前噴自轉式油管通徑規的製作方法

2023-11-05 01:46:50 4

本實用新型屬於油田及井下作業裝備技術領域，具體涉及一種油田施工檢測裝置。

背景技術：

油管通徑規是一種用於檢測井下管狀物通徑尺寸的專用工具。一般在油田修井作業施工前，為了檢測油管內孔的通徑尺寸是否符合標準，將其從被檢測管子一端推入，另一端頂出，從而達到清除油管內的鏽斑、結臘和油汙的目的。

在實際檢測工作中，這種類型的通徑規一般都比較重，操作不便，在實際工作中對管壁去汙效果不夠強，且由於無法保證安全洩壓，操作過程的安全性有待改進。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是：提供一種前噴自轉式油管通徑規，操作簡單、去汙力強、且即可減輕通徑規重量，又可保證安全洩壓。

為解決上述技術問題，本實用新型採用如下技術方案：

一種前噴自轉式油管通徑規，主要包括活動磨頭、蒸汽方向閥、噴嘴外殼、多頭螺旋主體；其特徵在於：多頭螺旋主體上連接蒸汽方向閥，蒸汽方向閥徑向外端由噴嘴外殼封閉，軸向外端由活動磨頭與噴嘴外殼連接封閉；蒸汽方向閥與多頭螺旋主體連接處設置彈性密封圈，當多頭螺旋主體伸入油管內腔時，彈性密封圈周向密閉油管內腔；蒸汽方向閥中，沿閥體中心線方向設置方向閥轉軸，方向閥轉軸上由活動磨頭到多頭螺旋主體方向，依次設置扇形平衡塊、軸承座、環形噴嘴、旋轉軸閥閥片。

上述技術方案中，多頭螺旋主體為一個中空的長圓柱體，多頭螺旋主體外表面螺旋交錯設置螺螺旋刮削鋼絲條。

上述技術方案中，刮削鋼絲條螺旋角為50°-70°。

上述技術方案中，噴嘴外殼上設置徑向通孔。

上述技術方案中，環形噴嘴為設置軸向中心通孔的環形圓臺，軸向中心通孔與方向閥轉軸外徑相匹配，圓臺外徑與軸承座外徑一致；在環形圓臺軸向中部位置，沿徑向均勻分布設置多個徑向出氣口，各出氣口均不與軸向中心通孔連通，各出氣口靠近軸向中心通孔的內端沿軸向各設置一個與各出氣口連通的軸向進氣口，該進氣口軸向與一端的外端面連通。

上述技術方案中，旋轉軸閥閥片為帶有缺口的圓形片；該圓形片外徑小於環形噴嘴外徑；該圓形片的中心設置軸向通孔與方向閥轉軸相匹配；缺口為扇形缺口，扇形短邊與圓形片的中心軸向通孔相平齊。上述技術方案中，扇形平衡塊為半圓形與梯形組合塊，在半圓形圓心位置設置供方向閥轉軸穿過的軸向孔，且與軸向孔連通設置徑向槽，該徑向槽將扇形平衡塊上部的梯形部分沿軸向分為兩部分。

工作原理：通徑規在蒸汽推動下，依靠彈性密封圈密閉油管內腔，產生壓力。蒸汽方向閥內扇形平衡塊在自重的作用下，無論通徑規是前行還是旋轉，平衡塊始終帶動旋轉軸閥閥片上的缺口斜向左下方，蒸汽通過缺口進入銅噴嘴進汽口，在方向閥控制下，環形噴嘴的徑向出汽口始終斜向左下方噴出蒸汽。一部分蒸汽壓力推動通徑規向前行進，另一部分蒸汽壓力通過前端的環形噴嘴定向噴出後，形成高溫和高壓，對通徑規前下端的滯留物進行溶蝕和衝刷，同時在自重和噴嘴蒸汽壓力作用下，通徑規產生偏轉，帶動活動磨頭和多頭螺紋主體磨搓油管內壁；通徑規行進時螺旋鋼絲條與油管內壁磨擦產生正旋轉，加速推進通徑規刺洗。

相對於現有，本實用新型具有以下有益效果：

本發明為了檢測油管內孔的通徑尺寸是否符合標準，利用蒸汽做原動力，通過前噴自轉式通徑規上的蒸汽方向閥和螺旋鋼絲條的偏轉帶動通徑規旋轉，使其從被檢測管子一端推入，另一端頂出，從管內衝出時能夠安全洩壓，從而達到清除油管內的鏽斑、結臘和油汙的目的，減少刺洗時間，提高通管效率和油管重複使用率。

同時，結構簡單小巧、操作便利安全可靠：前噴嘴設計對管壁的臘漬、油汙有很強的浸衝溶蝕效果，頭部活動磨頭和環繞在主體外表面的彈性鋼絲對油管壁結臘和鏽斑有很好的刮削作用。主體採用多頭螺旋，通過與內壁磨擦產生旋轉，即可減輕通徑規重量，又可保證安全洩壓。

