CN115163007B - 一体化井壁修复装置及井壁透水修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一体化井壁修复装置，包括工作杆，其上设置有至少一个如下修复单元，包括：锁定件，套接在工作杆上并与其固定相连；滑动件，设置在锁定件下方与工作杆滑动相连，具有水平阻水面；修复刀，位于工作杆外侧并沿环向间隔设置有多个，其为刃口设置在下端面的弧面结构；固定臂，设置在锁定件和每一修复刀之间；伸缩臂，对应设置在所述固定臂下方，与滑动件和修复刀分别铰接相连。本发明同时公开了一种使用上述装置的井壁透水修复方法，巧妙地利用了水体阻力进行修复刀刃口位置的自动调整，通过上下移动工作杆，能够反复对井壁垢物进行清理，对顽固污垢具有良好的清理效果。

Description

一体化井壁修复装置及井壁透水修复方法

技术领域

本发明涉及井内壁清理技术领域，尤其是涉及一种一体化井壁修复装置及井壁透水修复方法。

背景技术

在成井时,井管一般都采用钢管或铸铁管作为过滤骨架,在长时间的抽水运行过程中,地下水通过过滤骨架后进入井内.地下水中含有较高的钙、镁、氯离子、硫酸根离子等，地下水进入过滤骨架后压力变化与空气接触和钢管中铁离子等结合，逐渐在井管内壁集结成斑块或瘤状物，其长期存在已与井管粘接在一起，且具有一定的粘结强度，堵塞井管壁上的进水孔。为了延长或再生抽水井的作用或功能，可以对这些井壁垢物进行清理清除，恢复井壁管的透水性。由于其垢物瘤与井壁钢管锈蚀在一起，具有一定的强度，且井内空间狭小，采用空压机吹洗或其他工具井进行清理不方便，效率低下、效果不佳。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种一体化井壁修复装置，同时提供一种井壁透水修复方法，具体可采取如下技术方案：

本发明所述的一体化井壁修复装置，包括工作杆，所述工作杆上设置有至少一个修复单元，每一所述修复单元均包括：

锁定件，套接在工作杆上，并与工作杆固定相连；

滑动件，设置在所述锁定件下方，与工作杆滑动相连，且所述滑动件具有水平阻水面；

修复刀，位于工作杆外侧并沿环向间隔设置有多个，所述修复刀为与井壁相适配的弧面结构，且修复刀的刃口设置在下端面；

固定臂，设置在锁定件和每一修复刀之间，其一端与锁定件固定相连，另一端与修复刀铰接相连；

伸缩臂，对应设置在所述固定臂下方，其一端与滑动件铰接相连，另一端与修复刀铰接相连。

进一步地，所述锁定件上设置有位于固定臂上方使其处于水平状态的限位件。

所述固定臂包括固定段和与其滑动相连的加长段，所述加长段上设置有刻度尺，且所述固定段和加长段之间设置有锁止件。可以调节固定臂的长度，方便与不同直径的井管相适配。

进一步地，所述伸缩臂包括外套管、内套管和位于其内的支撑弹簧/复位弹簧，所述支撑弹簧/复位弹簧的端部分别与外套管、内套管相连。

本发明所述的井壁透水修复方法，使用上述修复装置，包括如下步骤：

第一步，选择固定臂和伸缩臂长度与待清理井管相适配的修复单元，并将其安装在工作杆上，此时，修复刀均处于竖直状态；

第二步，连接升降机构和工作杆，使工作杆悬置在井管内，且工作杆与井管的中心轴重合；

第三步，启动升降机构，使工作杆下落一定距离，在此过程中，每个修复单元的滑动件在水体阻力下相对于锁定件向上移动，推动伸缩臂拉伸，修复刀处于倾斜状态，刃口与井壁相接对井壁垢物进行切削清理；之后，使工作杆上升到原位置，在此过程中，每个修复单元的滑动件在水体阻力下相对于锁定件向下移动，使伸缩臂回拉复位，修复刀处于竖直状态顺利上升；

