一种抽油杆清洗装置的制作方法

1.本发明属于油井设备维护技术领域，尤其涉及一种抽油杆清洗装置。


背景技术：

2.在石油机械领域中，抽油杆是经常运用的装置。由于经常接触油污并反复运动而容易受到污染，抽油杆在经过长期使用后，需要对 其进行清洁，以避免残留的泥浆、水、石油等对抽油杆产生侵蚀，影响使用。
3.现有技术中，一般使用掺有化学药剂的热水、蒸汽混合着对抽油杆进行清洗，这种清洗能够清除掉抽油杆表面的油污和油泥，但化学药剂对抽油杆本体往往会产生一定的腐蚀作用，多次常规清理后，抽油杆本体也可能会产生锈蚀，并且表面还会存在通过常规清洗无法清除的泥垢或其他附着物。部分技术人员，也会采用蒸汽清洗方法，利用蒸汽车这种专用设备对抽油杆进行加热清洗，这种方法设备投资大，锅炉消耗的燃油多，而且含有蜡和污油的废水在工作现场四处流淌，对环境造成污染。
4.当抽油杆上附着物无法利用上述方法清洗掉时，就会进一步采用机械清洗方法，使用砂纸或砂轮机将抽油杆表面的锈蚀或其他无法清除掉的附着物清除，然后再制作防腐层，这种处理方式工作效率低，采用砂带机进行机械打磨时，抽油杆和砂带机都需要转动，并且要求两者之一能够在抽油杆的轴向移动，整个工作机构相对复杂。同时，机械清洁往往会对抽油杆产生较大的损伤，一般需要磨削掉一层，并且不同部位的磨削量可能会有差异，由此可能会产生应力集中，而使得抽油杆整体强度减弱。


技术实现要素：

5.针对上述技术问题，本发明提供了一种抽油杆清洗装置，包括承重架、丝杠升降机、连接装置、冲洗装置、加热装置等，其中，丝杠升降机将抽油杆竖直悬挂，使清洗过程的油污、脏水能够在重力作用下定向汇集，避免传统水平清洗过程中带来的不便，冲洗装置能够利用高压管路和高压喷头自动冲洗抽油杆，再进一步结合加热装置能够高效去除表面油污和油泥。
6.本发明通过以下技术手段解决上述问题：一种抽油杆清洗装置，其特征在于，包括承重架、丝杠升降机、连接装置、冲洗装置和加热装置，其中：所述承重架由底座、竖板和横板组成，两块竖板相对设置，所述横板安装在两块竖板之间；所述丝杠升降机设置在横板的顶部，丝杠升降机包括电机、传动齿轮箱和丝杠，所述电机通过传动齿轮箱带动丝杠上下移动；所述连接装置安装在丝杠的底部用于固定抽油杆；所述冲洗装置设置在抽油杆的下方、且安装在加热装置的顶部；所述加热装置用于加热抽油杆。
7.优选的， 所述冲洗装置包括腔体和位于腔体底部的法兰，所述腔体内壁设置有环状的高压管路，高压管路上均布有多个高压喷头，其中：所述高压管路包括单层或多层环路，环路上的高压喷头交错布置。
8.优选的，还包括安装在腔体顶部的盖体，所述盖体的内壁上开设有单个或多个安装槽，所述安装槽内部安装有内圈毛刷。
9.优选的，所述加热装置包括加热罐、进水管、排污管、进气口、排气口和温控箱，其中：所述进水管安装在加热罐的侧壁上部，排污管安装在加热罐的底部；所述进气口和排气口均设置在加热罐的顶部；所述温控箱设置在加热罐侧面用于调节温度。
10.优选的，还包括放电装置，所述放电装置通过横板安装在冲洗装置的上方，其中：所述放电装置为柱状壳体，柱状壳体的外部设置有正极接线座，柱状壳体的内部均匀布置有多个放电头，多个放电头均指向柱状壳体的中心。
11.优选的，所述放电头为针形结构或球形结构，放电头采用单排或多排结构，其中：相邻放电头之间的夹角范围为5
°
至30
°
。
12.优选的，所述连接装置由螺纹腔和插装腔组成，其中：所述螺纹腔用于连接丝杠；所述插装腔的内部安装有弹性绝缘套，插装腔的外部设置有紧固螺丝和负极接线座，负极接线座的负极导线依次穿过插装腔和弹性绝缘套连接缺口导电环，所述缺口导电环安装在弹性绝缘套的内壁环形槽上。
