[发明专利]一种电缆式井下除垢装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于石油、天然气和地质钻完井及修井的特殊井下工具，是一种用于钻完井及修井工作的电缆式井下除垢装置。

背景技术

油气井结垢问题日益严重，随着结垢量的增加，套管内径变小，影响油气井的正常生产和井下作业，甚至会引起油气井停产和报废，造成巨大的经济损失，因此必须对井下垢物进行清除处理。目前除垢作业主要分为化学除垢和机械除垢：化学除垢主要是通过化学试剂将井下垢物溶解，从而达到除垢的目的，但此方法费用高、污染严重、且易腐蚀井下器具；传统的机械除垢方法采用容积式电动机、铣刀、带铣刀的冲击锤或纯液体的射流技术，由于铣刀和类似的切削工具在作业过程中不可避免的会损坏套管和井下器具，而且常规切削工具的尺寸受井径的限制，没有考虑到管道内廓和直径的变化，难以适应井下作业的要求，同时这类工具须借助泵车或大修设备，费用高、占井时间长、所占空间大，易损坏工具，工作效率低。为此，目前迫切需要研制和使用一种不需要借助钻井机、修井机或连续油管作业机，且所占空间小、操作简单的井下除垢装置。

发明内容

本发明的目的是：针对现有技术的不足并结合井下除垢作业的相关要求，提供一种经济性好，除垢效率高，井下适应性强，工作可靠性高，且不会损坏套管和井下器具的电缆式井下除垢装置。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种电缆式井下除垢装置，包括依次连接的钢刷头、传动装置、锚定器、电动马达、压力补偿器、控制器和电缆接头，其特征是：各部件之间均为螺纹连接，钢刷头包括钢刷盘片、间隔衬套、内六角圆柱头螺钉、圆柱销、花键轴、轴套、左锁紧接头和右锁紧接头；中心为花键孔的星状形钢刷盘片具有良好的弹性性能，其厚度在0.4～1.0mm之间，安装在花键轴上，两个钢刷盘片之间安装有间隔衬套；钢刷盘片上有两个与间隔衬套的圆形凸台配合安装的圆孔；左锁紧接头和右锁紧接头均为锥体形状，且有用于安装圆柱销的径向通孔；右锁紧接头内有与往复式螺杆的花键端配合的花键孔，可防止在工作工程中往复式螺杆与右锁紧接头之间发生相对周向滑动；左锁紧接头和右锁紧接头分别通过内六角圆柱头螺钉连接在花键轴两端；轴套安装在左锁紧接头与间隔衬套之间，起到锁紧间隔衬套和钢刷盘片的作用；左锁紧接头的径向通孔内安装有圆柱销，圆柱销紧靠内六角圆柱头螺钉；往复式螺杆花键端与右锁紧接头的花键孔连接，其紧靠内六角圆柱头螺钉，并用圆柱销周向固定，可防止间隔衬套和钢刷盘片发生松动而造成钢刷头工作失效；传动装置由往复式螺杆和传动支座组成，往复式螺杆安装在传动支座内，并可以在周向旋转的同时做轴向往复运动。

锚定器由滑动轴、支撑臂、锚定板、左支撑接头、右支撑接头、滑套、端盖和锁定套筒组成，左支撑接头和右支撑接头周向均匀分布三个用于连接支撑臂的锁定支座；端盖通过螺纹连接在滑套右端，左支撑接头通过螺钉固定在端盖上；滑套安装在滑动轴上，并可以沿轴滑动，弹簧位于滑套的左台肩与传动支座的右台肩之间；传动支座内壁与滑动轴外表面构成环形腔体，环形腔体内填充有液压油，连接有活塞杆的活塞安装在环形腔体内；滑套与传动支座、滑动轴之间均安装有密封圈；支撑臂为螺旋形状，其旋转台阶与锁定支座、支撑臂虎口与锚定板通过柱铰连接；锚定板外表面为具有滚花的弧面，可防止在除垢作业过程中锚定板与套管内壁发生打滑；锁定套筒一端与右支撑接头相连接，另一端固定在电动马达Ⅳ上。

在这个除垢装置中，电缆接头通过电缆与地面控制系统相连，控制器用于控制除垢装置的工作过程，压力补偿器用于保持除垢装置内外压力平衡，电动马达用于提供除垢装置的工作动力。本发明的有益效果是：使用寿命长、结构简单，便于拆装及维护、安全性能高、体积小，便于移动和运输、能够以较高效率完成井下除垢作业；在除垢作业过程中可避免对套管和井下器具造成损坏；可节约钻井或修井机的租赁成本及海上钻井平台的有限空间，具有较好的经济效益；通常与电缆式爬行器连接使用，直井段靠自身重力往下运动，通过斜井段和水平段时靠爬行器提供推动力送至预定位置，此过程使用电缆将除垢装置传送下井而不需要借助连续油管，工作效率高，有益于安全及环境保护。

附图说明

图1是一种电缆式井下除垢装置的示意图；

图2是一种电缆式井下除垢装置的钢刷头Ⅰ的结构示意图；

图3是一种电缆式井下除垢装置的钢刷头Ⅰ的钢刷盘片8的示意图；

图4是一种电缆式井下除垢装置的钢刷头Ⅰ的间隔衬套7的示意图；

图5是一种电缆式井下除垢装置的往复式螺杆12的示意图；

图6是一种电缆式井下除垢装置的锚定器Ⅲ的示意图；