水下采油树油管挂清洗工具的制作方法

本发明涉及清洗设备技术领域，具体涉及一种水下采油树油管挂清洗工具。

背景技术：

随着陆地上的石油过度开采，现已经出现枯竭的势头，目前油气的开发已经从陆地上转移到海底，由于采油气设备长期在海底工作，海底工况、海水等对采油气设备装置有很强的腐蚀性作用，因此对采油（气）的设备材料提出了很高的要求，也造成了设备价格非常昂贵，为了节约生产成本，就需要我们经常对海底设备进行维护保养。由于设备是在海底工作的，维护起来也更困难和麻烦。这就需要一种简单、操作方便快捷的工具。

采油树是自喷井和机采井等用来开采石油的井口装置。它是油气井最上部的控制和调节油气生产的主要设备，是位于通向油井顶端开口处的一个组件，连接来自井下的生产管路和出油管，同时作为油井顶端与外部环境隔绝的重要屏障。油管挂是把井内管柱悬挂在采油树的套管四通的工具，能够起到密封和分割油管和套管的环形空间的作用。油管挂是油气水井不可缺少的重要组成部分。传统清洗方法是从水里把油管挂从井口采油树设备上拆下来，需要停工停产数日，对油管挂进行拆卸，并返回地面或平台单独清洗。开发一种无需对油管挂进行拆卸的清洗方式，将降低生产的成本。

技术实现要素：

本发明的目的是取代传统的水下井口采油树油管挂清洗操作方式，提供一种简单、方便、快捷，对现场井口采油树油管挂进行维护保养的清洗工具，可避免复杂、繁琐、高强度的现场作业方式。

为了达到上述目的，本发明提供了一种水下采油树油管挂清洗工具，油管挂安装于采油树内，油管挂的底部设有用于与油管连接的管挂螺纹。所述的清洗工具包含驱动组件、内壁清洗刷头、高压喷水装置、污水收集器及污水排水管，所述的驱动组件包含操作杆及连接操作杆的动力装置。所述的操作杆为中空管线，自水面向下穿过采油树伸入到油管挂中，所述的操作杆与采油树密封。动力装置能驱动操作杆沿操作杆长度方向上下移动或以操作杆为轴心旋转。所述的内壁清洗刷头套置于所述操作杆的底部侧壁周围，内壁清洗刷头外径大于所述的油管挂的内径，操作杆带动内壁清洗刷头沿操作杆长度方向上下移动或以操作杆为轴心旋转。所述的高压喷水装置包含高压喷水驱动装置及若干高压喷水管；高压喷水管套置于所述的操作杆内；高压喷水管的上端自操作杆伸出后与高压喷水驱动装置连接，高压喷水管的下端自操作杆底部伸出，高压喷水管下端管壁设有若干喷水孔。所述的污水收集器与所述油管挂的底部连接，使所述油管挂的底部密封。所述的污水排水管套置于所述的操作杆内，污水排水管的上端自操作杆伸出后与抽水泵相连，污水排水管的下端自操作杆伸出至所述的污水收集器中。

较佳地，所述的动力装置、所述的高压喷水驱动装置及所述的抽水泵设于海上平台。

较佳地，所述的内壁清洗刷头为圆筒形的柔性钢丝刷，刷洗过程中不会对油管挂的内壁造成损坏。

较佳地，所述的污水收集器与所述油管挂的底部螺纹连接。

较佳地，所述的污水收集器侧壁设有与所述的油管挂底部的管挂螺纹相匹配的外螺纹。

较佳地，所述的污水收集器内壁上设有用于安装和拆卸所述污水收集器的内螺纹或凹槽。

较佳地，所述的油管挂上端与短接螺纹连接，所述的操作杆穿过短接伸入所述的油管挂内，所述的操作杆与短接之间设有非金属密封圈，非金属密封圈可用来密封短接与操作杆之间的间隙，对操作杆起到一定的固定和缓冲作用，防止操作杆对短接或油管挂内壁的摩擦。

