一种海上油气井隔水管清洗装置的制作方法

本发明涉及一种海上油气井隔水管清洗装置，属隔水管清洗设备技术领域。

背景技术：

在海上油气井勘探开发技术领域，隔水管是海上油气井的重要设备。隔水管在海洋环境工作时，由于寒冷的海水可导致隔水管中的泥浆、钻井液的固化，容易造成钻杆与隔水管环空部位堵塞的问题。工作过程中，需定期的通过清洗装置对隔水管的内部进行清洗才能满足海上油气生产使用的需要。但现有的清洗装置是通过固定设置的刮刀通过旋转的方式，对隔水管的内部进行清理的，但采用该种方式时，由于现有刮刀并不具有缓冲功能；因此当隔水管内部附着物较多时，极易发生“卡涩”导致的工作效率低下的问题。因此有必要研发一种新的隔水管清洗装置，以解决现有清洗装置存有的以上问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种结构紧凑、设计巧妙，以解决现有隔水管清理装置存有的易“卡涩”导致的工作效率低下问题的海上油气井隔水管清洗装置。

本发明的技术方案是：

一种海上油气井隔水管清洗装置,它由上接头、下接头、中心筒、往复阀、启动阀和衔接套构成；其特征在于：中心筒的一端螺纹连接有上接头；中心筒的另一端插接连接有下接头；下接头的圆周面上通过衔接套与中心筒螺纹连接；中心筒内设置有往复腔室；往复腔室内活动安装有往复阀；往复阀的一端延伸至下接头的内部；往复阀的另一端延伸至上接头的内部；往复阀一侧的上接头内通过复位弹簧活动安装有启动阀；启动阀两侧的上接头内设置有密封孔；密封孔内通过密封弹簧活动装有密封球；密封孔一侧的上接头内设置有流通横孔；启动阀通过密封孔和流通横孔与中心筒间歇连通。

所述的启动阀由密封活塞、滑动密封圈和流通桶构成；流通桶的一端螺纹连接有密封活塞；密封活塞呈内部呈锥型的圆环状；密封活塞的圆周面与上接头滑动密封连接；流通桶的另一端与上接头之间设置有复位弹簧；流通桶的圆周面上设置有侧面设置有侧流通孔；侧流通孔一侧的流通桶的圆周面上固装有滑动密封圈；滑动密封圈与上接头的内部滑动密封连接；流通桶的底部设置有主流通孔。

所述的中心筒由中心筒本体、清刮器a、清刮器b和t型连通板构成；中心筒本体的内部设置有阶梯通孔；阶梯通孔与上接头之间形成往复腔室；往复腔室外侧的中心筒本体上设置有外环空；外环空一侧的中心筒本体上呈发散状设置有多个弧形连通孔；外环空的一端与流通横孔连通；外环空的另一端与弧形连通孔连通；弧形连通孔外侧的中心筒本体上装有清刮器a；清刮器a一侧的外环空外侧的中心筒本体上装有清刮器b；弧形连通孔内侧的中心筒本体上设置有内环空；内环空两端设置有清洗喷孔；内环空的内部的中心筒本体与下接头之间设置有纵向连接孔；往复阀通过纵向连接孔、内环空和清洗喷孔间歇与外界连通；纵向连接孔一侧的中心筒本体的内部设置有弯折连通孔；外环空与弯折连通孔连通；弯折连通孔与纵向连接孔之间通过限压弹簧活动安装有t型连通板；t型连通板上设置有贯通孔。

所述的清刮器a和清刮器b均由弧形刮板、连接杆、推送活塞、回位弹簧和限位环构成；中心筒本体的圆周面上设置有装配孔；装配孔内通过滑动密封连接的推送活塞装有连接杆；连接杆延伸至中心筒本体的外端后固装有弧形刮板；装配孔的端口处设置有限位环；限位环与推送活塞之间设置有回位弹簧。

所述的往复阀由导液筒、活塞盘、密封阀a和密封阀b构成；导液筒的中部固装有活塞盘；活塞盘与往复腔室滑动密封连接；活塞盘的内部设置有腔室a和腔室b；腔室a与导液筒的进口端连通；腔室b与导液筒的出口端连通；腔室a内装有密封阀a；腔室b内装有密封阀b；所述的导液筒的出口端呈圆锥状；导液筒的出口端的圆周面上均布有多个供液孔；供液孔呈长孔型，其与纵向连接孔间歇连通；纵向连接孔与导液筒的圆周面滑动密封连接。

