一种油田钻井井壁疏通清扫机构的制作方法

1.本发明涉及石油开发技术领域，尤其涉及一种油田钻井井壁疏通清扫机构。


背景技术：

2.在采油作业中，油田钻井经常因为原油中的杂质附着在管壁上而堵塞，不仅会影响到采油的效率，还会污染原油，造成一定的经济损失。
3.现有的油田钻井井壁疏通清扫机构在实际使用的时候依然存在一些不足之处，单一规格的疏通装置往往只能针对某一规格的钻井进行疏通，而且竖筒装置在实际对钻井管壁进行疏通的时候疏通效果并不理想，钢丝刷容易磨损，需要经常更换。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种油田钻井井壁疏通清扫机构。
5.本发明的技术方案是：一种油田钻井井壁疏通清扫机构，包括井口支撑架、伸缩电机、伸缩架、井下电机、转动连接轴、固定支撑结构、清扫盘和转换轴，所述井口支撑架与井口固定连接，所述伸缩架为多段式伸缩结构且顶端与所述井口支撑架固定连接，所述伸缩电机固定于所述井口支撑架中心且驱动所述伸缩架伸缩，所述伸缩架底端与所述井下电机固定连接，所述转动连接轴包括内管和外管，所述外管上端与所述伸缩架底端固定连接且下端与所述固定支撑结构固定连接，所述内管上端与所述井下电机的输出轴固定连接且中部贯穿并驱动所述固定支撑结构，所述清扫盘包括上清扫盘和下清扫盘并通过所述转换轴连接形成同轴反向清扫结构，所述同轴反向清扫结构上端与所述固定支撑结构的下端固定连接，所述内管下部驱动所述同轴反向清扫结构转动。
6.优选的，所述固定支撑结构包括切换管、螺纹支撑管、支撑瓣和支撑结构外壳，所述切换管套设固定于所述内管外部，所述切换管内套于所述螺纹支撑管内上部且与所述螺纹支撑管配合连接，所述螺纹支撑管外壁上部设置有螺纹且与所述支撑结构外壳上部丝扣连接，所述螺纹支撑管下部为锥形结构并与所述支撑瓣配合形成推压支撑结构，所述支撑结构外壳与所述外管固定连接且侧面设置有多个支撑瓣弹性槽，所述支撑瓣中部与所述支撑瓣弹性槽连接且内端与所述螺纹支撑管下部的锥形结构形成配合结构。
7.优选的，所述切换管包括切换基管、导向槽、棘齿块和环形活动槽，所述切换基管为中空管状结构，所述环形活动槽设置于所述切换基管中部形成环形的凹槽结构，多个所述棘齿块设置于所述环形活动槽内并与所述切换基管连接，多个所述导向槽沿所述切换基管上部外圆周设置且与所述环形活动槽相连通，所述导向槽下出口与所述棘齿块竖直方向配合形成旋转升降通道；所述螺纹支撑管包括导向块、锥形支撑块和管壁，所述管壁外设置有外螺纹且内壁上部设置有多个导向块，所述导向块的与对应的所述导向槽适配并沿竖直方向滑动，所述导向块与所述环形活动槽适配并沿圆周方向滑动，所述螺纹支撑管底部与
锥形支撑块固定连接，所述锥形支撑块与所述支撑瓣配合形成锥形支撑结构；所述支撑结构外壳顶部中央固定连接有外壳螺纹管，所述外壳螺纹管内部设置有螺纹槽，所述外壳螺纹管与所述螺纹支撑管丝扣连接。
8.优选的，所述同轴反向清扫结构包括同轴连接的上清扫盘、转换轴和下清扫盘，所述转换轴顶部与所述固定支撑结构底部固定连接，所述内管贯穿所述转换轴并驱动所述上清扫盘和下清扫盘转动；所述转换轴包括上齿轮盘、下齿轮盘、转换齿轮和固定轴，所述上齿轮盘与所述上清扫盘固定连接，所述下齿轮盘与所述下清扫盘固定连接，所述固定轴顶部与所述固定支撑结构底部固定连接，所述固定轴中部外圆周方向设置有多根转轴，每根转轴上套设有一个对应的转换齿轮，所述固定轴底端突出形成台阶并与所述下清扫盘形成阶梯配合，所述转换齿轮上下齿面分别与所述上齿轮盘和下齿轮盘相啮合，所述上齿轮盘、转换齿轮和下齿轮盘形成同轴反向转动结构，所述内管贯穿所述固定轴并与所述下齿轮盘固定连接。
9.优选的，所述固定轴中部转轴的外部还固定连接有管状的外罩，所述外罩与所述上清扫盘和下清扫盘密闭接触连接优选的，所述伸缩架可以替换为连续油管设备，所述连续油管设备包括滚筒结构的连续油管架和缠绕在连续油管架上的连续油管，所述连续油管架与所述井口支撑架固定连接，所述连续油管穿过所述井口支撑架与所述井下电机固定连接。
10.优选的，所述转动连接轴包括，外管、内管、注流管和导流连接部，所述导流连接部顶部与所述井下电机输出轴固定连接，所述外管与所述井下电机的外壳固定连接，所述导流连接部与所述内管固定连接，所述注流管固定于所述外管壁并与所述内管连通；所述导流连接部包括导流叶片轴和多个内管连接柱，所述导流叶片轴顶部与所述井下电机的输出轴固定连接，所述导流叶片轴下部为涡轮叶片结构，每个所述内管连接柱顶端与所述导流叶片轴固定连接且底端与所述内管固定连接。
11.优选的，所述内管底部封闭并设置有多个蒸汽喷口，所述蒸汽喷口呈多层螺旋形状排布，所述注流管与蒸汽管道连接。
12.本发明与现有技术相比较，具有以下优点：本装置操作简便，各个结构均为集成化的设计，可以方便拆卸和更换，通过固定支撑结构可以给井下电机提供一个稳定的工作状态，通过伸缩架可以一次性的消除一段区域内的阻塞物，通过设置同轴反向清扫结构可以对阻塞物或者结蜡部位进行更加深度的清理。
