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一种分注井不动管柱机电一体化清垢系统及方法
申请号	CN201510838891.2	申请日	2015-11-27	公开(公告)号	CN105422048A	公开(公告)日	2016-03-23
申请人	中国石油天然气股份有限公司;			发明人	王子建; 巨亚锋; 于九政; 杨玲智; 罗必林; 毕福伟; 申晓莉;
摘要	本发明属于油田分层注水开发技术配套工艺技术领域，具体涉及一种分注井不动管柱机电一体化清垢系统及方法。本发明提供的这种分注井不动管柱机电一体化清垢系统及方法，通过上位机控制机电除垢仪的打开和关闭，采用电缆携带机电除垢仪钻进清除分注井井筒污垢，实现了分注井通井除垢由钢丝到电缆、机械到机电的转变，提升了清垢降阻技术自动化程度水平，有效解决了油田分注井因井筒结垢引起的测调遇阻、遇卡等问题。
权利要求	1.一种分注井不动管柱机电一体化清垢系统，其特征在于：包括上位机（1），上位机（1）通过信号线（2）与试井车（3）电联接，试井车（3）上的电缆（4）电联接机电除垢仪（9）；所述机电除垢仪（9）包括电机（18），电机（18）上端与电缆（4）电联接，下端螺纹连接有减速箱（19），减速箱（19）的下端插接有中心杆（22），中心杆（22）的下端螺纹连接有连杆（25），连杆（25）的下端螺纹连接有钻进机构（16）；中心杆（22）的外表面由上至下依次套设有扶正机构（20）、防反转机构（21）、复位弹簧（23）、复位推台（24），扶正机构（20）的上端与减速箱（19）的下端螺纹连接，扶正机构（20）与防反转机构（21）螺纹连接，防反转机构（21）与复位弹簧（23）连接，复位弹簧（23）的下端套接在复位推台（24）内，复位推台（24）的下端与连杆（25）键连接。 2.如权利要求1所述的一种分注井不动管柱机电一体化清垢系统，其特征在于：所述扶正机构（20）由扶正钢体（2001）、扶正上臂（2002）、扶正下臂（2003）组成，扶正钢体（2001）的轴向开设有使中心杆（22）穿过的通孔，径向开设有容纳扶正上臂（2002）、扶正下臂（2003）的矩形通孔，扶正上臂（2002）位于靠近减速箱（19）的一端，扶正下臂（2003）位于靠近防反转机构（21）的一端，扶正上臂（2002）的上端通过销钉固定在矩形通孔内，扶正上臂（2002）的下端与扶正下臂（2003）的上端之间设有助滑轮（2004），扶正上臂（2002）、扶正下臂（2003）、助滑轮（2004）通过销钉连接，扶正下臂（2003）的下端开设有椭圆形通孔（2005），可与固定在矩形通孔下端的销钉配合进行滑动；所述扶正上臂（2002）、扶正下臂（2003）均设有两个，且两个扶正上臂（2002）和两个扶正下臂（2003）均关于中心杆（22）的轴向中心线对称。 3.如权利要求1所述的一种分注井不动管柱机电一体化清垢系统，其特征在于：所述防反转机构（21）包括防反转钢体（2101）、防转臂（2103）、推力臂（2104），防反转钢体（2101）的轴向开设有使中心杆（22）穿过的通孔，径向开设有容纳防转臂（2103）、推力臂（2104）的矩形通孔，防转臂（2103）位于靠近扶正机构（20）的一端，推力臂（2104）位于靠近复位弹簧（23）的一端，防转臂（2103）的上端通过销钉固定在矩形通孔内，防转臂（2103）的下端与推力臂（2104）的上端之间设有双助滑轮（2105）（2004），防转臂（2103）、双助滑轮（2105）（2004）、推力臂（2104）通过销钉连接，推力臂（2104）的下端与安装在矩形通孔下端的力臂推台（2106）通过销钉连接，力臂推台（2106）可沿开设在矩形通孔内的推台滑槽（2102）滑动；所述防转臂（2103）、推力臂（2104）均设有两个，且两个防转臂（2103）和两个推力臂（2104）均关于中心杆（22）的轴向中心线对称，推台滑槽（2102）也开设有两个，推台滑槽（2102）与中心杆（22）的轴向中心线平行。 4.如权利要求1所述的一种分注井不动管柱机电一体化清垢系统，其特征在于：所述钻进机构（16）包括螺旋式钻头（1601）、钻进斜尖（1602），螺旋式钻头（1601）的上端与连杆（25）螺纹连接，螺旋式钻头（1601）的下端螺纹连接钻进斜尖（1602）。 5.如权利要求2所述的一种分注井不动管柱机电一体化清垢系统，其特征在于：所述扶正上臂（2002）和扶正下臂（2003）上均开设有凹槽一（2006），凹槽一（2006）内设置有助力弹簧一（2007），助力弹簧一（2007）的一端固定在凹槽一（2006）内，另外一端与扶正钢体（2001）固定连接。 6.如权利要求3所述的一种分注井不动管柱机电一体化清垢系统，其特征在于：所述防转臂（2103）的上端开设有凹槽二（2107），凹槽二（2107）内设置有助力弹簧二（2108），助力弹簧二（2108）的一端固定在凹槽二（2107）内，另外一端与防反转钢体（2101）固定连接。 