一种正反循环刮削冲洗工具及其使用方法与流程

本发明涉及石油压裂增产技术领域，具体涉及一种正反循环刮削冲洗工具。

背景技术：

正反循环刮削冲洗工具用于压裂增产作业中。在井下通过射孔枪在套管上射完孔后，进行加压裂作业，将大量的砂子压入地层进行造缝，此时井筒中存在的压裂砂子需要进行清理，进行后续的压裂或者其他作业。砂子进行清洗时有存在井筒清洗不干净的情况，导致后续工具串下不到井底，进而导致工具串遇阻或者遇卡，造成麻烦，因此需要将井筒中的砂子清理干净。

在清理井筒中的砂子过程中，往往通过打入高压液体进行循环清理，但存在清理不干净的情况井壁上有沾粘的异物通过冲洗不足以清理干净。反循环刮削冲洗工具既可以清理井筒中的砂子，也可以将井壁上面的异物通过刮削的作用清除下来。

正反循环刮削冲洗工具可以在井筒中存在砂子和异物的情况下，及时，快速，有效的进行清理，施工工艺简单，只需要提供一定的压力便能清洗干净，提高了冲洗效率，具有安全性和经济性。目前需要开发这种新的井筒清洗工具，解决实际问题。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种正反循环刮削冲洗工具，该工具设置在工具串最下端，可通过油管或者连续油管下放，地面开泵打压进行井筒清洗。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种正反循环刮削冲洗工具，包括上接头1，上接头1右端连通有筒状的中间上本体3，中间上本体3内滑动连接有滑套6；中间上本体3中部成形有第一台阶28，滑套6内成形有第二台阶29；第一台阶28与第二台阶29间连接有弹性装置；滑套6的第二台阶29处滑动连接有凸字形的球座7，球座7左端固定连接有循环挡板26，循环挡板26上成形有若干通孔且与中间上本体3固定连接，球座7右端安装有单向阀结构；球座7侧壁上成形有a孔30，滑套6上第二台阶29的左侧成形有与a孔30连通的侧凹槽31；球座7右侧为在滑套6内滑动连接的循环管22，循环管22左端成形有b孔32，右端与中间下本体20成形有滑动间隙33；循环管22固定连接有与中间上本体3固定连接的管状的中间下本体20；中间下本体20侧壁成形有与滑动间隙33配合的c孔34；中间下本体20轴接有管状的芯轴18，芯轴18外套设固定有螺旋轴14，螺旋轴14外套设有环形管36，环形管36与螺旋轴14间成形有螺旋导流槽37；芯轴18的内腔与螺旋轴14的螺旋导流槽37连通；芯轴18开有与环形腔体35通过e孔39连通；芯轴18中部固定有刮削外壳15，右端固定有引锥17，引锥17上安装有第二喷嘴16。

进一步的改进，所述上接头1沿周向布置有若干倾斜设置的第一喷嘴2；所述弹性装置为弹簧9；所述单向阀结构为单向阀或钢球25；所述a孔30为斜孔；侧凹槽31为环形槽；螺旋轴14与芯轴18之间成形有环形腔体35；环形腔体35与芯轴18和螺旋导流槽37连通设置。

进一步的改进，所述上接头1与中间上本体3通过螺纹连接，在中间上本体3上设置有若干数量的第三顶丝27防止上接头1与中间上本体3连接的螺纹松扣；上接头1上设置有第一o形圈4用于上接头1与中间上本体3之间的密封；滑套6与循环管22之间设置有第三o形圈8，用于与滑套6与循环管22之间密封；所述循环管22通过螺纹与中间下本体20固定连接。

进一步的改进，所述滑套6与循环管22之间设置有第三o形圈8，用于与滑套6与循环管22之间密封；滑套6与球座7之间设置有第二o形圈5用于滑套6与球座7之间密封；中间上本体3与中间下本体20通过螺纹连接。

进一步的改进，在中间下本体20上设置有若干数量的第二顶丝23，防止中间上本体3与中间下本体20螺纹松扣；在中间上本体3上设置有第四o形圈10用于与中间下本体20之间的密封；在滑套6上设置有第七o形圈21用于与中间下本体20之间的密封；在球座7上设置有第八o形圈24用于与循环管22之间的密封；在循环管22设置有第五o形圈11用于与中间下本体20之间的密封。

进一步的改进，所述中间下本体20与芯轴18通过螺纹连接，并通过第六o形圈12密封；在中间下本体20上设置有若干数量的第一顶丝19防止中间下本体20与芯轴18之间螺纹松扣；在芯轴18上设置有两个螺旋轴14，螺旋轴14套在芯轴18上；上部的螺旋轴14与中间下本体20之间设置有平面滚子轴承13；在最下端设置有引锥17通过螺纹与芯轴18连接；下部的螺旋轴14与引锥17之间设置有另外一个平面滚子轴承13；在引锥17上设置有若干数量斜向下的孔；第二喷嘴16与引锥17通过螺纹连接，第一喷嘴2与上接头1螺纹连接，实现第一喷嘴2和第二喷嘴16可拆卸进行更换。