本发明具有以下有益效果：

（1）本发明提供的采油树油管挂清洗方式，实现了现场井口的水下清洗油管挂的作业方式；

（2）清理方式操作简单、方便、快捷，清洗效果好；

（3）清洗液或油污被污水收集器截留并被污水排水管排出，保证脏物不会落入井内，造成二次污染及周围海水环境污染。

附图说明

图1为本发明的水下采油树油管挂清洗工具结构示意图。

图2为本发明的污水收集器的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

本发明的清洗工具包含驱动组件、内壁清洗刷头、高压喷水装置、污水收集器及污水排水管。所述的驱动组件包含操作杆及连接操作杆的动力装置；所述的高压喷水装置包含高压喷水驱动装置及高压喷水管。所述的动力装置、所述的高压喷水驱动装置及所述的抽水泵设于海上平台。

如图1所示，清洗工具通过操作杆6的上下移动或旋转，带动套置在操作杆6底部侧壁周围的内壁清洗刷头2上下移动或旋转，以清洗油管挂7内壁，并结合高压喷水管1，喷水清洗油管挂7内壁上的污垢，利用与油管挂7底部连接的污水收集器3将污垢截留，同时通过污水排水管4将污垢或脏水抽走。

操作杆6为中空的管线，自水面向下穿过采油树及短接5伸入到油管挂7中，与采油树密封，以避免海水涌入；操纵杆6与短接5之间设有非金属密封圈9，可用来密封短接5与操作杆6之间的间隙，对操作杆6起到一定的固定和缓冲作用，防止操作杆6对短接5或油管挂7内壁的摩擦。操作杆6由安装在海上平台的动力装置8驱动，动力装置8具有卡盘，卡盘卡住操作杆6的侧壁，驱动操作杆6沿其长度方向上下移动或以操作杆6为轴心旋转。

优选地，操作杆6的材料为金属。

一些实施例中，非金属密封圈9为“o”型橡胶圈。

内壁清洗刷头2套置于操作杆6的底部侧壁周围，且外径大于油管挂7的内径，被操作杆6带动而沿操作杆6长度方向上下移动或以操作杆6为轴心旋转，从而实现对油管挂7内壁的刷洗。

一些实施例中，内壁清洗刷头2为圆筒形的柔性钢丝刷，在清洗时不会对油管挂7内壁造成损坏。

高压喷水管1套置于操作杆6内，上端自操作杆6伸出后与设于海上平台的高压喷水驱动装置连接，下端自操作杆6底部伸出。高压喷水管1下端设有多个喷水孔，水流冲洗油管挂内壁上的污垢,清除下来的油污、泥沙、蜡质被污水收集器3截留，通过污水排水管4抽走，不会人为造成脏物掉入井中，造成污染或油管堵塞。高压喷水管1设置为一根以上。

优选地，设置2根高压喷水管1。

一些实施例中，高压喷水管1喷出的水含有专门清洗油污的清洗液。

一些实施例中，污水收集器3与油管挂7底部为螺纹连接。油管挂7底部的管挂螺纹71很长，虽然管挂螺纹71下端连有油管，但是管挂螺纹71上端依然有足够位置与污水收集器3连接。

污水收集器3的结构如图2所示，污水收集器3的上部为圆桶，下部为直径小于上部的圆柱，圆柱侧壁设有与油管挂7底部的管挂螺纹71相匹配的外螺纹33。污水收集器3内壁上设有用于安装和拆卸污水收集器3的内螺纹31或凹槽32。安装污水收集器3时，可使用专用的工具通过污水收集器3内壁上的内螺纹31与污水收集器3螺纹连接，或者卡入污水收集器3内壁上的凹槽32，将污水收集器3从采油树上部移入油管挂7内，并与油管挂7底部的管挂螺纹71连接。污水收集器3内壁上的内螺纹31与油管挂7底部的管挂螺纹71的螺纹方向相反，专用的工具将污水收集器3与油管挂7旋紧的过程中，自身与污水收集器3逐渐旋松，最后脱离污水收集器3。需要拆卸污水收集器3时，往安装时反方向将污水收集器3旋转拆下。也可使用另外的专用工具卡入污水收集器3内壁上的凹槽32，将污水收集器3与油管挂7旋紧或拆卸。污水收集器3内壁上的凹槽32为倒t型。