13.优选的，所述紧固螺丝分上、下组布置，每组紧固螺丝均对称安装。
14.优选的，该抽油杆清洗装置包括如下操作方法：a1）将连接装置的螺纹腔固定在丝杠的底部，将抽油杆的一端安装在连接装置的插装腔内，旋转紧固螺丝确保抽油杆可靠悬挂；a2）控制丝杠升降机工作以驱动丝杠下移，直至抽油杆的整体浸入到加热装置中，通过进水管向加热罐注水，并控制温控箱使加热罐的温度稳定在90
°
至100
°
，加热抽油杆15分钟至35分钟后，通过排污管排掉污水后并停止加热罐工作；a3）启动高压管路后，圆周的高压喷头同时向中心射水，控制丝杠升降机工作以驱动丝杠上下反复移动，利用高压水流和内圈毛刷反复清洗抽油杆5分钟至15分钟后，关闭冲洗装置；a4）启动放电装置并控制丝杠升降机工作以驱动丝杠上下反复移动3分钟至5分钟，利用电场快速加热污垢内部的气隙以形成无数个局部破裂，使抽油杆上的污垢松动或掉落；a5）启动高压管路后，圆周的高压喷头同时向中心射水，控制丝杠升降机工作以驱动丝杠上下反复移动，利用高压水流和内圈毛刷反复清洗抽油杆2分钟至5分钟后，关闭冲洗装置。
15.优选的，所述放电装置采用万伏级电脉冲，其中：电压幅值为6至8万伏特，电流幅为500至3000安培，脉冲宽度为500至800纳秒。
16.本发明的一种抽油杆清洗装置具有以下有益效果：1）丝杠升降机将抽油杆竖直悬挂，使清洗过程的油污、脏水能够在重力作用下定向汇集，避免传统水平清洗过程中带来的不便。
17.2）丝杠升降机能够带动抽油杆高效运动，结合冲洗装置的开关阀和加热装置的温控箱能够实现自动化处理，能够高效去除基本污垢。
18.3）配置有放电装置，利用高压电场快速加热污垢内部的气隙以形成无数个局部破裂，使抽油杆上的污垢松动或掉落，该装置巧妙的利用了高压电场的快速加热能力，以及污垢、油泥的结构特点，经过研究发现贴附在抽油杆上的污垢和油泥并非完全致密的固体，内
部存在大量的气隙，微小气隙在迅速加热后会快速膨胀，无数的局部膨胀或破裂能够达到快速松动污垢的技术目的。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式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发明的一些实施方式，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。
20.图1是本发明的整体结构示意图；图2水本发明中丝杠升降机的结构示意图；图3为本发明中冲洗装置的结构示意图；图4为本发明中冲洗装置的内部结构示意图；图5为本发明中盖体的第一内部结构示意图；图6为本发明中盖体的第二内部结构示意图；图7为本发明中高压喷头的结构示意图；图8为本发明中加热装置的结构示意图；图9为本发明中放电装置的安装示意图；图10为本发明中放电装置的结构示意图；图11为本发明中放电头的第一结构示意图；图12为本发明中放电头的第二结构示意图；图13为本发明中放电头的第三结构示意图；图14为本发明中放电头的间距示意图；图15为本发明中连接装置的结构示意图；图16为本发明中连接装置的内部示意图；图17为本发明中缺口导电环的结构示意图。
21.其中，1-承重架、101-底座、102-竖板、103-横板、2-丝杠升降机、201-电机、202-传动齿轮箱、203-丝杠、3-连接装置、301-螺纹腔、302-插装腔、303-弹性绝缘套、304-紧固螺丝、305-负极接线座、306-负极导线、307-缺口导电环、308-内壁环形槽、4-抽油杆、5-冲洗装置、501-腔体、502-法兰、503-高压管路、504-高压喷头、505-盖体、506-安装槽、507-内圈毛刷、6-加热装置、601-加热罐、602-进水管、603-排污管、604-进气口、605-排气口、606-温控箱、7-放电装置、701-正极接线座、702-放电头。
