一种自适应变径的油管井口在线清洗装置的制作方法

本发明属于油田修井设备领域，具体来说是一种油管井口在线清洗装置。

背景技术：

在石油开采过程中，修井作业是在所难免的。修井作业常常需要起下抽油管，抽油管在长期的使用过程中，外壁会粘附大量的原油，为方便油管的检测和防止原油对环境的污染，需要将油管外壁的原油清洗干净。目前，修井作业现场一般采用锅炉车刺洗的方式，使用防渗布收集清洗废液。这种清洗方式工艺复杂，不能有效避免废液渗漏，造成环境污染。为防止废液渗漏，保证废液的集中处理，提高油管清洗效率，需要对油管进行井口在线清洗。

目前，已公开的井口清洗装备为固定式机芯结构，射流喷头位置固定。而现实中，油管外径随位置变化，油管中部直径较小，油管两端接头处直径较大。清洗过程中，采用固定式机芯结构的井口清洗设备，其射流喷头与油管外壁的距离会随着油管外径变化，不能保证射流参数一直保持最优，油管两端接头处清洗效果差。

技术实现要素：

针对现有油管井口清洗设备的不足，为提高油管清洗质量，收集清洗废液，防止环境污染，本发明公开了一种自适应变径的油管井口在线清洗装置。

本发明所采用的技术方案是：

该清洗装置包括排液管、壳体、机芯、射流喷头、输水管、压板、端盖。排液管上端焊接在壳体下部，用于排出废液，排液管下端通过法兰与井口装置相连。机芯由三个互成120°的变径机构组成，安装在壳体内。变径机构与壳体的连接方式为燕尾槽连接，并使用压板和端盖限定变径机构轴向的自由度。变径机构由挡板、导轨架、弹簧、限位块和滚柱组成，滚柱安装在挡板上下两端的支撑臂圆孔内，再安装在导轨架导轨内，并使用限位块以限定滚柱和挡板在导轨架径向的移动范围。弹簧安装在挡板和导轨架之间，以保证挡板和油管能始终接触，弹簧在工作过程中始终处于压缩状态。挡板内壁有半球形凸起，以保证挡板和油管接触后，在挡板和油管之间有一定间隙；挡板上设置有倾斜的圆孔，用于安装射流喷头。导轨架上留有液压管线通道，以便液压管线通过。变径机构安装入壳体后，挡板能根据油管直径沿径向移动，实现机芯的张合，从而实现变径功能。

与已有技术相比，本发明具有以下优点：

1、采用自适应变径内芯结构，能始终保证射流喷头与油管的间隙处于最佳状态，清洗效果好。

2、整个清洗过程在起管的同时进行，不会增加额外清洗工艺，工作效率高。

3、油管的清洗过程在装置内进行，清洗废液经过排液管排出，方便废液的集中处理，避免了废液对井场环境的污染。

附图说明

图1是本发明一种自适应变径的油管井口在线清洗装置的总体结构示意图。

图2是本装置去端盖的俯视示意图。

图3是机芯轴向示意图。

图4是变径机构示意图。

图5是挡板结构示意图。

图6是导轨架结构示意图。

图中：1.排液管，2.壳体，3.机芯，4.射流喷头，5.输水管，6.压板，7.端盖，8.油管，301.挡板，302.导轨架，303.弹簧，304.限位块，305.滚柱。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1、图2、图3所示，本发明一种自适应变径的油管井口在线清洗装置包括排液管1、壳体2、机芯3、射流喷头4、输水管5、压板6、端盖7。排液管1结构为三通结构，上端口焊接在壳体2上，下端口通过法兰盘与井口装置连接，排液管1中部端口用于排出废液，通过法兰盘与废液管道相连。

机芯3由三个变径机构30组成，变径机构30按圆周排列，相互之间的夹角为120°，安装在壳体2内。变径机构30与壳体2连接方式为燕尾槽连接，变径机构30的凸起刚好能安装进壳体2的凹槽，配合为间隙配合。变径机构30安装入壳体2凹槽后，安装对应的压板6，当三组变径机构30和压板6均安装入壳体2后，最后安装端盖7，以限定变径机构30轴向的自由度。

如图4、图5、图6所示，变径机构30由挡板301、导轨架302、弹簧303、限位块304和滚柱305组成。挡板301的上下两端各有一个支撑臂，支撑臂上的圆孔内径与滚柱305外径大小相等，滚柱305安装入支撑臂的配合为间隙配合。导轨架302上下两端各有一个导轨，导轨宽度比滚柱305外径稍大。挡板301支撑臂、滚柱305和导轨架302导轨组成滚动轴承。滚柱305安装入导轨架302后，使用限位块304来限定滚柱305在导轨架302内的位移范围，从而限定挡板沿301导轨302架径向的移动范围。导轨架302中部设有圆柱形凹坑，挡板301中部焊接有圆柱形凸起，弹簧303安装在导轨架302中部凹坑和挡板301中部凸起之间，弹簧303在工作过程中始终处于压缩状态，以保证挡板301和油管8能始终接触。挡板301内壁有半球形凸起，以保证挡板301和油管8接触后，在挡板301和油管8之间有一定间隙。挡板301上设置有倾斜的圆孔，用于安装射流喷头4。导轨架302上设有输水管5通道，方便输水管5的通过。

该装置的组装顺序一般为：首先组装好变径机构30，然后将变径机构30安装入壳体2内部，再将排液管1焊接到壳体2上，最后安装压板4，固定端盖5。

使用该装置时，装置安装在防喷器上方。该装置不具备防井喷功能，需同防喷器配合使用。工作过程中，当油管接头开始穿过该装置时，由于油管8外径增大，油管对挡板301会作用一个推力，该力可分解为沿轴向的推力和沿径向的推力，轴向推力通过挡板301支撑臂、滚柱305和导轨架302之间的相互作用力来平衡，径向推力通过挡板301和导轨架302之间的弹簧303弹力来平衡。

改变装置中变径机构30数量，从而改变机芯3的结构；将该装置应用于抽油杆清洗，都应认定为在本发明的技术方案内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种自适应变径的油管井口在线清洗装置，包括排液管、壳体、机芯、射流喷头、输水管、压板、端盖。排液管上端焊接在壳体下部，排液管下端通过法兰与井口装置相连。机芯由三个互成120°的变径机构组成，安装在壳体内。变径机构与壳体的连接方式为燕尾槽连接，并使用压板和端盖限定变径机构轴向的自由度。变径机构由挡板、导轨架、弹簧、限位块和滚柱组成。弹簧安装在挡板和导轨架之间，以保证挡板和油管能始终接触，弹簧在工作过程中始终处于压缩状态。挡板内壁有半球形凸起，以保证挡板和油管接触后，在挡板和油管之间有一定间隙。本发明的核心是采用自适应变径机芯，机芯能根据油管外径实现张合，从而实现变径功能。

技术研发人员：李琴;陈波;石明江;谢豆;汤海平
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2017.12.11
技术公布日：2018.03.27