上提式刮蠟器的製作方法

2023-06-04 23:56:31 1

本發明涉及石油機械技術領域，具體涉及一種上提式刮蠟器，用於安裝在油田井口油管內，在修井作業過程中實現對油管內腔的刮蠟除垢。

背景技術：

我國石油行業近年來高度重視環境保護，建立了較為完善的環境管理體系，並不斷加大環境保護工作力度，環保部多次進行環境風險大排查，石油行業是重點。

原油中含有不同數量的石蠟,在油層條件下,一般處於溶解狀態。原油從井底上升流經油管時，溫度、壓力逐漸降低，蠟逐漸析出，聚集、積附於管壁，稱油井結蠟，它使油管內徑變小,影響井的生產能力,嚴重時使油井停產。

為了防止油井結蠟，目前油田常用的油井清防蠟方法主要有機械清蠟、熱力清防蠟、取出油管後地面清蠟、化學劑清防蠟等多種方法。

機械清蠟(knife well)是將清蠟工具下入井內，使其上下活動，將結在油管壁上的蠟刮下，一般情況下採用刮蠟片；如果結蠟嚴重，則用清蠟鑽頭。機械清蠟下放刮蠟片較為困難，容易被卡，一旦被卡不易解除，而且刮下的蠟垢落入井內，對地下油層造成二次汙染。

採用電加熱或熱洗清蠟方法易使蠟和垢漏失油層，給地層帶來一定傷害，對地下油層造成二次汙染，為保護油層也不宜長期採用，而且生產周期長，浪費能源，成本較高。

油溶型清、防蠟劑相對密度小，對高含水油井不太合適；而且燃點低，易著火，使用時必須嚴格防火措施；一般這類清、防蠟劑具有毒性，不符合環保要求。

取出油管後地面清蠟，採用高溫加熱、高壓清洗方式，由此產生的廢水、廢氣，影響環保，浪費能源，而且增加運輸成本。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是：提供一種上提式刮蠟器，安裝於井口油管內後，在提出油管前就能清除油管內的蠟和垢；且不易被卡，一旦被卡能自行解除。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：上提式刮蠟器，包括中心杆，在所述中心杆上設置有刮蠟裝置，所述刮蠟裝置包括依次設置的：限位帽，所述限位帽滑動套設於所述中心杆上，所述限位帽的內端面上設有多個導向槽；刮刀，所述刮刀包括圍繞所述中心杆設置的多個刀片，所述刀片的上端滑動約束於所述限位帽的導向槽內，所述刀片的下端內側為內錐面；具有彈性的錐形墊，所述錐形墊套設於所述中心杆上，所述錐形墊的外錐面與所述刀片的內錐面相適配。

利用本發明的上提式刮蠟器對安裝在油田井口內的油管內腔刮蠟除垢時，通過井口設備懸掛刮蠟器將其下放到油管內，下放過程中，刮刀與油管之間產生摩擦力收縮，多個刀片沿限位帽的導向槽向著中心杆滑動、聚攏，刮刀的直徑變小，直至可以通過下放油管的定點位置；上提刮蠟器時，中心杆帶動錐形墊上移，刮刀與油管之間產生摩擦力，刮刀相對於中心杆和錐形墊下移，在錐形墊的外錐面與刀片的內錐面作用下，多個刀片沿限位帽的導向槽背離中心杆滑動，致使刮刀的直徑變大，從而實現刮蠟，達到在提出油管前就能清除油管內的蠟和垢的目的。在上提過程中，如果刮刀碰到硬質點或油管變形等情況時，刮刀在彈性錐形墊的作用下會自動變小，克服了機械清蠟容易被卡，一旦被卡不易解除的問題，刮蠟器在油管內通行順暢，提高了清蠟速度。

以下為對本發明的上提式刮蠟器的多項進一步優化設計：

其中，所述刀片的上端設置有鉤頭，所述鉤頭滑動約束於所述限位帽的導向槽內；所述刀片的外周設有刀齒或者刀刃。

其中，所述刮蠟裝置包括上刮蠟裝置和位於其下方的下刮蠟裝置，所述上刮蠟裝置的刀片與所述下刮蠟裝置的刀片交錯設置。上刮蠟裝置的刀片刮蠟後剩餘未刮的部分，由下刮蠟裝置的刀片刮去，實現對油管內腔的全方位刮蠟，刮蠟徹底，無遺漏。