附圖說明

以下結合附圖和各實施例對本實用新型作進一步說明。

圖1為本實用新型前噴自轉式油管通徑規整體結構示意圖；

圖2為本實用新型的蒸汽方向閥結構示意圖；

圖3為本實用新型的環形噴嘴結構示意圖（圖2的B-B剖視圖）；

圖4為本實用新型的旋轉軸閥閥片結構示意圖（圖2的A-A剖視圖）；

圖5為本實用新型的扇形平衡塊結構示意圖（圖2的C-C剖視圖）；

各附圖標記如下：

活動磨頭1、噴嘴外殼2、環形噴嘴3、多頭螺旋主體4、螺旋刮削鋼絲條5、彈性密封圈6、蒸汽方向閥7、固定螺栓8、旋轉軸閥閥片9、扇形平衡塊10、方向閥轉軸11、軸承座12。

具體實施方式

下面結合附圖和實例對本實用新型作進一步詳細的說明。

根據本實用新型實施的前噴自轉式油管通徑規，主要由活動磨頭1、蒸汽方向閥7、彈性密封圈6、多頭螺旋主體4構成。其結構如圖1 所示。

其中，多頭螺旋主體4為一個中空的長圓柱體，多頭螺旋主體4外表面螺旋交錯設置螺螺旋刮削鋼絲條5，其特徵在於：多頭螺旋主體4上可拆卸的連接蒸汽方向閥7，蒸汽方向閥7徑向外端由噴嘴外殼2封閉，軸向外端由活動磨頭1與噴嘴外殼2連接封閉；蒸汽方向閥7與多頭螺旋主體4連接處設置彈性密封圈6，當多頭螺旋主體4伸入油管內腔時，彈性密封圈6周向密閉油管內腔；蒸汽方向閥7中，沿閥體中心線方向（也即多頭螺旋主體4方向）設置方向閥轉軸11，方向閥轉軸11上由活動磨頭1到多頭螺旋主體4方向，依次設置扇形平衡塊10、軸承座12、環形噴嘴3、旋轉軸閥閥片9。

環形噴嘴3為設置軸向中心通孔的環形圓臺，軸向中心通孔與方向閥轉軸11外徑相匹配，圓臺外徑與軸承座12一致；如圖2-3，在環形圓臺軸向中部位置，沿徑向均勻分布設置多個徑向出氣口，各出氣口均不與軸向中心通孔連通，各出氣口靠近軸向中心通孔的內端沿軸向各設置一個與各徑向氣孔連通的軸向進氣口，該進氣口軸向與一端的外端面連通（如圖2所示）。環形噴嘴3優選銅噴嘴。噴嘴外殼2上設置徑向通孔。

旋轉軸閥閥片9為帶有缺口的圓形片；如圖2和4，該圓形片外徑小於環形噴嘴3外徑。該圓形片的中心設置軸向通孔與方向閥轉軸11相匹配；缺口為扇形缺口，扇形短邊與圓形片的中心軸向通孔相平齊；安裝時，優選缺口斜向左下方與環形噴嘴3的一部分軸向進氣口相連通；與此同時，環形噴嘴的徑向出氣口始終沿徑向斜向左下方噴出蒸汽。

如圖5，扇形平衡塊10為半圓形與梯形組合塊，在半圓形圓心位置設置供方向閥轉軸11穿過的軸向孔，且與軸向孔連通設置徑向槽，該徑向槽將扇形平衡塊10上部的梯形部分沿軸向分為兩部分（如圖2所示）。

優選，該工具前端活動磨頭1材料採用45#調質鋼，中後端採用2寸N80油管組焊而成，連接絲扣和焊接強度能滿足施工需要。

刮削鋼絲條5螺旋角為50°-70°，經測算60°相對於30°和80°螺旋角的通徑規在油管內受力後旋轉鑽進速度最快，油管刺洗時間最短。螺旋鋼絲與主體的接口端採用冷衝壓模式，可防止鋼絲斷脫。彈性鋼絲材料為60Si2Mn，硬度為HB 300～321 。該材料最高工作溫度可達250 ℃，屬於耐熱彈簧，能承受交變負荷及在高應力下工作（工作壓力：0.5～1.2MPa）。

工作原理：前噴自轉式油管通徑規在蒸汽推動下，依靠彈性密封圈6密閉油管內腔，產生壓力。蒸汽方向閥7內扇形平衡塊10在自重的作用下，無論通徑規是前行還是旋轉，扇形平衡塊10始終帶動旋轉軸閥閥片9上的缺口斜向左下方，蒸汽通過缺口進入環形噴嘴進氣口，在蒸汽方向閥7控制下，環形噴嘴3的徑向出氣口始終斜向左下方噴出蒸汽，推動通徑規向前行進；另一部分蒸汽壓力通過前端的環形噴嘴3和噴嘴外殼2定向噴出後，形成高溫和高壓，對通徑規前下端的滯留物進行溶蝕和衝刷，同時在自重和噴嘴蒸汽壓力作用下，通徑規產生偏轉，帶動活動磨頭1和多頭螺紋主體4磨搓油管內壁；通徑規行進時螺旋刮削鋼絲5與油管內壁磨擦產生正旋轉，加速推進通徑規刺洗。