所述的腔室a内通过密封孔活动装有密封阀a，密封阀a呈截面为“中”字形的圆柱体；密封阀a的两端分别延伸至密封孔的外端后，与往复腔室的两端间歇抵触连接。

所述的密封阀b呈截面为“工”字形的圆柱体；密封阀b的两端粗端部分分别位于活塞盘的外端；密封阀b的两端与往复腔室的两端间歇抵触连接。

本发明的优点在于：

该海上油气井隔水管清洗装置，结构紧凑、设计巧妙；其清刮器具备缓冲功能，当弧形刮板遇上“硬物”不能一次刮除时，可自行退让后，下次进行刮除，从而解决了现有隔水管清理装置存有的易“卡涩”导致工作效率低下的问题；此外该清洗装置工作时高压钻井液可通过清洗喷孔呈“脉冲”的方式喷出，从而增强了其清洗冲击力，更适合海上油气井隔水管清洗的需要，满足了人们的使用需求。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中a-a向的结构示意图；

图3为图1中b-b向的结构示意图；

图4为图1中c-c向的结构示意图；

图5为图1中d-d向的结构示意图；

图6为本发明的中心筒本体的结构示意图；

图7为图1中e处的放大结构示意图；

图8为本发明的工作状态结构示意图；

图9为本发明的往复阀的工作状态结构示意图；

图10为本发明的往复阀的工作状态结构示意图；

图11为图8中f处的放大结构示意图。

图中：1、上接头，2、下接头，3、中心筒，4、往复阀，5、启动阀，6、清刮器，7、衔接套，8、密封孔，9、密封弹簧，10、密封球，11、流通横孔，12、密封活塞，13、流通桶，14、复位弹簧，15、滑动密封圈，16、侧流通孔，17、主流通孔，18、中心筒本体，19、t型连通板，20、往复腔室，21、外环空，22、弧形连通孔，23、清刮器b，24、内环空，25、清洗喷孔，26、纵向连接孔，27、弯折连通孔，28、限压弹簧，29、贯通孔，30、弧形刮板，31、连接杆，32、推送活塞，33、回位弹簧，34、限位环，35、导液筒，36、活塞盘，37、密封阀a，38、密封阀b，39、腔室a，40、腔室b,41、供液孔。

具体实施方式

该海上油气井隔水管清洗装置由上接头1、下接头2、中心筒3、往复阀4、启动阀5和衔接套7构成（参见说明书附图1）。

中心筒3的一端螺纹连接有上接头1（参见说明书附图1）；上接头1呈圆筒状；上接头1内通过复位弹簧14活动安装有启动阀5（参见说明书附图1）。启动阀5受力时可在上接头1内来回滑动。

启动阀5由密封活塞12、滑动密封圈15和流通桶13构成（参见说明书附图1）。

流通桶13的一端螺纹连接有密封活塞12；密封活塞12呈内部呈锥型的圆环状；如此设置密封活塞12的目的在于：以使工作时，进入上接头1内的高压钻井液经过密封活塞12的“锥面”进入到流通桶13的过程中，流通的高压钻井液在锥面“节流增压”的作用下，增大压力后进入到流通桶13中，如此即可便于该清洗装置后续步骤的进一步进行。

密封活塞12的圆周面与上接头1滑动密封连接；流通桶13的另一端与上接头1之间设置有复位弹簧14；流通桶13的圆周面上设置有侧面设置有侧流通孔16；侧流通孔16一侧的流通桶13的圆周面上固装有滑动密封圈15；设置滑动密封圈15的目的在于：以避免从主流通孔17流出的高压钻井液泄漏到流通桶13、滑动密封圈15和上接头1形成的环空内，影响该清洗装置正常工作问题的发生。

滑动密封圈15与上接头1的内部滑动密封连接；流通桶13的底部设置有主流通孔17（参见说明书附图1）。

如此设置流通桶13的目的在于：以使工作时，进入流通桶13的一部分可通过主流通孔17输出；另一部分可通过侧流通孔16进入到流通桶13、滑动密封圈15和上接头1形成的环空中，进入另一个路径。

启动阀5一侧的上接头1内设置有限位凸起（说明书附图中未示）；设置限位凸起的目的在于：通过限位凸起将启动阀5限制在上接头1的内部从而避免其发生脱离装配位置问题的发生。

启动阀5两侧的上接头1内设置有密封孔8（参见说明书附图1和2）；密封孔8内通过密封弹簧9活动装有密封球10；密封球10与密封孔8滑动密封连接。

密封孔8一侧的上接头1内设置有流通横孔11；工作时，当密封球10受到高压钻井液的压力后，密封球10即可克服密封弹簧9的弹力后移动，从而使上接头1的内部通过密封孔8与流通横孔11连通，进而达到与中心筒3间歇连通的目的。

中心筒3的另一端插接连接有下接头2；下接头2的圆周面上螺纹连接有衔接套7；衔接套7与与中心筒3螺纹连接；如此设置的目的在于：以使下接头2和中心筒3通过衔接套7固定连接呈一个整体，从而避免了其轻易发生“脱离”的问题。