第四步，多次重复步骤三，完成修复单元对该段行程内的井壁垢物清理；

第五步，调整工作杆的上下位置，重复步骤四，对其他部分的井壁垢物进行清理，恢复井壁的透水能力。

本发明提供的一体化井壁修复装置，结构简单，易于制作和安装，其具有占用空间小、刀具斜向切割力度可控、对原井管无损伤、多层设置效率高、大小适应性强等优点。本发明提供的井壁透水修复方法，使用上述一体化井壁修复装置，巧妙地利用了水体阻力进行修复刀刃口位置的自动调整，通过上下移动工作杆，能够反复对井壁垢物进行清理，对顽固污垢具有良好的清理效果。

附图说明

图1是本发明下落清垢状态的结构示意图。

图2是本发明上升回位状态的结构示意图。

图3是图1中固定臂所在面的连接结构示意图。

图4是图1中滑动件的俯视示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的施工过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

如图1-4所示，本发明所述的一体化井壁修复装置，包括工作杆1，工作杆1上安装有至少一个修复单元，每个修复单元均由锁定件2、滑动件3、修复刀4、固定臂5和伸缩臂6组成。

上述锁定件2套接在工作杆1上，并与工作杆1固定相连，其通常采用阶梯轴式的结构，上面的大圆台可以作为限位件21，下面的小圆台周围设置多个用于连接固定臂5的竖直安装板22，当固定臂5与锁定件2相连时，限位件21可保证固定臂5始终处于水平状态。

滑动件3位于锁定件2下方，其为中心开孔31的圆盘状，可套接在工作杆1上沿工作杆1上下滑动。滑动件3在上升下落过程中，水平圆盘的上下表面（即水平阻水面）与井内水体有较大的接触面，能够使滑动件3的运动速度下降。滑动件3的上表面上沿环向间隔设置有多个耳板32，用于连接伸缩臂6。

修复刀4设置在工作杆1外侧，并以工作杆1为中心沿环向间隔设置有多个。修复刀4的主体为与井壁相适配的弧面结构，其下端面为内切口状的刃口41，修复刀4的主体内侧设置有多个三角形安装板42，每个三角形安装板42均连接有一个固定臂5和一个伸缩臂6。

上述固定臂5位于锁定件2和修复刀4之间，其一端与锁定件2固定相连，另一端与修复刀4铰接相连。具体地，固定臂5由同向设置的固定段51和加长段52构成，两者滑动相连，并设置有螺栓等锁止件。通过调节加长段52与固定段51的相对位置，可以调节固定臂5的长度，从而使位于加长段52的修复刀4能够适配不同直径的井管，应用范围更加广泛。优选地，在加长段52上设置有刻度尺，可以根据需要方便地调节固定臂5的长度。

伸缩臂6用于连接滑动件3和修复刀4，其对应设置在每个固定臂5下方，一端与滑动件3铰接相连，另一端与修复刀4铰接相连。通常情况下，伸缩臂6采用两段式结构，由外套管61和内套管62套接而成，两者均为一端开口的空心管，其内腔中设置有复位弹簧63（也可根据情况选择支撑弹簧），复位弹簧63的端部分别与外套管61、内套管62的封底端相连。当伸缩臂6改变长度时，会推动或拉动外套管61端部的修复刀4发生转动。一般地，修复单元在水面以上时，修复刀4处于竖直状态，伸缩臂6的复位弹簧63不发生推拉形变；修复单元在水面以下且处于下落状态时，修复刀4的底部刃口41会向外倾斜移动，此时，伸缩臂6的复位弹簧63受力推动拉伸；而当修复单元在水面以下且处于上升状态时，修复刀4的底部刃口41会再次向内倾斜移动，直至恢复至竖直状态，此时，伸缩臂6的复位弹簧63也回至原位。