一些实施例中，污水收集器3为无上表面的空心圆柱，其侧壁设有与油管挂7底部的管挂螺纹71相匹配的外螺纹。

污水排水管4套置于操作杆6内，上端自操作杆6伸出后与设于海上平台的抽水泵相连，下端自操作杆6伸出至污水收集器3中，将清洗液及油污排出，保证脏物不会落入井内，造成二次污染及周围海水环境污染。

油管挂7需要清洗时，井底下的压力是被井下安全阀关闭的，井口采油树设备处于非工作状态，里面没有压力。采油树上的采油树帽被拆下。本发明的水下采油树油管挂清洗工具通过以下顺序进安装：

（1）通过专用取放工具将污水收集器3和油管挂7下端螺纹连接；

（2）将短接5上的公螺纹与油管挂7上端的母螺纹连接；

（3）内壁清洗刷头2套置于操作杆6底部侧壁；

（4）操作杆6与动力装置8连接，下入油管挂7；

（5）高压喷水管1穿过操作杆6伸入油管挂7内，下端突出于操作杆6；

（6）污水排水管4穿过操作杆6并伸入污水收集器3中。

实施例1

井下安全阀关闭，拆下采油树上的采油树帽，专用取放工具末端卡入污水收集器的倒t型槽，将污水收集器安装到油管挂底部。油管挂底部的管挂螺纹很长，管挂螺纹下端连接有油管，管挂螺纹的上端与污水收集器连接。

短接上的公螺纹与油管挂上端的母螺纹连接。操作杆为金属材质，上端在海上平台被动力驱动装置的卡盘抱住，操作杆穿过连接法兰，然后操作杆和连接法兰一起从海上平台逐渐下入到采油树处，连接法兰下端与采油树连接（采油树帽拆下的地方）并实现静密封，连接法兰上端与操作杆实现动密封，操作杆可以继续下入并穿过短接伸入油管挂内。操作杆底部侧壁套置有内壁清洗刷头。内壁清洗刷头为圆筒形的柔性钢丝刷，外径大于油管挂内壁的直径。操作杆与短接之间设有“o”型橡胶圈，防止操作杆和短接或油管挂内壁产生摩擦，但是“o”型橡胶圈不会过紧，而且操作杆穿过短接时，松软的内壁清洗刷头被挤压，使操作杆可以伸入油管挂内。

高压喷水装置的高压喷水管下端从操作杆伸出。与抽水机相连的污水排水管从海上平台穿过操作杆伸入采油树内，将海水抽走。此时动力装置开始驱动操作杆自上而下旋转，带动内壁清洗刷头旋转清洗油管挂内壁，高压喷水管的多个喷水孔向各个方向喷出含有清洗液的水流，冲洗油管挂内壁。

污水排水管将污水收集器截留的污水或污垢抽走。操作杆上下移动多次，将油管挂内壁清洗干净。拆卸时，将其它装置移走后，专用取放工具卡入污水收集器的倒t型槽中，将污水收集器旋转拆下。

综上所述，本发明的水下采油树油管挂清洗工具实现了现场井口的水下清洗油管挂的作业方式；清理方式操作简单、方便、快捷，清洗效果好；清洗液或油污通过污水收集器截留并被污水排水管排出，可保证脏物不会落入井内，造成二次污染及周围海水环境污染。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。