进一步的改进，所述的螺旋轴14一端设置有四处导向键，与刮削外壳15内部的四处导向键配合，起联动作用；另外一端设置有若干数量的螺旋斜槽，用于导流的作用；所述的刮削外壳15外面设置有若干数量的斜槽，斜槽上面进行硬化处理，提高刮削寿命；刮削外壳15内壁上设置有若干数量的d孔38，用于液体流出。

一种正反循环刮削冲洗工具的使用方法，包括正循环冲洗刮削方法和反循环冲洗作业；

所述正循环冲洗刮削方法包括如下步骤：

将上接头1连通油管，向正反循环刮削冲洗工具内压入清洗液，清洗液一部分通过第一喷嘴2对井筒进行冲洗；一部分通过循环挡板26的孔流到球座7的a孔在将滑套6下压，流到循环管22的b孔，进而流到芯轴18的e孔，并且流过螺旋轴14的螺旋导流槽使得螺旋轴14转动，进而带动刮削外壳15转动，使得刮削外壳对井筒中的砂子和异物进行机械处理，清理干净；刮削外壳15中的液体通过d孔流出，一方面提供转动的动力，一方面冲洗井壁；带有压力的清洗液一部分流到引锥17的几处斜向下孔，对井壁进行冲洗，一部分流到第二喷嘴16进行竖直向下的大冲力清洗作业。

进一步的改进，所述反循环冲洗作业的步骤如下：

将上接头1连通油管，抽吸正反循环刮削冲洗工具内部形成负压或在正反循环刮削冲洗工具与井筒的环空处压入清洗液，清洗液将携带的异物通过中间下本体20的c孔，流到循环管22中，此时滑套6被弹簧9推上去，中间下本体20的c孔与循环管处于沟通状态；进而清洗液流到球座7，打开钢球25，进而通过循环挡板26上面的孔流到反循环刮削冲洗工具内部，在将液体通过油管或连续油管输送到地面。

附图说明

图1为本发明的一种正反循环刮削冲洗工具结构图；

图2为本发明的一种正反循环刮削冲洗工具的施工原理图；

图3为图1的a-a剖视图；

图4为螺旋轴的结构图；

图5为刮削外壳的结构图；

其中：1-上接头；2-第一喷嘴；3-中间上本体；4-第一o形圈；5-第二o形圈；6-滑套；7-球座；8-第三o形圈；9-弹簧；10-第四o形圈；11-第五o形圈；12-第六o形圈；13-平面滚子轴承；14-螺旋轴；15-刮削外壳；16-第二喷嘴；17-引锥；18-芯轴；19-第一顶丝；20-中间下本体；21-第七o形圈；22-循环管；23-第二顶丝；24-第八o形圈；25-钢球；26-循环挡板；27-第三顶丝；28-第一台阶；29-第二台阶；30-a孔；31-侧凹槽；32-b孔；33-f孔；34-c孔；35-环形腔体；36-环形管；37-螺旋导流槽；38-d孔；39-e孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对发明进行清楚、完整的描述，需要理解的是，术语“中心”、“竖向”、“横向”、“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。

下面结合附图来对本发明作进一步的说明。

参照如图1所示，本发明的一种正反循环刮削冲洗工具，其特征在于，包括正循环冲洗刮削冲洗功能和反循环冲洗功能。

作为本发明优选的实施方案，参照图1，包括上接头1上面设置有若干数量的第一喷嘴2，方向是斜向上的。上接头1与中间上本体3通过螺纹连接，在中间上本体3上设置有若干数量的第三顶丝27防止上接头1与中间上本体3连接的螺纹松扣。在上接头1上设置有第一o形圈4用于上接头1与中间上本体3之间的密封。在中间上本体3内设置有滑套6。滑套6与中间上本体3之间设置有弹簧9。弹簧9一端顶在滑套6上，另一端顶在中间上本体3上。滑套6内部设置有球座7和循环管22。循环管22通过螺纹与中间下本体20之间连接。滑套6与循环管22之间设置有第三o形圈8，用于与滑套6与循环管22之间密封。滑套6与球座7之间设置有第二o形圈5用于滑套6与球座7之间密封。球座7内部设置有若干数量的斜孔，用于液体流通。球座7与上接头1之间夹着循环挡板26，其上面设置有若干数量的孔。球座7内部设置有钢球25。钢球25在球座7与循环挡板26之间来回可以运动。

作为本发明优选的实施方案，参照图1，中间上本体3与中间下本体20通过螺纹连接。在中间下本体20上设置有若干数量的第二顶丝23，防止中间上本体3与中间下本体20螺纹松扣。在中间上本体3上设置有第四o形圈10用于与中间下本体20之间的密封。在滑套6上设置有第七o形圈21用于与中间下本体20之间的密封。在球座7上设置有第八o形圈24用于与循环管22之间的密封。在循环管22设置有第五o形圈11用于与中间下本体20之间的密封。