本发明所述的井壁透水修复方法，使用上述修复装置实现，包括如下步骤：

第一步，测量待清理井管的内径，选择与井管相适配的修复单元，将其安装在工作杆1上。上述与井管相适配是指，当工作杆1与井管的中心轴重合时，经过调整的固定臂5长度，能够使修复刀4刚好能够处于竖直状态，且修复刀4的外立面半径比井管半径略小。上述修复单元可以选择一个或多个，本实施例中为两个。

第二步，在井口架设好具有卷扬机功能的升降设备，将升降设备的钢丝绳连接在工作杆1顶端，使工作杆1悬置在井管内，且工作杆1与井管的中心轴重合。

第三步，启动升降设备，使工作杆1下落一定距离，在此过程中，每个修复单元的滑动件3在水体阻力下相对于锁定件2向上移动，使伸缩臂6推动拉伸，修复刀4处于倾斜状态，刃口41与井壁相接触，从而对井壁垢物进行切削清理；之后，使工作杆1上升到原位置，在此过程中，每个修复单元的滑动件3在水体阻力下相对于锁定件2向下移动，使伸缩臂6复位，修复刀4恢复至竖直状态顺利上升。

第四步，多次重复步骤三，完成修复单元对该段行程内的井壁垢物清理；

第五步，调整工作杆1的位置，重复步骤四，对其他部分的井壁垢物进行清理。

在实际工作中，清理工作可以从下至上反复进行，或连续或间断均可，同一深度处可连续进行一定时间的清理清除。判断井壁垢物清理完毕的标准，一般为：当修复单元在下落过程中，修复刀4不存在顿挫感时，则表示完成井壁垢物的清理清除工作。

需要说明的是，在本发明的描述中，诸如“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种一体化井壁修复装置，其特征在于：包括工作杆，所述工作杆上设置有至少一个修复单元，每一所述修复单元均包括：

锁定件，套接在工作杆上，并与工作杆固定相连；

滑动件，设置在所述锁定件下方，与工作杆滑动相连，且所述滑动件具有水平阻水面；

修复刀，位于工作杆外侧并沿环向间隔设置有多个，所述修复刀为与井壁相适配的弧面结构，且修复刀的刃口设置在下端面；

固定臂，设置在锁定件和每一修复刀之间，其一端与锁定件固定相连，另一端与修复刀铰接相连；

伸缩臂，对应设置在所述固定臂下方，其一端与滑动件铰接相连，另一端与修复刀铰接相连；

所述伸缩臂包括外套管、内套管和位于其内的支撑弹簧/复位弹簧，所述支撑弹簧/复位弹簧的端部分别与外套管、内套管相连。

2.根据权利要求1所述的一体化井壁修复装置，其特征在于：所述锁定件上设置有位于固定臂上方使其处于水平状态的限位件。

3.根据权利要求1所述的一体化井壁修复装置，其特征在于：所述固定臂包括固定段和与其滑动相连的加长段，所述加长段上设置有刻度尺，且所述固定段和加长段之间设置有锁止件。

4.一种井壁透水修复方法，其特征在于，使用权利要求1所述的修复装置，包括如下步骤：

第一步，选择固定臂和伸缩臂长度与待清理井管相适配的修复单元，并将其安装在工作杆上，此时，修复刀均处于竖直状态；

第二步，连接升降机构和工作杆，使工作杆悬置在井管内，且工作杆与井管的中心轴重合；

第三步，启动升降机构，使工作杆下落一定距离，在此过程中，每个修复单元的滑动件在水体阻力下相对于锁定件向上移动，推动伸缩臂拉伸，修复刀处于倾斜状态，刃口与井壁相接对井壁垢物进行切削清理；之后，使工作杆上升到原位置，在此过程中，每个修复单元的滑动件在水体阻力下相对于锁定件向下移动，使伸缩臂回拉复位，修复刀处于竖直状态顺利上升；

第四步，多次重复步骤三，完成修复单元对行程内的井壁垢物清理；

第五步，调整工作杆的上下位置，重复步骤四，对其他部分的井壁垢物进行清理，恢复井壁的透水能力。