一种石油开采井筒用污垢清理机构及其方法

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，具体为一种石油开采井筒用污垢清理机构及其方法。

背景技术

石油是深埋在地下的流体矿物，最初人们把自然界产生的油状液体矿物称石油，把可燃气体称天然气，把固态可燃油质矿物称沥青，石油开采是指在有石油储存的地方对石油进行挖掘、提取的行为，在开采石油的过程中，油气从储层流入井底，又从井底上升到井口的驱动方式；

石油开采的井筒大都埋在地下，井筒内壁往往存有不同的污垢，比如铁锈、淤泥等，一般需要洗井，洗井为需要把注水井井底和井筒的腐蚀物、杂质等沉淀物冲洗出来，达到井底和井筒清洁的一种措施，分为正洗井和反洗井。在洗井后，由于上部井筒温度低，井筒内壁还存在结蜡等污垢情况，需要定期进行清理，现有的清理方式为加热或物理清理，加热处理耗能大，物理清理需要通过毛刷等定期进行清理；

针对此方面的技术缺陷，现提出一种利用物理清理方式对上部井筒进行处理的石油开采井筒用污垢清理机构。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决现有的井筒内壁清洗设备清理效果差，对井筒内壁的污垢清扫不够彻底的问题，而提出一种石油开采井筒用污垢清理机构及其方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种石油开采井筒用污垢清理机构，包括蓄水箱、清理部件以及冲洗部件，所述蓄水箱内贯穿固定连接有导杆，所述蓄水箱一侧固定连通有进液管，所述蓄水箱底部固定连通有两个相对称的安装管；

所述清理部件包括壳体，所述壳体与导杆底部固定连接，所述壳体的两侧内壁上均通过固定块固定安装有两个相对称的固定套，两个所述固定套的内圈之间活动连接有连接管，两个所述连接管的顶部分别通过接头与两个安装管相连通，所述壳体的两个内侧壁之间固定安装有固定管，两个所述连接管均与固定管相连通，所述固定管内底壁固定连通有直管；

所述壳体内壁活动式连接有多组横杆，每组横杆远离壳体的一端之间均固定安装有刮条，所述刮条远离壳体的侧面设置有均匀分布的刷毛；

所述冲洗部件包括立柱，所述立柱顶部与壳体底部固定连接，所述直管位于立柱内部一端的内壁固定连通有多组连通管，所述连通管远离直管的一端均设置有喷头。

作为本发明的一种优选实施方式，所述壳体内顶壁固定安装有第一电动推杆，所述第一电动推杆输出端固定安装有安装杆，所述安装杆外表面固定安装有均匀分布的推进块，所述推进块的形状为倒置的圆台形，所述横杆位于壳体内部的一端固定安装有连接杆，所述连接杆远离横杆的一端固定安装有垫块，所述垫块远离连接杆的侧面固定安装有弧形撑块，所述弧形撑块的内侧面与推进块的外表面相贴合。

作为本发明的一种优选实施方式，所述安装杆底部固定安装有限位块，所述安装杆底部的外表面活动连接有限位套，所述限位套内圈与安装杆外表面活动连接，所述限位套一侧通过连接架与壳体背面的内壁固定连接。

作为本发明的一种优选实施方式，所述壳体内壁固定安装有多组连接板，多组连接板与多个推进块相对应，每组所述连接板的数量均为四个，所述连接板顶部通过固定块固定安装有滑套，所述横杆外表面与滑套内壁活动连接，所述滑套远离推进块的侧面与壳体内侧壁之间固定安装有弹簧，所述横杆外表面与壳体内壁的连接处活动连接。

作为本发明的一种优选实施方式，所述蓄水箱顶部设置有旋进部件，所述旋进部件包括安装筒与固定座，所述安装筒的内顶壁固定安装有两个相对称的安装架，两个所述安装架的底部之间固定安装有安装框，两个所述安装架相靠近的侧面之间通过安装座固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴穿过安装框的内顶壁并与导杆的顶部固定连接。

作为本发明的一种优选实施方式，所述安装框的内壁之间固定安装有两个相对称的安装块，两个所述安装块相靠近的侧面之间固定安装有安装套，所述安装套内圈与导杆外表面活动连接，所述固定座底部固定安装有第二电动推杆，所述第二电动推杆的输出端与安装筒的顶面固定连接，所述固定座底部固定安装有卡环。

