述旋转件上设置有喷嘴。

优选地，所述旋转件的内壁与所述芯轴配合处设置有与所述喷嘴连通的流通槽，所述芯轴为中空轴，所述芯轴上相应的设置有连通所述芯轴的内腔和所述流通槽的通孔。

优选地，所述旋转件套装于所述芯轴上，且所述旋转件的一端与所述上接头配合，所述旋转件上设置有阶梯凹槽，所述上接头与所述芯轴上分别设置有与所述阶梯凹槽相配合的阶梯凸台。

优选地，所述旋转件与所述芯轴间设置有轴承。

优选地，所述流通槽为阶梯型凹槽，所述流通槽的顶部槽口的长度大于底部槽口的长度。

优选地，所述芯轴远离所述上接头的一端设置有至少一个所述喷嘴。

优选地，所述喷嘴的喷水方向所在直线与所述旋转件的轴线间距离大于零以带动所述旋转件旋转。

优选地，所述喷嘴的流道包括锥孔段流道和直孔段流道。

优选地，所述直孔段流道的长度和直径比为1.5至4。

优选地，所述通孔的个数为多个，多个所述通孔在所述芯轴的周向方向上均匀布置。

本实用新型提供的油田管柱用旋转冲洗装置，包括芯轴和上接头。其中，芯轴的一端与上接头固定连接，芯轴的中段设置有旋转件，旋转的外径不大于芯轴的外径且能够沿芯轴的轴线旋转，旋转件上设置有喷嘴。

应用本实用新型提供的油田管柱用旋转冲洗装置时，将冲洗装置放置于油田管柱内，在冲洗装置在管道内上下运动的同时，旋转件在力的作用下沿着芯轴的轴线旋转，在旋转件上的喷嘴喷出清洗液，对管道的内壁进行旋转喷洗，旋转件的外径不大于芯轴的外径，在旋转件旋转时，减少与管道内壁的接触避免发生卡转现象。显而易见，本实用新型提供的油田管柱用旋转冲洗装置通过在芯轴的中段设置外径不大于芯轴外径的旋转件，避免与管道壁发生接触进而卡转的现象，提高清洗作业的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的油田管柱用旋转冲洗装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的旋转件喷嘴的位置结构示意图。

附图中标记如下：

上接头1、紧定螺钉2、轴承3、旋转件4、芯轴5、喷嘴6、流通槽7。

具体实施方式

本实用新型实施例公开了一种油田管柱用旋转冲洗装置，以解决旋转冲洗除垢工具在底部旋转时易发生卡转的问题。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-图2，图1为本实用新型实施例提供的油田管柱用旋转冲洗装置的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的旋转件喷嘴的位置结构示意图。

在一种具体的实施方式中，油田管柱用旋转冲洗装置包括芯轴5和上接头1。其中，将冲洗装置放入管道内，上接头1与连续油管或油管相连接，芯轴5头部向下进入管道内，芯轴5的尾部与上接头1固定连接，在芯轴5的中段设置旋转件4，在动力装置或力的作用下，旋转件4绕芯轴5的轴线旋转，芯轴5上的喷嘴6喷出清洗液对管道的内壁进行清洗，旋转件4的外径不大于芯轴5的外径，在冲洗装置向下运动时，避免旋转件4与管道内壁接触发生卡转、冲洗后易残留附着物的问题。一般的，旋转件4的外径小于芯轴5的外径，使得旋转件4在旋转时避免与管道内壁发生接触，也可以等于芯轴5的外径，芯轴5的头部先进入管道内，对管道内管路进行疏通，旋转件4再进行旋转。

一般的，可以在上接头1上设置螺纹孔，通过螺钉对上接头1和芯轴5进行固定，上接头1和芯轴5具体的连接方式和位置关系，可参考现有技术，在此不再赘述。

具体的，旋转件4的内壁与芯轴5配合处设置有与喷嘴6连通的流通槽7，芯轴5为中空轴，芯轴5上相应的设置有连通芯轴5的内腔和流通槽7的通孔。在一种实施例中，在旋转件4的内壁与芯轴5配合处设置流通槽7，在芯轴5上相应的设置通孔，清洗液或水流通过芯轴5的通孔流向流通槽7，再通过流通槽7从喷嘴6喷出，完成对管道内壁的清洗，一般的，流通槽7绕整个旋转件4内壁一周，形成连通的流通槽7。在其他实施例中，也可以不设置流通槽7和通孔，通过管路直接连接喷嘴6，将清洗液或水流喷出，只要能够达到相应的技术效果即可，在此不再赘述。

当然，在其他实施例中，可以在旋转件4的同一截面或不同截面上安装喷嘴6，通过控制喷嘴6在旋转件4上的偏心距离、数量、喷嘴6尺寸来控制旋转件4的旋转速度。喷嘴6可选择性的在径向、斜向下、轴向方向分布，只要能够为旋转件4提供旋转动量，对喷嘴6的方向和个数不作限定，能够完成旋转件4的旋转即可。也可以通过设置额外的动力装置为旋转件4的旋转提供动力，喷嘴6仅作为喷水管路而不为旋转件4提供动量。但设置额外的动力装置成本较高，且高压水流能够为旋转件4的旋转提供充足的外力支持，动力装置造成资源浪费。但具体的旋转件4的动力来源可以根据实际的生产情况进行选择。

