油井清蜡除垢装置的制作方法

本发明涉及石油天然气工业井下完井技术领域，特别涉及一种油井清蜡除垢装置。

背景技术：

在石油天然气勘探开发领域中，油井产出液体流经油管或套管内壁，会结蜡和产生水垢，这些杂质日积月累堆积在管柱内壁上，会逐渐堵塞管柱，影响油气井正常生产。目前井下作业时常用的清蜡除垢方式主要有：化学清蜡除垢、地面高压水射流清除等方式。

其中化学清蜡除垢的方法是从井口注入化学药剂，对化学溶液通过化学反应清除水垢和蜡，这种方法缺点是费用很高，并且会对油层产生污染；地面高压水射流清除方法是将油管从井内逐根取出，运送到特定的清除地点，运用专用设备进行清除，作业过程繁琐且费用高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种油井清蜡除垢装置，该装置实现了不需要将油管从井内逐根起出，也不需要注入任何化学药剂，对套管内壁清蜡除垢效果好，工序简单，降低成本，且不会污染产层，不会对油管及其他井下工具造成损坏。克服了现有化学清蜡除垢方法费用高、对油层产生污染，地面高压水射流清除方法需要将油管从井内逐根起出，作业过程繁琐且费用高的不足。

本发明所采取的技术方案是：一种油井清蜡除垢装置，包括钢丝绳、重力封隔器、反扭矩自锁器、螺杆马达和铣锥，所述重力封隔器包括锤体、胶筒和中心管，锤体下端连接压帽，压帽上开有循环孔，中心管上端挂接在压帽内壁台阶面上，胶筒套装在中心管上，胶筒置于压帽和托盘之间，托盘连接在中心管下端；

所述反扭矩自锁器包括带有中心通道的凸轮轴，凸轮轴上部套装有槽体，槽体的多个安装槽内均安装有弹簧，弹簧外侧连接扶正块，上压帽、连接筒分别连接在槽体上下端并对扶正块限位，凸轮轴下部外壁设计有多瓣凸轮，多瓣凸轮能够推动相应多个自锁键伸出并使自锁键锁定在油管内壁上，自锁键通过下压帽限位，凸轮轴与槽体之间、凸轮轴与下压帽之间均安装有轴承；

所述钢丝绳下端连接重力封隔器的锤体，重力封隔器下端连接凸轮轴，凸轮轴与螺杆马达相连接，螺杆马达与铣锥相连接。

凸轮轴下部外壁设计有三瓣凸轮，该三瓣凸轮能够推动相应三个自锁键伸出并使自锁键锁定在油管内壁上。

铣锥包括锥体，锥体上设有切削刃和水眼，切削刃采用硬质合金颗粒堆焊制成。

本发明的有益效果是：本发明实现了不需要将油管从井内逐根起出，也不需要注入任何化学药剂，对套管内壁清蜡除垢效果好，工序简单，降低成本，且不会污染产层，不会对油管及其他井下工具造成损坏。

附图说明：

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为反扭矩自锁器原理图。

具体实施方式：

如图1、图2所示，一种油井清蜡除垢装置，包括钢丝绳1、重力封隔器2、反扭矩自锁器3、螺杆马达4和铣锥5，所述重力封隔器2包括锤体21、胶筒24和中心管25，锤体21下端连接压帽22，压帽22上开有循环孔23，中心管25上端挂接在压帽22内壁台阶面上，胶筒24套装在中心管25上，胶筒24置于压帽22和托盘26之间，托盘26连接在中心管25下端；

所述反扭矩自锁器3包括带有中心通道的凸轮轴37，凸轮轴37上部套装有槽体32，槽体32的多个安装槽内均安装有弹簧34，弹簧34外侧连接扶正块33，扶正块33在槽体32内能够伸出和缩回。上压帽31、连接筒35分别连接在槽体32上下端并对扶正块33限位，凸轮轴37下部外壁设计有多瓣凸轮，多瓣凸轮能够推动相应多个自锁键38伸出并使自锁键38锁定在油管6内壁上，自锁键38通过下压帽39限位，凸轮轴37与槽体32之间、凸轮轴37与下压帽39之间均安装有轴承36；

所述钢丝绳1下端连接重力封隔器2的锤体21，重力封隔器2下端连接凸轮轴37，凸轮轴37与螺杆马达4相连接，螺杆马达4与铣锥5相连接。

凸轮轴37下部外壁设计有三瓣凸轮，该三瓣凸轮能够推动相应三个自锁键38伸出并使自锁键38锁定在油管6内壁上。

铣锥5包括锥体，锥体上设有切削刃51和水眼52，切削刃51采用硬质合金颗粒堆焊制成。

使用时，根据油管内径，设定油井清蜡除垢装置的外径，保证封隔器2能密封油管内壁，以及保证铣锥5能正常切削。

地面绞车用钢丝绳将油井清蜡除垢装置下入油管柱内，依靠自重下行，重力封隔器2在初始状态时，上端承受钢丝绳1拉力，下端承受螺杆马达4及铣锥5的重力，处于拉伸状态，胶筒24不受外力，保持自然状态；当铣锥5下行遇到水垢或蜡后，锤体21的自重力会施加到压帽22上，胶筒24在压帽22和托盘26挤压下涨开，封闭油管内径。高压泵从井口注入动力液，动力液进入循环孔23，依次流经中心管25、凸轮轴37中心通道、螺杆马达4，最后经铣锥水眼52喷出。动力液驱动螺杆马达4输出扭矩t至铣锥5，以切削水垢或蜡，螺杆马达4定子会产生相同大小的反扭矩t′，t′会传到凸轮轴37上，凸轮轴37受力旋转，凸轮将自锁键38推出，自锁键38与油管内壁啮合实现自锁，以此克服螺杆马达4的反扭矩t′，这一过程中，扶正块33受弹簧34作用力伸出，并和油管内壁形成摩擦阻力，此摩擦阻力大于凸轮轴37和槽体32之间的静摩擦力，故反扭矩自锁器3不会转动。螺杆马达4带动铣锥5旋转，切削水垢或蜡，水眼52喷出的动力液冲洗碎屑，循环排出井外，直至油管柱全部清除干净后，地面绞车收回钢丝绳1，起出油井清蜡除垢装置，结束作业。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及石油天然气工业井下完井技术领域，特别涉及一种油井清蜡除垢装置。该装置包括钢丝绳、重力封隔器、反扭矩自锁器、螺杆马达和铣锥，所述重力封隔器包括锤体、胶筒和中心管，锤体下端连接压帽，压帽上开有循环孔，中心管上端挂接在压帽内壁台阶面上，胶筒套装在中心管上，胶筒置于压帽和托盘之间，托盘连接在中心管下端。本发明实现了不需要将油管从井内逐根起出，也不需要注入任何化学药剂，对套管内壁清蜡除垢效果好，工序简单，降低成本，且不会污染产层，不会对油管及其他井下工具造成损坏。

技术研发人员：刘平全;施连海;李磊兵;张秋阳;杨帆;庄纯才;霍新;韩龙;徐涛;王西贵;张昕冉;张帆;贺婵娟;任宪忠;胡可能;张铁铭;王超;郭立娜
受保护的技术使用者：中国石油集团长城钻探工程有限公司
技术研发日：2019.01.03
技术公布日：2019.04.05