CN105317402A - 用于自喷井的清蜡设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油钻井领域，尤其涉及一种用于自喷井的清蜡设备。本发明提出了一种用于自喷井的清蜡设备，其中，所述清蜡设备包括：布置在自喷井中的第一位置处的第一换向装置；布置在自喷井中的第二位置处的第二换向装置；具有刮蜡瓦片的清蜡器，所述清蜡器布置在所述第一位置和所述第二位置之间，其中，所述清蜡器构造成能够在第一位置和第二位置之间移动，且当其碰撞到所述第一换向装置或所述第二换向装置时，运动方向转变为与原来的方向相反的方向。根据本发明的清蜡设备可以有效利用重力和自喷井的流体动能，在几乎无外部能量输入的情况下反复地上行和回落，同时进行清蜡工作。

Description

用于自喷井的清蜡设备

技术领域

本发明涉及石油钻井领域，尤其涉及一种用于自喷井的清蜡设备。

背景技术

在现有技术中，对自喷井的清防蜡主要采用热洗清蜡、刮蜡片清蜡、化学防蜡等措施。

热洗清蜡是在地面加热后的流体物质(如热水或热油等)通过在井筒中的循环传热给井筒流体，提高井筒流体的温度，使得蜡熔化沉积后再溶于原油中，从而达到清蜡的目的。

刮蜡片清蜡是利用地面绞车来进行，绕在绞车滚筒上的钢丝穿过滑轮后将清蜡工具经防喷管下到油管中，并在油管结蜡部位上下活动，将蜡沉积刮除，由液流携带出井筒。

化学防蜡是通过向井筒中加入液体化学防蜡剂或在油管中连接上装有固体化学防蜡剂的短节，防蜡剂在井筒流体中溶解混合后达到防蜡目的。

热洗清蜡和刮蜡片清蜡均需要定期进行现场修井作业，这会影响生产产量，同时在作业过程中会对设备造成额外的损耗，甚至有可能发生顶钻卡井等事故；利用各种化学剂进行清防蜡也是主要的清防蜡方法之一，这种方法被广泛采用，然而，防蜡效果受人工管理和油井沉没度等因素的影响较大，给油井管理增加了负担。

发明内容

针对现有几种清防蜡措施的缺陷，例如需要定期关井作业或增大了油井管理的(人工)工作量等，本发明提出了一种清蜡设备，其刮蜡部件利用自喷井自身能量在油管中不断自动上下运动，使得蜡在油管中不能形成堆积，并被清除掉，实现自喷井清防蜡的目的。

针对上述问题，本发明提出了一种用于自喷井的清蜡设备，其中，所述清蜡设备包括：布置在自喷井中的第一位置处的第一换向装置；布置在自喷井中的第二位置处的第二换向装置；具有刮蜡瓦片的清蜡器，所述清蜡器布置在所述第一位置和所述第二位置之间，其中，所述清蜡器构造成能够在第一位置和第二位置之间移动，且当其碰撞到所述第一换向装置或所述第二换向装置时，运动方向转变为与原来的方向相反的方向。

优选地，所述清蜡器包括筒状主体和位于所述筒状主体外侧上的刮蜡瓦片，所述刮蜡瓦片通过瓦片弹簧和流体的作用在扩张状态和收拢状态之间切换。当刮蜡瓦片处于扩张状态时，其瓦片能够刮掉位于管壁上的蜡，实现清蜡功能。

优选地，所述刮蜡瓦片在扩张状态下的最大直径为61mm，在收拢状态下的最大直径为56mm。选择所述直径时，可以在降低流动阻力和保证刮蜡效果之间达到最佳折中。此处，用语“最大直径”表示在扩张或收拢的状态下，刮蜡瓦片距离所述筒状主体中轴线最远的位置处与所述筒状主体中轴线之间的距离的两倍。(可将刮蜡瓦片距离所述筒状主体中轴线最远的位置处与所述筒状主体中轴线之间的距离理解为“半径”)。

优选地，所述清蜡器还包括位于所述筒状主体的内部通道中的换向杆，所述换向杆的换向使得所述内部通道在打开状态和关闭状态之间切换。当清蜡器与第一换向装置碰撞时，换向杆相对于筒状主体下移(远离井口的方向)，导致换向杆与筒状主体内壁的接合点分开，因此筒状主体的内部通道打开。当清蜡器与第二换向装置碰撞时，换向杆相对于筒状主体上移(朝向井口的方向)，导致换向杆与筒状主体的内壁的接合点卡死，因此筒状主体的内部通道被断开。

优选地，所述换向杆构造成通过与所述第一换向装置或与所述第二换向装置的碰撞来换向。清蜡时，首先使油管清蜡器换向杆打开清蜡器的内部通道，清蜡器靠自重回落；当达到第二换向装置的位置时，与之碰撞，换向杆关闭清蜡器内部通道，由底层流动液体(气体)能量使清蜡器上行。向上喷的流体不能够通过筒状主体的内部通道，而是从筒状主体和油管的环空中流动，将刮蜡瓦片从收拢状态顶到扩张状态，上行时由紧贴油管内壁的刮蜡瓦片与管壁摩擦刮掉蜡；当达到第一换向装置处时，清蜡器的换向杆与第一换向装置碰撞，换向杆打开清蜡器的内部通道，则向上喷的流体可分流至筒状主体的内部通道，清蜡器靠自重回落，同时，流体对刮蜡瓦片的冲击减小，辅之以瓦片弹簧的作用，刮蜡瓦片由扩张状态转换至收拢状态。以此方式，重复下行回落和上行清蜡的过程，实现自动清蜡。