该种石油开采井筒用污垢清理方法，包括以下步骤：

步骤一：通过进液管将蓄水箱内注满清洗液，通过旋紧密封盖将进液管密封，将卡环架设在待清理井筒的顶部，通过螺栓对卡环与井筒进行固定；

步骤二：启动抽水泵与固定管的电磁阀，将蓄水箱内的清洗液通过安装管、连接管以及固定管抽入直管内，直管内的清洗液进入到连通管内并通过喷头喷出，利用清洗液对井筒内壁的污垢冲洗下来，使井筒内壁污垢厚度变小；

步骤三：启动第一电动推杆伸出使多个推进块高度同时下降，多个推进块同时推动多组横杆从壳体中伸出，直至刮条上的刷毛与井筒内壁相接触，启动第二电动推杆与驱动电机，使蓄水箱、壳体与立柱同步转动，利用旋转下移的喷头对井筒内部进行旋进式冲洗，旋转下移的多个刮条与刷毛对井筒内壁的污垢进行旋进式清理；

步骤四：当刮条与刷毛完成对井筒底部内壁的清理后，启动第一电动推杆收缩，刮条、刷毛与井筒内部分离，此时启动第二电动推杆收缩拉动壳体与立柱高度上升，利用喷头喷出的清洗液对井筒内部完成污垢清理的部位进行冲洗，将刮条与刷毛清理的污垢从井筒内壁上冲洗下来，当壳体与立柱回到初始位置后，关闭第二电动推杆与驱动电机，完成井筒清理的整个过程。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、将蓄水箱中的清洗液抽入直管并通过多个喷头喷出，在刮条与刷毛对井筒内壁进行污垢清扫之前，利用清洗液将井筒内壁的污垢进行冲洗，使井筒内壁的污垢厚度变小，从而使得清洗液冲洗后的井筒内壁厚度趋于相同，井筒内壁污垢直接被冲洗干净或仅存在粘接牢固的污垢，从而使得伸出后的刮条与刷毛能够对井筒内壁仅剩的污垢进行彻底清扫处理，尽管刮条在清扫过程中与壳体之间的距离固定不可调节，但是由于井筒内壁在清扫之前通过清洗液冲洗，污垢厚度差异化较小，因此在刮条与刷毛旋进式清扫可以自上而下对整个井筒内壁的污垢进行有效清扫；

2、完成刷毛与刮条对井筒内壁的清扫后，不可避免还会存在一些污垢粘在井筒内壁的表面，在壳体与立柱回程的过程中，利用喷头继续清洗液再次对井筒内壁进行冲洗，将完成清扫的井筒内壁粘住的污垢冲洗下来，进一步提高对井筒内壁的清洗效果，在进程时采用清洗液冲洗进行污垢预处理，使井筒内壁污垢厚度趋于相同，保证刮条与刷毛自上而下对井筒内壁的所有部位进行充分清扫，在回程时采用清洗液冲洗将清扫后仍然粘在井筒内壁的污垢碎片进行彻底清理；

3、通过第二电动推杆与驱动电机对壳体与立柱进行驱动，使刮条、刷毛与喷头可以对井筒内壁的污垢进行旋进式清扫，同时，在清理过程中，固定座与井筒顶部通过卡环连接，相对现有技术中通过电葫芦或提升机上的钢绳固定安装在两个挂环，电葫芦或提升机放线使清理机构高度下降的方式来说，固定座与卡环的连接方式更加稳定，在工作时可以保证壳体、立柱在与井筒横截面相垂直的方向上移动，保证对井筒内壁清扫效果的同时减轻了设备零部件的磨损。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明做进一步的说明。

图1为本发明实施例一的结构主视图；

图2为本发明实施例一中蓄水箱的结构主视剖视图；

图3为本发明实施例一中清理部件的结构主视剖视图；

图4为本发明实施例一中推进块与横杆的结构示意图；

图5为本发明实施例一中壳体结构俯视剖视图；

图6为本发明实施例一中连接管、固定管以及直管的连接示意图；

图7为本发明实施例一中冲洗部件的结构俯视剖视图；

图8为本发明实施例二的结构主视图；

图9为本发明实施例二中旋进部件的结构主视剖视图。

图中：1、蓄水箱；101、导杆；102、进液管；103、安装管；104、抽水泵；2、清理部件；201、固定套；202、连接管；203、固定管；204、直管；205、第一电动推杆；206、安装杆；207、限位块；208、限位套；209、推进块；210、连接板；211、滑套；212、横杆；213、弹簧；214、连接杆；215、垫块；216、弧形撑块；217、刮条；218、刷毛；219、壳体；3、冲洗部件；301、立柱；302、连通管；303、喷头；4、旋进部件；401、安装筒；402、固定座；403、轴承套；404、安装架；405、安装框；406、驱动电机；407、安装套；408、第二电动推杆；409、卡环。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-7所示，一种石油开采井筒用污垢清理机构，包括蓄水箱1、清理部件2以及冲洗部件3。

