[發(fā)明專利]井筒自動(dòng)除垢裝置及其除垢方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410349603.2
• 申請日: 2014-07-22
• 公開（公告）號(hào): CN104100231A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉建儀;李周;張烈輝;譚曉華;張廣東
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B37/02
• 分類號(hào): E21B37/02
• 代理公司: 成都金英專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用井下氣液動(dòng)力轉(zhuǎn)化為除垢裝置除垢動(dòng)力的自動(dòng)除垢裝置及其除垢方法。

背景技術(shù)

油氣井結(jié)垢會(huì)減小氣液舉升過程中的過流界面，增大其流動(dòng)的阻力，導(dǎo)致采收率降低，影響油氣井的正常開發(fā)，更有甚者會(huì)堵死井筒，造成油氣井的停產(chǎn)。目前，除垢技術(shù)主要有化學(xué)除垢和機(jī)械除垢兩種方式，其中以機(jī)械除垢效果更為明顯。但是現(xiàn)階段的機(jī)械除垢方式具有以下缺點(diǎn):刮刀片的外徑固定，往往導(dǎo)致除垢裝置下放困難，無法下入到結(jié)垢更嚴(yán)重的地方；遇到硬度大的垢時(shí)，容易使刀片卡住；機(jī)械帶來的能耗嚴(yán)重，需要地面動(dòng)力設(shè)備提供刮蠟器的井下除垢動(dòng)力；由于除垢需要復(fù)雜的工藝，使得整個(gè)除垢周期耗費(fèi)時(shí)間長；整個(gè)除垢系統(tǒng)設(shè)備操作復(fù)雜，給除垢帶來了操作技術(shù)上的復(fù)雜性；由于以上種種原因，使得除垢效果達(dá)不到預(yù)期等等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種利用井下氣液動(dòng)力轉(zhuǎn)化為除垢裝置除垢動(dòng)力的井筒自動(dòng)除垢裝置及其除垢方法。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：井筒自動(dòng)除垢裝置，它包括泵殼、泵體、芯軸、進(jìn)流體頭、膠筒、接頭、葉輪和刮刀裝置，所述的泵體包括設(shè)置有泵腔的主體和封蓋泵腔的蓋體，泵體設(shè)置于泵殼內(nèi)，主體和蓋體均通過銷釘與泵殼固定連接，芯軸設(shè)置于泵腔內(nèi)，主體和蓋體上均設(shè)置有安裝芯軸的軸孔，蓋體上的軸孔軸向貫穿蓋體，主體的軸端面和蓋體上均布置有多個(gè)貫穿軸端面和蓋體的通孔，芯軸的兩端分別固定連接于主體和蓋體上，

芯軸內(nèi)部設(shè)置有軸向貫穿芯軸的流體通道A，芯軸上間隔安裝有葉輪和刀片輪，

刀片輪的外圓周上均布有刀片安裝孔，每個(gè)刀片安裝孔內(nèi)均安裝有刮刀裝置，泵體和泵殼上均設(shè)置有用于安裝刮刀裝置的通孔，所述的刮刀裝置包括刮刀片、殼體和壓縮彈簧，殼體上設(shè)置有徑向通孔，殼體固定安裝于刀片安裝孔內(nèi)，刮刀片沿徑向安裝于殼體內(nèi)，刮刀片的前端部伸出殼體，殼體和刮刀片上設(shè)置有阻止刮刀片與殼體分離的限位結(jié)構(gòu)，刮刀片的后端面與殼體之間設(shè)置有壓縮彈簧，刮刀片上設(shè)置有貫穿刮刀片的流體通道B，芯軸和刀片輪上分別設(shè)置有沿徑向延伸的流體通道C和流體通道D，流體通道A依次通過流體通道C和流體通道D連通流體通道B，

進(jìn)流體頭連接膠筒的一端，膠筒的另一端與泵體的蓋體連接，膠筒的內(nèi)腔與蓋體的軸孔和蓋體上的通孔連通，泵殼的出水端依次連接壓力控制閥和接頭。

所述的芯軸上與刀片輪相配合的部位固定安裝有輪齒，刀片輪套裝于輪齒上，

膠筒與蓋體之間和泵體與壓力控制閥之間均設(shè)置有一個(gè)過濾板。

所述的膠筒通過轉(zhuǎn)接頭與泵體連接，轉(zhuǎn)接頭一端固定連接膠筒，轉(zhuǎn)接頭的另一端可旋轉(zhuǎn)地與泵體連接。

所述的刮刀裝置還包括下井前鎖住刀片、到達(dá)井底關(guān)井處受到反作用力鎖扣打開的循環(huán)鎖緊/解鎖結(jié)構(gòu)，所述的循環(huán)鎖緊/解鎖結(jié)構(gòu)包括前端具有環(huán)形棘齒A的套管、設(shè)置于刮刀片后端的環(huán)形棘齒B和設(shè)置于殼體內(nèi)的導(dǎo)軌，殼體包括通過螺紋連接的上殼體和下殼體，導(dǎo)軌設(shè)置于上殼體的內(nèi)壁，套管設(shè)置于刮刀片和壓縮彈簧之間，環(huán)形棘齒A和環(huán)形棘齒B均設(shè)置于導(dǎo)軌內(nèi)。

所述的刮刀片內(nèi)部設(shè)置的流體通道B包括中心流道和多個(gè)連通中心流道與外部空間的噴嘴流道，噴嘴流道包括多個(gè)射流噴嘴、一個(gè)中心直噴嘴和多個(gè)側(cè)噴嘴，射流噴嘴布置在刮刀片的前部，射流噴嘴均與刮刀片的軸心線位于同一平面內(nèi)，射流噴嘴均與刮刀片的軸心線呈14°夾角，中心直噴嘴與刮刀片的軸心線同軸設(shè)置，側(cè)噴嘴布置在刮刀片的后部，側(cè)噴嘴垂直于刮刀片的中心軸線，噴嘴流道直徑為0.6～1.0mm

采用所述井筒自動(dòng)除垢裝置進(jìn)行井筒除垢的方法，包括以下步驟：

S1、選擇刮刀片、彈簧，并組裝井筒自動(dòng)除垢裝置，

S2、關(guān)井，將整個(gè)除垢裝置下放到井底關(guān)井位置；?

S3、當(dāng)本發(fā)明除垢裝置到達(dá)井底關(guān)井處時(shí)，由于受到撞擊作用，除垢裝置的底部受到向上的反作用力，裝置上半部分由于慣性力的作用會(huì)繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)一小段距離，膠筒受到兩者的擠壓，使得膠筒筒半徑增大，減小了除垢裝置與油管之間的過流界面或?qū)⒂凸芡耆滤溃?/p>

S4、除垢裝置自動(dòng)除垢，其包括以下子步驟：

S41、開井；

S42、地層氣體或者液體通過進(jìn)流體頭沿著流通通道進(jìn)入裝置；

S43、氣液經(jīng)過過濾板時(shí)，由于過濾板的作用，防止了井筒氣液中的大顆粒雜質(zhì)使葉輪發(fā)生卡阻，以及對刮刀片中的流通通道造成堵塞；

S44、氣液沖擊半閉式葉輪，將地層氣液動(dòng)能轉(zhuǎn)化為除垢裝置機(jī)械能，從而驅(qū)動(dòng)整個(gè)裝置旋轉(zhuǎn)；