其中，所述下刮蠟裝置的下方設有收集裝置，所述收集裝置包括沉降接管，所述沉降接管的上端與所述中心杆的下端連接，所述沉降接管具有錐形管段，所述錐形管段上套設有具有彈性的刮套。上提刮蠟器時，刮套同樣會與油管產生摩擦力，相對於沉降接管下移，在沉降接管錐形管段的作用下，致使刮套直徑變大，從而將刮蠟裝置刮蠟後附積在油管內壁上的蠟和垢颳起，以便收集。

其中，所述收集裝置還包括沉降筒，所述沉降筒的上端與所述沉降接管的下端連接，所述沉降接管的管腔與所述沉降筒相連通，所述沉降接管的管壁上設有與沉降接管的管腔相連通的管壁通孔。刮套刮蠟的同時，在真空作用下，刮下的蠟和垢通過沉降接管的管壁通孔和管腔吸到沉降筒內，被沉降筒帶到地面，便於集中收集，定點存放處理，即避免了對地面環境造成汙染，又避免了蠟和垢漏失油層，對地下油層造成二次汙染。

其中，所述沉降筒採用石油篩管。收集到沉降筒內的蠟和垢，其中的液體部分會由石油篩管上的篩孔流到井內，蠟和垢的固體部分被帶到地面，便於收集、存放。

其中，所述沉降筒的下端設置有配重。配重的設置，增加了刮蠟器的重量，便於向油管內下放刮蠟器。

其中，所述沉降接管的上端外周設有凸臺，所述下刮蠟裝置的錐形墊的大端端面抵靠於所述凸臺的上端面。

其中，所述中心杆上設有導向鍵槽，所述限位帽的內孔設有與所述導向鍵槽相配合的導向凸鍵。

其中，所述中心杆的上端固定有吊耳。

綜上所述，採用了上述技術方案後，本發明的上提式刮蠟器安裝於井口油管內後，在提出油管前就能徹底清除油管內的蠟和垢，並將清除下的蠟和垢收集起來定點存放，即避免了對地面環境造成汙染，又避免了落入井內對地下油層造成二次汙染；刮蠟器在油管內通行順暢，不易被卡，一旦被卡能自行快速解除，提高了清蠟速度，解決了目前油田油管內腔清蠟存在的諸多問題。

附圖說明

圖1是本發明實施例的結構剖視示意圖；其中，刮蠟器中心線L左側為下放狀態結構剖視示意圖，刮蠟器中心線L右側為上提狀態結構剖視示意圖；

圖2是刮蠟器下放狀態時刮刀形狀示意圖；

圖3是刮蠟器上提狀態時刮刀形狀示意圖；

圖中：1-卡繩器；2-吊耳；3-限位帽；31-導向槽；4-中心杆；41-導向鍵槽；5-刮刀；51-刀片；511-鉤頭；512-刀齒；6-錐形墊；7-限位帽；8-沉降接管；81-凸臺；82-管壁通孔；83-管腔；84-錐形管段；9-刮套；10-沉降筒；11-配重；L-刮蠟器中心線；I-上刮蠟裝置；II-下刮蠟裝置。

具體實施方式

為了使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細描述。應當理解，此處所描述的具體實施方式僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

如圖1所示，本發明的上提式刮蠟器，包括中心杆4，為便於與井口設備連接，在中心杆4的上端固定有吊耳2，吊耳2通過銷軸與卡繩器1相連接；在中心杆4上設置有刮蠟裝置，刮蠟裝置包括依次設置的限位帽3、刮刀5和具有彈性的錐形墊6；其中，限位帽3滑動套設於中心杆4上，為便於滑動導向，在中心杆4上設有導向鍵槽41，在限位帽3的內孔設有與導向鍵槽41相配合的導向凸鍵(圖中未具體示意)，在限位帽3的內端面上設有多個導向槽31；其中，刮刀5包括圍繞中心杆4設置的多個刀片51，刀片51與限位帽的導向槽31的數量一致，圖2和圖3示意出了採用四個刀片51的情形，當然，刀片數量不局限於此，可以根據實際設計需要有所增減，刀片51的上端滑動約束安裝於限位帽3的導向槽31內，導向槽31用於限制刀片51在圓周方向、徑向和軸向的定位，刀片51的下端內側為內錐面；其中，錐形墊6空套於中心杆4上，錐形墊6的外錐面與刀片51的內錐面相適配。