蓄水箱1内贯穿固定连接有导杆101，蓄水箱1一侧固定连通有进液管102，进液管102远离蓄水箱1的一端设置有旋紧密封盖，在注水完成后通过旋紧密封盖将进液管102密封，防止在污垢清理过程中清洗液通过进液管102流出，蓄水箱1底部固定连通有两个相对称的安装管103，安装管103位于蓄水箱1外部的一端设置有抽水泵104，蓄水箱1中的清洗液通过安装管103、连接管202、固定管203以及直管204进入到连通管302内，抽水泵104用于对清洗液加压，使喷头303喷出高压水柱对污垢进行冲洗。清洗液为水，必要时可加入少量清洗剂。

清理部件2包括壳体219，壳体219与导杆101底部固定连接，壳体219的两侧内壁上均通过固定块固定安装有两个相对称的固定套201，两个固定套201的内圈之间活动连接有连接管202，两个连接管202的顶部分别通过接头与两个安装管103相连通，抽水泵104加压后的清洗液通过安装管103底部进入到连接管202内，壳体219的两个内侧壁之间固定安装有固定管203，两个连接管202的底部均贯穿固定管203的内顶壁并与固定管203相连通，两个连接管202内的高压清洗液从两侧进入到固定管203内部，固定管203两侧均设置有电磁阀，且两个电磁阀设置在两个连接管202之间，在注水完成且将固定座402安装在井筒顶部之后，开启电磁阀将连接管202内的清洗液导入固定管203内，固定管203内底壁固定连通有直管204，直管204底部穿过壳体219的内底壁并延伸至壳体219的外部。

壳体219内顶壁固定安装有第一电动推杆205，第一电动推杆205输出端固定安装有安装杆206，第一电动推杆205伸出时带动安装杆206下移，从而通过多个推进块209与横杆212使多个刮条217与刷毛218远离壳体219，安装杆206底部固定安装有限位块207，安装杆206底部的外表面活动连接有限位套208，限位套208用于对安装杆206进行限位，限位套208内圈与安装杆206外表面活动连接，限位套208一侧通过连接架与壳体219背面的内壁固定连接，安装杆206外表面固定安装有均匀分布的推进块209，推进块209的形状为倒置的圆台形，推进块209高度下移时将四周的弧形撑块216撑开，从而使多个刮条217同时远离壳体219，直至刮条217与井筒内壁的污垢相接触，同时在清洗液冲洗的作用下，井筒内壁污垢的厚度趋于相同，因此在刮条217自上而下旋进式清扫时，可以对井筒内壁各个部位的污垢进行彻底清扫，壳体219内壁固定安装有多组连接板210，多组连接板210与多个推进块209相对应，每组连接板210的数量均为四个，连接板210顶部通过固定块固定安装有滑套211，滑套211内圈活动连接有横杆212，横杆212外表面与壳体219内壁的连接处活动连接，滑套211远离推进块209的侧面与壳体219内侧壁之间固定安装有弹簧213，弹簧213用于在安装杆206高度上升后使刮条217复位，即回程过程中使横杆212收缩进入壳体219内部，横杆212靠近推进块209的侧面固定安装有连接杆214，连接杆214远离滑套211的一端固定安装有垫块215，垫块215远离连接杆214的一端固定安装有弧形撑块216，弧形撑块216的内侧面与推进块209的外表面相贴合，横杆212远离推进块209的一端穿过壳体219的内侧壁并延伸至壳体219的外部，位于同一侧的横杆212位于壳体219外部的一端之间固定安装有刮条217，刮条217远离横杆212的侧面设置有均匀分布的刷毛218，利用刮条217与刷毛218的旋转推进对井筒内壁进行充分清扫。

冲洗部件3包括立柱301，立柱301顶部与壳体219底部固定连接，壳体219转动时立柱301同步进行转动，导杆101用于带动壳体219与立柱301转动，从而使壳体219与立柱301进行旋进式污垢清理，直管204底部延伸至立柱301内部，直管204位于立柱301内部一端的内壁固定连通有多组连通管302，直管204内的清洗液通过多个连通管302进入到多个喷头303内，并通过多个喷头303将高压清洗液以水柱的形式喷出，在进程中对井筒内壁的污垢进行预处理，使冲洗后的井筒内壁污垢厚度趋于相同，在回程中对井筒内壁残留的污垢进行冲洗，从而实现对井筒内壁污垢的彻底清理，每组连通管302的数量均为四个，每组四个连通管302远离直管204的一端均设置有喷头303。

