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