进一步地，旋转件4套装于芯轴5上，且旋转件4的一端与上接头1配合，旋转件4上设置有阶梯凹槽，上接头1与芯轴5上分别设置有与阶梯凹槽相配合的阶梯凸台。一般的，芯轴5可以为阶梯轴，即与上接头1连接端的外径较小，旋转件4套装于芯轴5的外径较小一端，旋转件4上设置相应的阶梯凹槽，上接头1与芯轴5相应的设置有阶梯凸台，即通过阶梯凹槽与阶梯凸台的配合，使得旋转件4在芯轴5的位置得到固定。通过此种台阶固定方式，使得结构得到合理化利用，免去设置其他元件对旋转件4进行固定的步骤，操作简单。

为了旋转件4与芯轴5间能够更好的旋转，在旋转件4和芯轴5间设置轴承3。使得旋转件4经轴承3沿芯轴5的轴线旋转。优选地，可以在旋转件4两端台阶处设置轴承3，轴承3可以为圆柱滚子推力轴承3，在其他实施例中，也可以选择其他类型的轴承3，对具体的轴承3的类型不作限定，只要能够达到相应的技术效果即可。

具体的，所述流通槽7为阶梯型凹槽，流通槽7的顶部槽口的长度大于底部槽口的长度。液体经芯轴5的内腔流动至通孔，从通孔内流动至流通槽7，先经过流通槽7的顶部槽口，移动至流通槽7的底部槽口，由于顶部槽口的长度大于底部槽口的长度，液体在顶部槽口流动缓慢，以层流形式流入底部槽口，并从喷嘴6喷出，通过旋转件4的流通槽7设计和孔眼设计，保证进入环空流通槽7的液体是以层流形式进入孔眼内。具体的，可以设置为包括阶梯面的流通槽7，即流通槽7分为两个部分，接近芯轴5的为第一流通槽，远离芯轴5的为第二流通槽，第一流通槽的轴向尺寸大于第二流通槽的轴向尺寸，在其他实施例中，流通槽7也可以为梯形，可以根据雷诺数计算流通槽7的尺寸，只要能够保证液体以层流的形式喷出即可。

进一步地，芯轴5远离所述上接头1的一端可以设置有至少一个喷嘴6。芯轴5远离上接头1的一端设置喷嘴6，即在芯轴5进入管道内部的前端设置喷嘴6，在旋转件4对管道内壁进行旋转冲洗时，顶部喷嘴6喷出液体可以将堵塞井筒的砂桥等杂物冲散，形成冲洗装置可以通过的通道，然后再经由旋转件4喷出的侧向液体将残留杂物清除。具体的，可以在芯轴5的轴线端点处设置至少一个喷嘴6，或在芯轴5的前端均匀设置三个喷嘴6，喷嘴6的轴线与芯轴5的轴线夹角可以为30度。当然，在其他实施中，也可以根据需要自行设置喷嘴6的位置及个数，也可以在芯轴5前端不设置喷嘴6，但设置喷嘴6的清洗效果更好，具体的，可根据实际的需要自行设定。

在上述实施例的基础上，喷嘴6的喷水方向所在直线与旋转件4的轴线间距离大于零以带动旋转件4旋转。即喷出液体在旋转件4的横截面切线方向上施加力，使得旋转件4绕轴线方向旋转，一般的，可以在旋转件4的横截面的切线方向设置喷嘴6，喷嘴6的喷射方向所在直线与轴线的距离为旋转件4的半径长度，这样方便设置。

一般的，在旋转的周向方向上设置多个喷嘴6，多个喷嘴6沿周向的切线方向偏心布置，水流通过上接头1到达芯轴5内部，通过通孔和流通槽7流入至喷嘴6喷出，由于多个喷嘴6沿周向的切线方向布置，喷出的水流为喷嘴6提供可旋转动量，在惯性的作用下喷嘴6沿芯轴5的轴线进行旋转，一般的将多个喷嘴6顺时针或逆时针方向布置，由于高压的水流喷出具有较大的旋转动量，根据动量守恒原理，喷出的液体为旋转件4提供了旋转动量，旋转过程中带动喷射液体对井筒进行360度清洁。在其他实施例中，也可以设置其他数量的喷嘴6，如一个，只要能够保证在喷嘴6喷射水流时，能够对旋转件4产生一个沿切线方向的扭矩带动其进行旋转即可，或者也可以不设置动力装置带动喷嘴6旋转，仅通过设置多个偏心喷嘴6为旋转件4的旋转提供动力，如设置四个喷嘴6。