实施例2

请参阅8-9所示，蓄水箱1顶部设置有旋进部件4，旋进部件4包括安装筒401与固定座402，固定座402用于与井筒顶部进行连接，保证壳体219与立柱301旋进时的稳定性，安装筒401底部镂空，水箱顶部延伸至安装筒401内部，安装筒401内壁之间固定安装有两个相对称的轴承套403，蓄水箱1外表面与两个轴承套403的内圈均活动连接，安装筒401的内顶壁固定安装有两个相对称的安装架404，两个安装架404的底部之间固定安装有安装框405，两个安装架404相靠近的侧面之间通过安装座固定安装有驱动电机406，驱动电机406用于驱动导杆101转动，从而使壳体219与立柱301同步进行转动，配合第二电动推杆408伸出使壳体219与立柱301进行旋进式污垢清理，驱动电机406的输出轴穿过安装框405的内顶壁并与导杆101的顶部固定连接，安装框405的内壁之间固定安装有两个相对称的安装块，两个安装块相靠近的侧面之间固定安装有安装套407，安装套407内圈与导杆101外表面活动连接，固定座402底部固定安装有第二电动推杆408，第二电动推杆408的输出端与安装筒401的顶面固定连接，固定座402底部固定安装有卡环409，卡环409用于与井筒顶部相连接，可通过多个螺栓对卡环409与井筒进行固定。

实施例3

一种石油开采井筒用污垢清理方法，包括以下步骤：

步骤一：通过进液管102将蓄水箱1内注满清洗液，通过旋紧密封盖将进液管102密封，将卡环409架设在待清理井筒的顶部，通过螺栓对卡环409与井筒进行固定；

步骤二：启动抽水泵104与固定管203的电磁阀，将蓄水箱1内的清洗液通过安装管103、连接管202以及固定管203抽入直管204内，直管204内的清洗液进入到连通管302内并通过喷头303喷出，利用清洗液对井筒内壁的污垢冲洗下来，使井筒内壁污垢厚度变小；

步骤三：启动第一电动推杆205伸出使多个推进块209高度同时下降，多个推进块209同时推动多组横杆212从壳体219中伸出，直至刮条217上的刷毛218与井筒内壁相接触，启动第二电动推杆408与驱动电机406，第二电动推杆408推动壳体219与立柱301下移，同时驱动电机406带动导杆101转动，从而使蓄水箱1、壳体219与立柱301同步转动，利用旋转下移的喷头303对井筒内部进行旋进式冲洗，同时利用旋转下移的多个刮条217与刷毛218对井筒内壁的污垢进行旋进式清理，刮条217与刷毛218的清理部位均经过了清洗液的冲洗；

步骤四：当刮条217与刷毛218完成对井筒底部内壁的清理后，启动第一电动推杆205收缩，多个推进块209高度上升，在弹簧213的反作用力下，横杆212被收进壳体219，刮条217、刷毛218与井筒内壁分离，此时启动第二电动推杆408收缩拉动壳体219与立柱301上升，利用喷头303喷出的清洗液对井筒内壁完成污垢清理的部位进行冲洗，将刮条217与刷毛218清理的污垢从井筒内壁上冲洗下来，当壳体219与立柱301回到初始位置后，关闭第二电动推杆408与驱动电机406，完成井筒清理的整个过程。

本发明在使用时，将清洗液通过进液管102注入蓄水箱1，注水完成后利用旋紧密封盖对进液管102进行密封，将卡环409卡接在井筒顶部，通过多个螺栓对卡环409与井筒进行固定；

在进程时，启动第一电动推杆205伸出，通过推进块209下移使多个刮条217同步远离壳体219，直至刮条217、刷毛218与井筒内壁相接触，打开电磁阀与抽水泵104将蓄水箱1内的清洗液通过安装管103、连接管202、固定管203以及直管204抽入到多个连通管302内，并通过多个喷头303将清洗液以高压水柱的形式喷出，对井筒内壁的污垢进行预清理，同时启动第二电动推杆408与驱动电机406，带动壳体219与立柱301向下旋进，刮条217与刷毛218对完成冲洗的井筒内壁进行污垢清扫；

在回程时，启动第一电动推杆205回收，将多个横杆212收进壳体219内部，从而使刮条217、刷毛218与井筒内壁分离，第二电动推杆408回收，使立柱301上升，利用高压水柱对完成清扫的井筒内壁进行冲洗，将粘在井筒内壁的污垢碎屑冲洗下来。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。