优选地，所述第一换向装置包括第一缓冲弹簧和针对所述清蜡器的捕捉器。当需要回收或检修油管清蜡器时，可在第一位置处通过捕捉器将清蜡器捕捉取出。如此，清洗方便，使得设备可供长期使用。

优选地，所述第一换向装置布置在井口，当所述清蜡器从所述第一位置移动到所述第二位置时，所述内部通道打开，当所述清蜡器从所述第二位置移动到所述第一位置时，所述内部通道切断。

优选地，所述第二换向装置包括第二缓冲弹簧和卡位器，所述卡位器构造成将所述第二换向装置固定到自喷井的特定位置处。第二换向装置可安装于井下结蜡点至井底任意油管接箍位置。

优选地，所述第一缓冲弹簧或所述第二缓冲弹簧构造成：当所述清蜡器与所述第一换向装置或所述第二换向装置碰撞时，所述第一缓冲弹簧或所述第二缓冲弹簧相应地将所述清蜡器的动能转换为弹性势能再释放，使得所述清蜡器改变运动方向。以此方式，第一缓冲弹簧或第二缓冲弹簧起到缓冲的作用，减缓了清蜡器上升到井口或回落时的碰撞冲击，延长了整个清蜡设备的使用寿命，也同时降低了井下事故的发生概率。

优选地，所述清蜡器通过重力从所述第一位置移动到所述第二位置，并通过自喷井的流体冲击从所述第二位置移动到所述第一位置。

根据本发明的清蜡设备可以有效利用重力和自喷井的流体动能，在几乎无外部能量输入的情况下反复地上行和回落，同时进行清蜡工作。布置、使用非常灵活，不会耽误工时，也不会增加人工管理的负担。分体式构造使得更换、清洗非常方便；弹簧的设计使得清蜡器的冲击力得到缓冲，延长了设备的使用寿命。

上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1显示了根据本发明的用于自喷井的清蜡设备；

图2显示了图1中的圆圈部分的放大示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

本发明提出了一种用于自喷井的清蜡设备10。

图1显示了根据本发明的用于自喷井的清蜡设备10。由图1可看出，清蜡设备10包括：布置在自喷井中的第一位置处(例如为井口处)的第一换向装置3、布置在自喷井中的第二位置处的第二换向装置1以及清蜡器2。由图1可见，清蜡器2布置在第一换向装置3和第二换向装置1之间。其中，清蜡器2构造成能够在第一换向装置3和第二换向装置1之间移动，且当其碰撞到第一换向装置3或第二换向装置1时，运动方向转变为与原来的方向相反的方向。

下面首先具体介绍清蜡器2。图2显示了清蜡器2的放大示意图。由图2可清楚地看出，清蜡器2具有筒状主体6。在筒状主体6的筒壁外侧布置有刮蜡瓦片5。刮蜡瓦片5可通过瓦片弹簧来加载，以在扩张状态和收拢状态之间切换。优选地，刮蜡瓦片5在扩张状态下的最大直径为61mm，在收拢状态下的最大直径为56mm。此处，用语“最大直径”表示在扩张或收拢的状态下，刮蜡瓦片距离所述筒状主体中轴线最远的位置处与所述筒状主体中轴线之间的距离的两倍。(可将刮蜡瓦片距离所述筒状主体中轴线最远的位置处与所述筒状主体中轴线之间的距离理解为“半径”)。在扩张状态下，刮蜡瓦片5的最大直径可设置为接近于油管的内径。当刮蜡瓦片5处于扩张状态时，其瓦片能够刮掉位于管壁上的蜡，实现清蜡功能。

筒状主体6的筒壁上具有从内部延伸至外侧的通孔7和通孔8，因此通孔7、通孔8可以和筒状主体6的内部通道10共同形成用于流体流通的路径。

清蜡器2还包括位于筒状主体6的内部通道10中的换向杆4，换向杆4的换向使得内部通道10在打开状态和关闭状态之间切换。

换向杆4构造成通过与第一换向装置3或第二换向装置1的碰撞来换向。当清蜡器2与第一换向装置3碰撞时(图1)，换向杆4相对于筒状主体6下移(图2)，导致换向杆4与筒状主体6内壁的接合点9断开，因此通孔7、通孔8和筒状主体6的内部通道10共同形成了用于流体流通的路径。当清蜡器2与第二换向装置1碰撞时(图1)，换向杆4相对于筒状主体6上移(图2)，导致换向杆4与筒状主体6的内壁的接合点9卡死，因此通孔7、通孔8和筒状主体6的内部通道10共同形成的流动路径被断开。以此方式，清蜡器2可通过重力从第一换向装置3处移动到第二换向装置1处，并通过自喷井的流体冲击从第二换向装置1处移动到第一换向装置3处。