附图说明
13.图1为本发明的结构示意图；图2为固定支撑结构和同轴反向清扫结构的连接结构示意图；图3为固定支撑结构结构图；图4为同轴反向清扫结构结构图；图5为本发明的连续油管模式结构图；图6为转动连接轴结构示意图；图中：1
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井口支撑架，2
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伸缩电机，3
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伸缩架，4
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井下电机，5
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转动连接轴，51
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外
管，52
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内管，53
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注流管，54
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导流连接部，541
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导流叶片轴，542
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内管连接柱，6
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固定支撑结构，61
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切换管，611
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切换基管，612
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导向槽，613
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棘齿块，614
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环形活动槽，62
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螺纹支撑管，621
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导向块，622
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锥形支撑块，623
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管壁，63
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支撑瓣，64
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支撑结构外壳，641
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外壳螺纹管，642
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支撑瓣弹性槽，7
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清扫盘，71
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上清扫盘，72
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下清扫盘，8
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转换轴，81
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固定轴，82
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上齿轮盘，83
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转换齿轮，84
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下齿轮盘，85
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外罩，9
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蒸汽喷口，10
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蒸汽管道，11
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连续油管架，12
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连续油管。
具体实施方式
14.以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
15.实施例一参照图1和图2所示，一种油田钻井井壁疏通清扫机构，包括井口支撑架1、伸缩电机2、伸缩架3、井下电机4、转动连接轴5、固定支撑结构6、清扫盘7和转换轴8，井口支撑架1与井口固定连接，伸缩架3为多段式伸缩结构且顶端与井口支撑架1固定连接，伸缩电机2固定于井口支撑架1中心且驱动伸缩架3伸缩，伸缩架3底端与井下电机4固定连接，转动连接轴5包括内管52和外管51，外管51上端与伸缩架3底端固定连接且下端与固定支撑结构6固定连接，内管52上端与井下电机4的输出轴固定连接且中部贯穿并驱动固定支撑结构6，清扫盘7包括上清扫盘71和下清扫盘72并通过转换轴8连接形成同轴反向清扫结构，同轴反向清扫结构上端与固定支撑结构6的下端固定连接，内管52下部驱动同轴反向清扫结构转动。
16.工作原理：1.需要进行疏通作业的时候，启动伸缩电机2，控制伸缩架3向井眼内部伸展。
17.2.到达指定位置后启动井下电机4，控制固定支撑结构6运转，将井下部位与井眼位置固定。
18.3.井下电机4继续运转，带动清扫盘7运转并对阻塞物进行疏通作业。
19.4.阻塞部位的阻塞物消除后，井下电机4反向旋转，控制固定支撑结构6松开从而从固定位置脱离。
20.5.启动伸缩电机2，控制伸缩架3继续向下伸展，然后重复上边的操作，直到井眼阻塞部位清理完毕。
21.6.伸缩电机2控制伸缩架3向上收缩，伸缩架3带动井下部位一同向上运动，当到达最高点处时，关闭伸缩电机2，将井下部位取出维护，本轮疏通工作结束。
22.本装置操作简便，各个结构均为集成化的设计，可以方便拆卸和更换，通过固定支撑结构6可以给井下电机4提供一个稳定的工作状态，通过伸缩架3可以一次性的消除一段区域内的阻塞物，通过设置同轴反向清扫结构可以对阻塞物或者结蜡部位进行更加深度的清理。
23.实施例二参照图1、图2和图3所示，与实施例一基本相同，所不同在于，固定支撑结构6包括切换管61、螺纹支撑管62、支撑瓣63和支撑结构外壳64，切换管61套设固定于内管52外部，
切换管61内套于螺纹支撑管62内上部且与螺纹支撑管62配合连接，螺纹支撑管62外壁上部设置有螺纹且与支撑结构外壳64上部丝扣连接，螺纹支撑管62下部为锥形结构并与支撑瓣63配合形成推压支撑结构，支撑结构外壳64与外管51固定连接且侧面设置有多个支撑瓣弹性槽642，支撑瓣63中部与支撑瓣弹性槽642连接且内端与螺纹支撑管62下部的锥形结构形成配合结构。
24.工作原理：1.井下电机4启动，带动内管52转动，内管52转动带动切换管61转动，切换管61带动螺纹支撑管62转动。
25.2.由于螺纹支撑管62与支撑结构外壳64丝扣连接，螺纹支撑管62向下运动。
26.3.螺纹支撑管62下部的锥形结构与支撑瓣63配合，锥形结构向下的力将支撑瓣63向外推出从而和井眼固定。
27.该结构通过将井下电机4的旋转变为水平方向的推动力，并通过丝扣连接的方式锁定，可以有效地避免在发生震动等的情况下，支撑瓣63回弹发生固定的松动，结构稳定实用。
28.实施例三参照图1、图2和图3所示，与实施例二基本相同，所不同在于，切换管61包括切换基管611、导向槽612、棘齿块613和环形活动槽614，切换基管611为中空管状结构，环形活动槽614设置于切换基管611中部形成环形的凹槽结构，多个棘齿块613设置于环形活动槽614内并与切换基管611连接，多个导向槽612沿切换基管611上部外圆周设置且与环形活动槽614相连通，导向槽612下出口与棘齿块613竖直方向配合形成旋转升降通道；螺纹支撑管62包括导向块621、锥形支撑块622和管壁623，管壁623外设置有外螺纹且内壁上部设置有多个导向块621，导向块621的与对应的导向槽612适配并沿竖直方向滑动，导向块621与环形活动槽614适配并沿圆周方向滑动，螺纹支撑管62底部与锥形支撑块622固定连接，锥形支撑块622与支撑瓣63配合形成锥形支撑结构；支撑结构外壳64顶部中央固定连接有外壳螺纹管641，外壳螺纹管641内部设置有螺纹槽，外壳螺纹管641与螺纹支撑管62丝扣连接。