中心筒3由中心筒本体18、清刮器a6、清刮器b23和t型连通板19构成（参见说明书附图1和6）；中心筒本体18的内部设置有阶梯通孔；阶梯通孔与上接头1之间形成往复腔室20（参见说明书附图1）。

往复腔室20内活动安装有往复阀4（参见说明书附图1）；往复阀4的一端延伸至下接头2的内部；往复阀4的另一端延伸至上接头1的内部。

往复阀4由导液筒35、活塞盘36、密封阀a37和密封阀b38构成（参见说明书附图1、9和10）。

导液筒35的中部固装有活塞盘36；活塞盘36与往复腔室20滑动密封连接；活塞盘36的内部设置有腔室a39和腔室b40；腔室a39与导液筒35的进口端连通；腔室b40与导液筒35的出口端连通。工作时上接头1中的高压钻井液可通过导液筒35进入到腔室a39中。

腔室a39内通过密封孔活动装有密封阀a37，密封阀a37呈截面为“中”字形的圆柱体；密封阀a37的两端分别延伸至密封孔的外端后，与往复腔室20的两端间歇抵触连接（参见说明书附图9和10）。

腔室b40内装有密封阀b38；密封阀b38呈截面为“工”字形的圆柱体；密封阀b38的两端粗端部分分别位于活塞盘36的外端；密封阀b38的两端与往复腔室20的两端间歇抵触连接（参见说明书附图9和10）。

导液筒35的出口端呈圆锥状（参见说明书附图1）；如此设置的目的在于：以使高压钻井液通过导液筒35的出口端输出时，高压钻井液在圆锥面“节流增压”的作用下，增强压力后进入到下接头2中，从而达到增强压力，便于后续部件正常运行的目的。

导液筒35的出口端的圆周面上均布有多个供液孔41；供液孔41呈长孔型。工作时导液筒35可在下接头2的内部来回移动；导液筒35移动过程中纵向连接孔26与导液筒35的圆周面滑动密封连接；供液孔41与纵向连接孔26间歇连通。如此设置的目的在于：以使导液筒35来回移动过程中，能够与纵向连接孔26间歇连通，进而达到给其“间歇供高压钻井液”，从而使供液孔41达到“脉冲”喷射高压钻井液清洗隔水管内壁的目的。

往复腔室20外侧的中心筒本体18上设置有外环空21；外环空21一侧的中心筒本体18上呈发散状设置有多个弧形连通孔22（参见说明书附图1和4）。

外环空21的一端与流通横孔11连通；外环空21的另一端与弧形连通孔22连通；工作时流通横孔11中高压钻井液可通过外环空21流入到弧形连通孔22中。

弧形连通孔22外侧的中心筒本体18上装有清刮器a6；清刮器a6一侧的外环空21外侧的中心筒本体18上装有清刮器b23。

清刮器a6和清刮器b23均由弧形刮板30、连接杆31、推送活塞32、回位弹簧33和限位环34构成（参见说明书附图3和4）；中心筒本体18的圆周面上设置有装配孔（说明书附图中未示）；装配孔内通过滑动密封连接的推送活塞32装有连接杆31；连接杆31延伸至中心筒本体18的外端后固装有弧形刮板30；装配孔的端口处设置有限位环34；限位环34与推送活塞32之间设置有回位弹簧33。

在回位弹簧33弹力的作用下，弧形刮板30处于“收缩”状态，而当推送活塞32受力时，其可克服回位弹簧33弹力后带动连接杆31和弧形刮板30外移，从而达到“撑开”的目的。如此当该清洗装置工作时，即可通过“撑开”的弧形刮板30对隔水管的内部进行“刮动”清理，进而达到清理隔水管内壁的作用；在当弧形刮板30进行“刮动”清理过程中，如遇到硬物无法依次刮除时，硬物即可挤压弧形刮板30使其回缩，从而避免了现有清洗装置的刮刀因不具有缓冲功能；而导致工作过程中极易发生“卡涩”导致的工作效率低下的问题。

弧形连通孔22内侧的中心筒本体18上设置有内环空24（参见说明书附图6和7）；内环空24两端设置有清洗喷孔25；内环空24的内部的中心筒本体18与下接头2之间设置有纵向连接孔26（参见说明书附图7）；纵向连接孔26一侧的中心筒本体18的内部设置有弯折连通孔27；外环空21与弯折连通孔27连通；弯折连通孔27与纵向连接孔26之间通过限压弹簧28活动安装有t型连通板19；t型连通板19上设置有贯通孔29。工作时，外环空21内的高压钻井液会进入到弯折连通孔27中挤压t型连通板19，使其克服限压弹簧28的弹力后向右移动至极限位置，从而使纵向连接孔26通过t型连通板19上的贯通孔29连通（参见说明书附图11），进而达到工作时高压钻井液能够通过纵向连接孔26、贯通孔29和内环空24进入到清洗喷孔25中外喷，从而达到冲洗隔水管内壁的目的。