第一换向装置3例如可布置在井口。第二换向装置1可安装于井下结蜡点至井底任意油管接箍位置。如此地，当清蜡器2从第一换向装置3处移动到第二换向装置1处时，内部通道10打开，当清蜡器从第二换向装置1处移动到第一换向装置3处时，内部通道10堵死。

第一换向装置3可包括第一缓冲弹簧和针对清蜡器2的捕捉器。当需要回收或检修油管清蜡器2时，可在第一换向装置3处通过捕捉器将清蜡器2捕捉取出。第二换向装置1可包括第二缓冲弹簧和卡位器，卡位器例如可构造成将第二换向装置1固定到自喷井的特定位置处。

第一缓冲弹簧或第二缓冲弹簧构造成：当清蜡器2与第一换向装置3或第二换向装置1碰撞时，所述第一缓冲弹簧或所述第二缓冲弹簧相应地将清蜡器2的动能转换为弹性势能再释放，使得所述清蜡器改变运动方向。以此方式，第一缓冲弹簧或第二缓冲弹簧起到缓冲的作用，减缓了清蜡器2上升到井口或回落时的碰撞冲击，延长了整个清蜡设备的使用寿命，也同时降低了井下事故的发生概率。

清蜡时，首先使油管清蜡器换向杆4打开清蜡器2的内部通道10，清蜡器2靠自重回落；当达到第二换向装置1的位置时，与之碰撞，换向杆4关闭清蜡器内部通道10，由底层流动液体(气体)能量使清蜡器2上行，上行时由紧贴油管内壁的刮蜡瓦片5与管壁摩擦刮掉蜡；当达到井口(即第一换向装置3处)时，清蜡器2的换向杆4与位于井口的第一换向装置3碰撞，换向杆4打开清蜡器2的内部通道10。以此方式，重复下行回落和上行清蜡的过程，实现自动清蜡。当需要回收或检查油管清蜡器2时，可由人工操作第一换向装置3中的捕捉器，在油管清蜡器2达到井口时取出回收或检查。

根据本发明的清蜡设备可以有效利用重力和自喷井的流体动能，在几乎无外部能量输入的情况下反复地上行和回落，同时进行清蜡工作。布置、使用非常灵活，不会耽误工时，也不会增加人工管理的负担。分体式构造使得更换、清洗非常方便；弹簧的设计使得清蜡器的冲击力得到缓冲，延长了设备的使用寿命。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.用于自喷井的清蜡设备，其特征在于，所述清蜡设备包括：

布置在自喷井中的第一位置处的第一换向装置；

布置在自喷井中的第二位置处的第二换向装置；

具有刮蜡瓦片的清蜡器，所述清蜡器布置在所述第一位置和所述第二位置之间，

其中，所述清蜡器构造成能够在第一位置和第二位置之间移动，且当其碰撞到所述第一换向装置或所述第二换向装置时，运动方向转变为与原来的方向相反的方向。

2.根据权利要求1所述的清蜡设备，其特征在于，所述清蜡器包括筒状主体和位于所述筒状主体外侧上的刮蜡瓦片，所述刮蜡瓦片通过瓦片弹簧和流体的作用在扩张状态和收拢状态之间切换。

3.根据权利要求2所述的清蜡设备，其特征在于，所述刮蜡瓦片在扩张状态下的最大直径为61mm，在收拢状态下的最大直径为56mm。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的清蜡设备，其特征在于，所述清蜡器还包括位于所述筒状主体的内部通道中的换向杆，所述换向杆的换向使得所述内部通道在打开状态和关闭状态之间切换。

5.根据权利要求4所述的清蜡设备，其特征在于，所述换向杆构造成通过与所述第一换向装置或与所述第二换向装置的碰撞来换向。

6.根据权利要求5所述的清蜡设备，其特征在于，所述第一换向装置包括第一缓冲弹簧和针对所述清蜡器的捕捉器。

7.根据权利要求6所述的清蜡设备，其特征在于，所述第一换向装置布置在井口，当所述清蜡器从所述第一位置移动到所述第二位置时，所述内部通道打开，当所述清蜡器从所述第二位置移动到所述第一位置时，所述内部通道切断。

8.根据权利要求6所述的清蜡设备，其特征在于，所述第二换向装置包括第二缓冲弹簧和卡位器，所述卡位器构造成将所述第二换向装置固定到自喷井的特定位置处。

9.根据权利要求8所述的清蜡设备，其特征在于，所述第一缓冲弹簧或所述第二缓冲弹簧构造成：当所述清蜡器与所述第一换向装置或所述第二换向装置碰撞时，所述第一缓冲弹簧或所述第二缓冲弹簧相应地将所述清蜡器的动能转换为弹性势能再释放，使得所述清蜡器改变运动方向。

10.根据权利要求7所述的清蜡设备，其特征在于，所述清蜡器通过重力从所述第一位置移动到所述第二位置，并通过自喷井的流体冲击从所述第二位置移动到所述第一位置。