作为本发明优选的实施方案，参照图1，中间下本体20设置有若干数量的孔，用于液体流动通道。所述的循环管设置有若干数量的环形槽，用于液体流动通道。

作为本发明优选的实施方案，参照图1，中间下本体20与芯轴18通过螺纹连接，通过第六o形圈12之间密封。在中间下本体20上设置有若干数量的第一顶丝19防止其与芯轴18之间螺纹松扣。在芯轴18上设置有两个螺旋轴14，螺旋轴14套在芯轴18上。上部的螺旋轴14与中间下本体20之间设置有平面滚子轴承13。在最下端设置有引锥17通过螺纹与芯轴18连接。下部的螺旋轴14与引锥17之间设置有另外一个平面滚子轴承13。在中间下本体20与引锥17上设置有刮削外壳15。在引锥17上设置有若干数量斜向下的孔。设置有第二喷嘴16通过螺纹连接。第一喷嘴2和第二喷嘴16可拆卸进行更换。

作为本发明优选的实施方案，参照图1，芯轴18设置有若干数量的孔，用于液体流动通道。所述的螺旋轴14的一端设置有四处导向键，与刮削外壳15内部的四处导向键配合，起联动作用。另外一端设置有若干数量的螺旋斜槽，用于导流的作用。所述的刮削外壳15外面设置有若干数量的斜槽，斜槽上面进行硬化处理，提高刮削寿命。内壁上设置有若干数量的斜孔，用于液体流出。

工作原理介绍：

正循环冲洗刮削冲洗原理：如图1、2、3、4、5所示。具有一定压力的清洗液通过油管或者连续油管输入到正反循环刮削冲洗工具内部，流到上接头1中，在通过循环挡板26，此时钢球被清洗液压在球座7上，清洗液不能流到循环管22中。一部分清洗液流到第一喷嘴2中，斜向上对井筒进行冲洗，另一部分清洗液通过球座7的几个斜孔即a孔，流到与滑套6之间的环空中，进而清洗液下压滑套6，使得弹簧9被压缩。此时循环管22中的几个斜孔即b孔被打开，同时滑套6下移，将中间下本体20的几个孔即c孔关闭。因此清洗液通过a孔，流经b孔到芯轴18中。清洗液一部分流到第二第二喷嘴16，对井下的砂子进行喷射冲洗；另一部分清洗液流到芯轴18的几个孔即e孔，进而流到芯轴18与螺旋轴14之间的环形腔体中，带有压力的清洗液流到螺旋轴14的几个螺旋导流槽中，带动螺旋轴14进行转动。此时螺旋轴14与刮削外壳15之间通过四处导向键配合在一起传递扭矩。由于螺旋轴14在清洗液的液压力作用下旋转，因此刮削外壳15在转动，一部分清洗液通过刮削外壳15上面的几处斜孔即d孔射出去，一方面给刮削外壳15也提供一定的转动力，另一方面冲洗井壁。在刮削外壳15的转动下，对井筒中的砂子和异物进行机械清理。此处设置的两处平面滚子轴承13使得两处的螺旋轴14转动的更加顺畅。此为由内到外的循环。

反循环冲洗原理：如图1、2所示。具有一定压力的清洗液通过反循环刮削冲洗工具与井筒的环空，将携带的砂子等异物通过中间下本体20的几处孔即c孔，流到循环管22中，此时滑套6已经被弹簧9推上去，中间下本体20的c孔与循环管处于沟通状态。进而清洗液流到球座7，打开钢球25，进而通过循环挡板26上面的孔流到反循环刮削冲洗工具内部，在将液体通过油管或连续油管输送到地面。此为由外到内的循环。

本发明的工作过程如下：

如图1、2、3、4、5所示。本发明工作是为了将压裂后井筒中的砂子和沾粘在井筒上的异物进行刮削冲洗的作业，分为两种作业方式。

一种是正循环刮削冲洗作业。有一定压力的清洗液通过油管或者连续油管流到冲洗工具内部，一部分通过第一喷嘴2对井筒进行冲洗；一部分通过循环挡板26的孔流到球座7的a孔在将滑套6下压，流到循环管22的b孔，进而流到芯轴18的e孔，此时的清洗液有一定的压力流过螺旋轴14的几处螺旋导流槽使得螺旋轴14转动，进而带动刮削外壳15转动，使得刮削外壳对井筒中的砂子和异物进行机械处理，清理干净。刮削外壳15中的液体通过d孔流出，一方面给其提供转动的动力，一方面冲洗井壁。带有压力的清洗液一部分流到引锥17的几处斜向下孔，对井壁进行冲洗，一部分流到第二喷嘴进行竖直向下的大冲力清洗作业。

一种是反循环冲洗作业。一定压力的清洗液通过反循环刮削冲洗工具与井筒的环空，将携带的砂子等异物通过中间下本体20的几处孔即c孔，流到循环管22中，此时滑套6已经被弹簧9推上去，中间下本体20的c孔与循环管处于沟通状态。进而清洗液流到球座7，打开钢球25，进而通过循环挡板26上面的孔流到反循环刮削冲洗工具内部，在将液体通过油管或连续油管输送到地面。此为由外到内的循环。