具体实施方式
22.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以
上。
23.以下将结合附图对本发明进行详细说明。
24.实施例一如图1所示，该抽油杆清洗装置包括承重架1、丝杠升降机2、连接装置3、冲洗装置5和加热装置6，图中，承重架1是主体部分，具体由底座101、两个竖板102和横板103组成，两块竖板102相对设置，横板103安装在两块竖板102之间，横板103的两端通过螺丝紧固。图2中，丝杠升降机2设置在横板103的顶部，丝杠升降机2包括电机201、传动齿轮箱202和丝杠203，电机201通过传动齿轮箱202带动丝杠203上下移动，传动齿轮箱202为现有结构，图中，连接装置3安装在丝杠203的底部用于固定抽油杆4，如图3所示，冲洗装置5设置在抽油杆4的下方、且安装在加热装置6的顶部；加热装置6用于加热抽油杆4。
25.具体工作时，首先，将连接装置3的固定在丝杠203的底部，将抽油杆4的一端安装在连接装置3内，确保抽油杆4可靠悬挂；其次，控制丝杠升降机2工作以驱动丝杠203下移，直至抽油杆4的整体浸入到加热装置6中，控制温控箱606使加热罐601的温度稳定在90
°
至100
°
，加热抽油杆4的时间为15分钟至35分钟后，启动冲洗装置5，最后，控制丝杠升降机2工作以驱动丝杠203上下反复移动，利用高压水流和内圈毛刷反复清洗抽油杆45分钟至15分钟后，关闭冲洗装置5，丝杠升降机能够带动抽油杆高效运动，结合冲洗装置的开关阀和加热装置的温控箱能够实现自动化处理，能够高效去除基本污垢。
26.实施例二如图4所示，冲洗装置5包括腔体501和位于腔体501底部的法兰502，腔体501内壁设置有环状的高压管路503，高压管路503上均布有多个高压喷头504，其中：高压管路503包括单层或多层环路，环路上的高压喷头504交错布置。具体的，本实施例中平行设置了两排高压管路503。具体的，高压喷头504的喷射方向均指向中心位置，喷射角度可以是水平方向，也可以是向下倾斜5
°-
30
°
。
27.需要说明的是，冲洗装置5还可以选配盖体505，盖体505与腔体501之间采用螺纹连接，图5中，盖体505的内壁上开设有单个或多个安装槽506，安装槽506内部安装有内圈毛刷507，如图6所示，还可以设置双排毛刷。
28.进一步需要说明的是，高压喷头504采用现有结构如图7所示，交错、等间距布置，确保高压液体充分冲洗抽油杆，液体可以是清水或清洗液。
29.实施例三如图8所示，加热装置6包括加热罐601、进水管602、排污管603、进气口604、排气口605和温控箱606，其中：进水管602安装在加热罐601的侧壁上部，排污管603安装在加热罐601的底部，加入的液体可以是清水或清洗液。进气口604和排气口605均设置在加热罐601的顶部，进气口604和排气口605可以自由关闭，连接有风机，用于排出蒸汽，温控箱606设置在加热罐601侧面用于调节温度，加热装置6可以采用现有技术，本实施例用于展示布局结构。
30.实施例四针对冲洗装置5和加热装置6难以除去的污垢，还需要配置放电装置7，放电装置7通过横板103安装在冲洗装置5的上方，如图9和图10所示，其中：放电装置7为柱状壳体，柱状壳体的外部设置有正极接线座701，柱状壳体的内部均匀布置有多个放电头702，多个放电头702相互串联且均指向柱状壳体的中心，如图11和图12所示，放电头702可以为针形结构，放