该海上油气井隔水管清洗装置工作时，首先通过工具串将该清洗装置下放到海上油气井隔水管内部需要清洗的管段，而后向该清洗装置打入高压钻井液，并通过其带动该清洗装置整体转动和缓慢下入，如此即可达到清洗隔水管和目的。

在上述过程中，高压钻井液打入该清洗装置后，进入上接头1内的高压钻井液挤压密封活塞12，使其带动流通桶13克服复位弹簧14的弹力后向右移动一段距离；当流通桶13上的滑动密封圈15移动至密封孔8的右侧后，流通桶13达到极限位置；此时上接头1内一部分的高压钻井液即可通过侧流通孔16进入到流通桶13、滑动密封圈15和上接头1形成的环空内，而后该部分高压钻井液即可挤压密封球10，使其克服密封弹簧9的弹力后移动，从而使上接头1的内部的部分高压钻井液，通过密封孔8进入到流通横孔11中（参见说明书附图8）。如此进入上接头1内的高压钻井液一部分通过密封孔8进入到流通横孔11中，另一部分通过主流通孔17进入到往复阀4的导液筒35中。

进入流通横孔11的高压钻井液，通过中心筒3的外环空21一部分进入到弧形连通孔22中；另一部分进入到弯折连通孔27中；外环空21和弧形连通孔22中的高压钻井液会挤压清刮器a6和清刮器b23的推送活塞32；推送活塞32受力后可克服回位弹簧33弹力后带动连接杆31和弧形刮板30外移，从而使弧形刮板30“撑开”。而进入到弯折连通孔27的高压钻井液会挤压t型连通板19，使其克服限压弹簧28的弹力后向右移动至极限位置，从而使纵向连接孔26通过t型连通板19上的贯通孔29与内环空24连通（参见说明书附图11）。

进入到往复阀4的导液筒35中的高压钻井液，首先沿着导液筒35进入到腔室a39中，并通过腔室a39中的密封孔进入到活塞盘36左侧的往复腔室20中（参见说明书附图9）；进入活塞盘36左侧的往复腔室20的高压钻井液通过活塞盘36挤压往复阀4使其整体向右运动。

当往复阀4向右移动至极限位置，密封阀a37和密封阀b38与往复腔室20的右侧面抵触（参见说明书附图10）；此时密封阀b38将腔室b40的右侧密封；腔室b40与活塞盘36左侧的往复腔室20连通（参见说明书附图10）；密封阀a37将腔室a39左侧的密封孔密封；如此进入导液筒35中的高压钻井液通过腔室a39中的右侧密封孔进入到活塞盘36右侧的往复腔室20；此时由于高压钻井液不断的进入到活塞盘36右侧的往复腔室20中，因此其将推动往复阀4使其整体向左运动；在这一过程中，活塞盘36左侧的钻井液通过腔室b40进入到活塞盘36右侧的导液筒35中。

如此当往复阀4向左移动至极限位置时，其恢复至初始状态，如此当高压钻井液不断进入导液筒35中时，往复阀4即可不断的来回往复运动，且高压钻井液将间歇的通入到活塞盘36右侧的导液筒35中。

在上述往复阀4向左运动，活塞盘36左侧的钻井液通过腔室b40进入到活塞盘36右侧的导液筒35中的过程中和往复阀4向右运动，活塞盘36右侧的钻井液通过腔室b40进入到活塞盘36右侧的导液筒35中的过程中；当导液筒35上的供液孔41与纵向连接孔26连通时，导液筒35内的高压钻井液，通过供液孔41、纵向连接孔26、t型连通板19上的贯通孔29进入到内环空24中；进入内环空24内的高压钻井液最终通过清洗喷孔25喷出，从而达到冲洗隔水管内壁的目的。

如此当其它工具串向该清洗装置打入高压钻井液，并带动其整体转动和缓慢下入的过程中，该清洗装置即可通过呈“撑开”弧形刮板30对隔水管的内壁进行“刮除”清理，又可通过清洗喷孔25呈“脉冲式”喷出高压钻井液，从而达到清洗海上油气井隔水管内壁的目的。

该海上油气井隔水管清洗装置，结构紧凑、设计巧妙；其清刮器具备缓冲功能，当弧形刮板30遇上“硬物”不能一次刮除时，可自行退让后，下次进行刮除，从而解决了现有隔水管清理装置存有的易“卡涩”导致工作效率低下的问题；此外该清洗装置工作时高压钻井液可通过清洗喷孔呈“脉冲”的方式喷出，从而增强了其清洗冲击力，更适合海上油气井隔水管清洗的需要，满足了人们的使用需求。