更进一步地，喷嘴6的流道可以包括锥孔段流道和直孔段流道。喷嘴6的锥孔段流道和直孔段流道能够将水流更好地集中，保证水流聚拢，锥孔段流道在液体流出时，将液体向内集中，然后在经过直孔段流道，使得其在喷出时呈束状出去，能够对旋转件4提供更大的旋转动量，保证水流能够更好的聚拢，清洗效果更好，在其他实施例中，也可以不设置锥孔段流道和直孔段流道，直接将液体通过喷嘴6喷出，但此种设置方式其液体喷出易发散及雾化，对管道内壁中的污垢清洗效果不好。

具体的，直孔段流道的长度和直径比为1.5至4。一般的，直孔段流道的长度和直径比在一定的范围内，这样液体在流出时，呈束状流出，液体更加聚拢和集中，液体的流动更加稳定。长度和直径比可以为1.5至4范围内，在其他实施例中，也可以选择其他范围内的比值，但一般不超过5，在合理的比值范围内选定，均在本实用新型的保护范围内。

更进一步地，通孔的个数可以为多个，多个通孔在芯轴5的周向方向上均匀布置。通孔在芯轴5上连通芯轴5的内腔和喷嘴6，液体经过内腔通过通孔流至旋转件4的流通槽7中，然后再通过喷嘴6喷出，一般的，可以在芯轴5的周向方向上设置三个均布的通孔。此处所述多个是指两个及两个以上，在其他实施例中，可根据芯轴5的尺寸、通孔的大小设定，对具体的通孔的个数和位置不作限定，只要能够达到相应的技术效果即可。

优选地，在旋转件4两端内台阶各安装一组圆柱滚子推力轴承3，旋转件4套在芯轴5上部细杆处。上接头1与芯轴5通过螺纹连接，上接头1和芯轴5的台阶结构固定住旋转件4和芯轴5。旋转件4上设置有四个螺纹孔，各安装一个喷嘴6。芯轴5前端有一个螺纹孔，安装一个喷嘴6。上接头1上设置两个螺纹孔，安装两个紧定螺钉2。

使用时，将上接头1与连续油管或油管连接。进行冲洗工作时，连续油管或油管内液体进入芯轴5内腔，通过芯轴5上的通孔进入芯轴5与旋转件4形成的环空流通槽7，通过旋转件4的流通槽7设计和孔眼设计，保证进入流通槽7的液体以层流形式进入孔眼内。再经过喷嘴6侧向喷出。保证流体以层流形式运动，能够保证喷射液体聚拢，不发散、不雾化。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种油田管柱用旋转冲洗装置，包括芯轴(5)和上接头(1)，其特征在于，所述芯轴(5)的一端与所述上接头(1)固定连接，所述芯轴(5)的中段设置有能够沿所述芯轴(5)的轴线旋转的旋转件(4)，所述旋转件(4)的外径不大于所述芯轴(5)的外径，所述旋转件(4)上设置有喷嘴(6)。

2.根据权利要求1所述的油田管柱用旋转冲洗装置，其特征在于，所述旋转件(4)的内壁与所述芯轴(5)配合处设置有与所述喷嘴(6)连通的流通槽(7)，所述芯轴(5)为中空轴，所述芯轴(5)上相应的设置有连通所述芯轴(5)的内腔和所述流通槽(7)的通孔。

3.根据权利要求2所述的油田管柱用旋转冲洗装置，其特征在于，所述旋转件(4)套装于所述芯轴(5)上，且所述旋转件(4)的一端与所述上接头(1)配合，所述旋转件(4)上设置有阶梯凹槽，所述上接头(1)与所述芯轴(5)上分别设置有与所述阶梯凹槽相配合的阶梯凸台。

4.根据权利要求3所述的油田管柱用旋转冲洗装置，其特征在于，所述旋转件(4)与所述芯轴(5)间设置有轴承(3)。

5.根据权利要求4所述的油田管柱用旋转冲洗装置，其特征在于，所述流通槽(7)为阶梯型凹槽，所述流通槽(7)的顶部槽口的长度大于底部槽口的长度。

6.根据权利要求5所述的油田管柱用旋转冲洗装置，其特征在于，所述芯轴(5)远离所述上接头(1)的一端设置有至少一个所述喷嘴(6)。

7.根据权利要求1-6任一项所述的油田管柱用旋转冲洗装置，其特征在于，所述喷嘴(6)的喷水方向所在直线与所述旋转件(4)的轴线间距离大于零以带动所述旋转件(4)旋转。

8.根据权利要求7所述的油田管柱用旋转冲洗装置，其特征在于，所述喷嘴(6)的流道包括锥孔段流道和直孔段流道。

9.根据权利要求8所述的油田管柱用旋转冲洗装置，其特征在于，所述直孔段流道的长度和直径比为1.5至4。

10.根据权利要求2所述的油田管柱用旋转冲洗装置，其特征在于，所述通孔的个数为多个，多个所述通孔在所述芯轴(5)的周向方向上均匀布置。