如圖2和圖3所示，其中，刀片51的上端設置有鉤頭511，鉤頭511滑動約束安裝於限位帽3的導向槽31內；在刀片51的外周設有刀齒512，也可以用刀刃結構替代刀齒512。

如圖1所示，為實現對油管內腔的全方位刮蠟，優化結構為所述刮蠟裝置上下設置有兩套，由中心杆4上的導向鍵槽41限位，包括上刮蠟裝置I和位於其下方的下刮蠟裝置II，其中，上刮蠟裝置I的刀片與下刮蠟裝置II的刀片交錯設置，上刮蠟裝置I的錐形墊6的大端端面抵靠於下刮蠟裝置II的限位帽7的上端面，上刮蠟裝置I的刀片刮蠟後剩餘未刮的部分，由下刮蠟裝置II的刀片刮去，確保刮蠟徹底，無遺漏。當然，所述刮蠟裝置不局限於兩套，數量可以增減，至少一套，也可以上下設置有三套、四套或更多套，可根據實際需要而定。

如圖1所示，在下刮蠟裝置II的下方還設有收集裝置，用於收集由刮蠟裝置刮下的蠟和垢。其中，收集裝置包括沉降接管8，沉降接管8的上端與中心杆4的下端螺紋連接，沉降接管8的上端外周設有凸臺81，下刮蠟裝置II的錐形墊的大端端面抵靠於凸臺81的上端面，沉降接管8具有錐形管段84，錐形管段84上套設有具有彈性的刮套9，刮套9優選採用聚氨酯材質；收集裝置還進一步包括沉降筒10，沉降筒10的上端與沉降接管8的下端連接，沉降接管8的管腔83與沉降筒10相連通，沉降接管8的管壁上設有與沉降接管8的管腔83相連通的管壁通孔82；其中，沉降筒10具體可採用石油篩管。在沉降筒10的下端設置有配重11。

本發明的上提式刮蠟器工作過程：利用本發明的上提式刮蠟器對安裝在油田井口內的油管內腔刮蠟除垢時，用鋼絲繩連接卡繩器1，利用井口設備懸掛刮蠟器靠自重和配重下放到油管內，下放過程中，刮刀5和刮套9與油管之間皆產生摩擦力收縮(參見圖1中刮蠟器中心線L左側和圖2)，多個刀片51沿限位帽的導向槽向著中心杆4滑動、聚攏，刮刀5的直徑變小，直至可以通過下放油管的定點位置。上提刮蠟器時，中心杆4帶動錐形墊6上移，刮刀5與油管之間產生摩擦力，刮刀5相對於中心杆4和錐形墊6下移，在錐形墊6的外錐面與刀片51的內錐面作用下，多個刀片51沿限位帽的導向槽背離中心杆4滑動，致使刮刀5的直徑變大(參見圖1中刮蠟器中心線L右側和圖3)，從而實現刮蠟，達到在提出油管前就能清除油管內的蠟和垢的目的。在上提過程中，如果刮刀5碰到硬質點或油管變形等情況時，刮刀5在彈性錐形墊6的作用下會自動變小，克服了機械清蠟容易被卡，一旦被卡不易解除的問題，刮蠟器在油管內通行順暢。上提過程中，刮套9同樣會與油管產生摩擦力，相對於沉降接管8下移，在沉降接管8錐形管段84的作用下，致使刮套9直徑變大，從而將刮蠟裝置刮蠟後附積在油管內壁上的蠟和垢颳起，刮套9刮蠟的同時，由於真空作用，刮下的蠟和垢通過沉降接管8的管壁通孔82和管腔83吸到沉降筒10內，其中的液體部分會由石油篩管上的篩孔流到井內，蠟和垢被沉降筒10帶到地面，集中收集並定點存放處理，即避免了對地面環境造成汙染，又避免了蠟和垢漏失油層，對地下油層造成二次汙染，達到環保目的。