29.工作原理：1.井下电机4启动，带动内管52转动，内管52转动带动切换管61转动，此时螺纹支撑管62内部的导向块621位于切换管61的导向槽612内，切换管61通过导向块621带动螺纹支撑管62发生转动。
30.2.螺纹支撑管62在于支撑结构外壳64的丝扣连接作用下，向下运动，导向块621一同向下运动，并进入环形活动槽614，由于棘齿块613的单向设置，导向块621的转动不会受到阻碍，此时螺纹支撑管62底部的锥形支撑块622将支撑瓣63完全推开并与井眼接触从而支撑和固定井下装置。
31.3.螺纹支撑管62带动导向块621在环形活动槽614内部转动，切换管61与螺纹支撑管62的卡位结构解除，可以自由旋转，不会产生阻力。
32.4.当井下装置需要移动时，启动井下电机4反向旋转，带动螺纹支撑管62反向旋转，此时，螺纹支撑管62内部的导向块621与棘齿块613产生了反向旋转卡位，切换管61带动螺纹支撑管62反向转动。
33.5.螺纹支撑管62在和支撑结构外壳64的丝扣连接作用下向上运动，锥形支撑块622同时向上运动，支撑瓣63在弹力的作用下缩回。
34.本结构通过导向槽612、环形活动槽614、棘齿块613和导向块621的配合，形成了旋转升降通道，通过简单的旋转方向转换即可实现固定支撑和正常运转两种状态的转换，操作简便。
35.实施例四参照图1、图2、图3和图4所示，与实施例一基本相同，所不同在于，同轴反向清扫结构包括同轴连接的上清扫盘71、转换轴8和下清扫盘72，转换轴8顶部与固定支撑结构6底部固定连接，内管52贯穿转换轴8并驱动上清扫盘71和下清扫盘72转动；转换轴8包括上齿轮盘82、下齿轮盘84、转换齿轮83和固定轴81，上齿轮盘82与上清扫盘71固定连接，下齿轮盘84与下清扫盘72固定连接，固定轴81顶部与固定支撑结构6底部固定连接，固定轴81中部外圆周方向设置有多根转轴，每根转轴上套设有一个对应的转换齿轮83，固定轴81底端突出形成台阶并与下清扫盘72形成阶梯配合，内管52贯穿固定轴81并与下齿轮盘84固定连接，转换齿轮83上下齿面分别与上齿轮盘82和下齿轮盘84相啮合，上齿轮盘82、转换齿轮83和下齿轮盘84形成同轴反向转动结构。
36.工作原理：固定轴81与上方的固定支撑结构6连接固定，固定轴81内部的内管52与下齿轮盘84固定驱动下齿轮盘84转动，下齿轮盘84带动下清扫盘72转动，下齿轮盘84带动啮合的转换齿轮83转动，转换齿轮83带动啮合的上齿轮盘82反向转动，上齿轮盘82带动上清扫盘71反向转动，从而实现了上清扫盘71和下清扫盘72的同轴反向转动。
37.实施例五参照图1、图2、图3和图4所示，与实施例四基本相同，所不同在于，固定轴81中部转轴的外部还固定连接有管状的外罩85，外罩85与上清扫盘71和下清扫盘72密闭接触连接。
38.实施例六参照图5所示，与实施例一基本相同，所不同在于，伸缩架3可以替换为连续油管12设备，连续油管12设备包括滚筒结构的连续油管架1111和缠绕在连续油管架1111上的连续油管12，连续油管架1111与井口支撑架1固定连接，连续油管12穿过井口支撑架1与井下电机4固定连接。
39.通过将伸缩架3替换为连续油管12设备，可以充分利用现有的油田设备，同时大幅度的增加井眼的下探深度，可以实现更大深度的疏通。
40.实施例七参照图1、图2和图6所示，与实施例一基本相同，所不同在于，转动连接轴5包括，外管51、内管52、注流管53和导流连接部54，外管51与井下电机4的外壳固定连接，导流连接部54顶部与井下电机4输出轴固定连接，导流连接部54与内管52固定连接，注流管53固定于外管51壁并与内管52连通；导流连接部54包括导流叶片轴541和多个内管连接柱542，导流叶片轴541顶部与井下电机4的输出轴固定连接，导流叶片轴541下部为涡轮叶片结构，每个内管连接柱542顶端与导流叶片轴541固定连接且底端与内管52固定连接。
41.工作原理：
井下电机4输出轴带动导流连接部54转动，导流叶片轴541将注流管53的流体向下方推出，同时导流连接部54通过内管连接柱542连接内管52，带动内管52转动，将动力输送给下方的结构。
42.实施例八参照图1、图2和图6所示，与实施例八基本相同，所不同在于，内管52底部封闭且设置有多个蒸汽喷口9，蒸汽喷口9呈多层螺旋形状排布，注流管53与外接的蒸汽管道10固定连接。
43.通过设置蒸汽喷口9可以将地面的高温高压蒸汽输送到地底，通过蒸汽对阻塞物质的热传递将阻塞物质溶解，从而方便后续清扫。
44.本发明并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本发明的保护范围。