电头702也可以为球形结构，图11和图12中，放电头702采用单排均分布置，图13中，放电头702采用双排交错布置，其中：相邻放电头702之间的夹角范围为5
°
至30
°
，确保形成均匀的放电场。需要说明的是，放电头702与抽油杆之间非接触，保持的距离d为5-20mm。
31.需要说明的是，经过反复验证和实验，贴附在抽油杆上的污垢和油泥并非完全致密的固体，内部存在大量的气隙，微小气隙在电场下迅速加热后会快速膨胀，无数的局部膨胀或破裂能够达到快速松动污垢的技术目的，该装置巧妙的利用了高压电场的快速加热能力，以及污垢、油泥的结构特点。
32.具体的，放电装置7采用万伏级电脉冲，其中：电压幅值为6至8万伏特，电流幅为500至3000安培，脉冲宽度为500至800纳秒，本实施例中，可以采用mark型高压脉冲发生器或lc谐振高压脉冲器等现有设备，优选的，电压幅值为6.5万伏特，电流幅为1200安培，脉冲宽度为600纳秒。
33.实施例五如图15至图17，连接装置3由螺纹腔301和插装腔302组成，图中，螺纹腔301用于连接丝杠203；插装腔302的内部安装有弹性绝缘套303，插装腔302的外部设置有紧固螺丝304和负极接线座305，负极接线座305的负极导线306依次穿过插装腔302和弹性绝缘套303连接缺口导电环307，缺口导电环307安装在弹性绝缘套303的内壁环形槽308上。具体的，紧固螺丝304分上、下组布置，每组紧固螺丝304均对称安装，紧固螺丝304与抽油杆之间有弹性绝缘套303，因此，紧固螺丝304的末端不会划伤抽油杆。
34.需要说明的是，负极导线306的一端接地或负极，负极导线306的另一端通过缺口导电环307连通抽油杆，抽油杆为金属导体材料在放电装置7内部的正电场下被快速放电加热。
35.实施例六该抽油杆清洗装置的具体操作方法如下：a1）将连接装置3的螺纹腔301固定在丝杠203的底部，将抽油杆4的一端安装在连接装置3的插装腔302内，旋转紧固螺丝304确保抽油杆4可靠悬挂。
36.具体的，连接装置3可以顺利穿过冲洗装置5和放电装置7。
37.a2）控制丝杠升降机2工作以驱动丝杠203下移，直至抽油杆4的整体浸入到加热装置6中，通过进水管602向加热罐601注水，并控制温控箱606使加热罐601的温度稳定在90
°
至100
°
，加热抽油杆4的时间为15分钟至35分钟后，通过排污管603排掉污水后并停止加热罐601工作；加热过程中，如果产生大量蒸汽，需要启动排气口605。
38.具体的，加热装置过程中连接装置3不接触加热液体。
39.a3）启动高压管路503后，圆周的高压喷头504同时向中心射水，控制丝杠升降机2工作以驱动丝杠203上下反复移动，利用高压水流和内圈毛刷反复清洗抽油杆45分钟至15分钟后，关闭冲洗装置5。
40.具体的，冲洗过程中连接装置3不接触冲洗液体。
41.a4）启动放电装置7并控制丝杠升降机2工作以驱动丝杠203上下反复移动3分钟至5分钟，利用电场快速加热污垢内部的气隙以形成无数个局部破裂，使抽油杆4上的污垢松动或掉落，具体的，放电装置7应设置合理的工作周期，例如在3分钟至5分钟内应设置对应的工作频率，参数优化工作需要根据实际情况调整。
42.具体的，放电过程中连接装置3不进入放电装置7。
43.a5）进一步清理抽油杆，启动高压管路503后，圆周的高压喷头504同时向中心射水，控制丝杠升降机2工作以驱动丝杠203上下反复移动，利用高压水流和内圈毛刷反复清洗抽油杆42分钟至5分钟后，关闭冲洗装置5。
44.需要说明的是，可以将抽油杆调头后再进行一遍上述操作。
45.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。