7.一种分注井不动管柱机电一体化清垢方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：将机电除垢仪（9）通过电缆（4）下入油管（8）内，上位机（1）通过信号线（2）向试井车（3）发送信号，试井车（3）经过处理后，通过电缆（4）将信号发送给机电除垢仪（9），控制机电除垢仪（9）打开；步骤二：遇到油管（8）内的垢块（17）时，电机（18）提供动力给减速箱（19），减速箱（19）带动中心杆（22）旋转，中心杆（22）带动连杆（25）和钻进机构（16）旋转，螺旋式钻头（1601）和钻进斜尖（1602）对垢块（17）进行粉碎清除；步骤三：机电除垢仪（9）在油管（8）内由上至下直到下放到油管（8）底部的丝堵（15）处，在整个下放过程中，机电除垢仪（9）一直处于打开状态，除垢结束后，上位机（1）通过电缆（4）控制关闭机电除垢仪（9）。
说明书全文	一种分注井不动管柱机电一体化清垢系统及方法技术领域 [0001] 本发明属于油田分层注水开发技术配套工艺技术领域，具体涉及一种分注井不动管柱机电一体化清垢系统及方法。背景技术 [0002] 分注井井筒畅通是保证后期正常测调的基本条件，但随着分注井注水管柱服役时间延长，受井筒结垢、腐蚀等因素影响，分注井测调遇阻频繁发生，部分井出现仪器工具落井，导致后期带压作业等大修维护费用，影响着分层注水测调工作的有序开展。 [0003] 传统的除垢技术依靠钢丝携带刮垢器、通井规等工具，下放井筒内依靠撞击、冲击等方式除垢，属于被动冲击式机械除垢技术，多依靠人工经验，除垢效率相对较低。尤其在桥式同心分注工艺应用以来，低效率的机械除垢技术严重影响着分注测调效率。 [0004] 为了改善分注井井筒环境，提高分注井测调成功率，降低测调遇阻率，急需研究一套适应新型分注工艺的不动管柱清垢降阻技术。发明内容 [0005] 本发明的目的是克服现有油田分注井因井筒结垢引起的测调遇阻、遇卡等问题。 [0006] 为此，本发明提供了一种分注井不动管柱机电一体化清垢系统，包括上位机，上位机通过信号线与试井车电联接，试井车上的电缆电联接机电除垢仪；所述机电除垢仪包括电机，电机上端与电缆电联接，下端螺纹连接有减速箱，减速箱的下端插接有中心杆，中心杆的下端螺纹连接有连杆，连杆的下端螺纹连接有钻进机构；中心杆的外表面由上至下依次套设有扶正机构、防反转机构、复位弹簧、复位推台，扶正机构的上端与减速箱的下端螺纹连接，扶正机构与防反转机构螺纹连接，防反转机构与复位弹簧连接，复位弹簧的下端套接在复位推台内，复位推台的下端与连杆键连接。 [0007] 所述扶正机构由扶正钢体、扶正上臂、扶正下臂组成，扶正钢体的轴向开设有使中心杆穿过的通孔，径向开设有容纳扶正上臂、扶正下臂的矩形通孔，扶正上臂位于靠近减速箱的一端，扶正下臂位于靠近防反转机构的一端，扶正上臂的上端通过销钉固定在矩形通孔内，扶正上臂的下端与扶正下臂的上端之间设有助滑轮，扶正上臂、扶正下臂、助滑轮通过销钉连接，扶正下臂的下端开设有椭圆形通孔，可与固定在矩形通孔下端的销钉配合进行滑动；所述扶正上臂、扶正下臂均设有两个，且两个扶正上臂和两个扶正下臂均关于中心杆的轴向中心线对称。 [0008] 所述防反转机构包括防反转钢体、防转臂、推力臂，防反转钢体的轴向开设有使中心杆穿过的通孔，径向开设有容纳防转臂、推力臂的矩形通孔，防转臂位于靠近扶正机构的一端，推力臂位于靠近复位弹簧的一端，防转臂的上端通过销钉固定在矩形通孔内，防转臂的下端与推力臂的上端之间设有双助滑轮，防转臂、双助滑轮、推力臂通过销钉连接，推力臂的下端与安装在矩形通孔下端的力臂推台通过销钉连接，力臂推台可沿开设在矩形通孔内的推台滑槽滑动；所述防转臂、推力臂均设有两个，且两个防转臂和两个推力臂均关于中心杆的轴向中心线对称，推台滑槽也开设有两个，推台滑槽与中心杆的轴向中心线平行。 [0009] 所述钻进机构包括螺旋式钻头、钻进斜尖，螺旋式钻头的上端与连杆螺纹连接，螺旋式钻头的下端螺纹连接钻进斜尖。 [0010] 所述扶正上臂和扶正下臂上均开设有凹槽一，凹槽一内设置有助力弹簧一，助力弹簧一的一端固定在凹槽一内，另外一端与扶正钢体固定连接。 [0011] 所述防转臂的上端开设有凹槽二，凹槽二内设置有助力弹簧二，助力弹簧二的一端固定在凹槽二内，另外一端与防反转钢体固定连接。 [0012] 一种分注井不动管柱机电一体化清垢方法，包括如下步骤：步骤一：将机电除垢仪通过电缆下入油管内，上位机通过信号线向试井车发送信号，试井车经过处理后，通过电缆将信号发送给机电除垢仪，控制机电除垢仪打开；步骤二：遇到油管内的垢块时，电机提供动力给减速箱，减速箱带动中心杆旋转，中心杆带动连杆和钻进机构旋转，螺旋式钻头和钻进斜尖对垢块进行粉碎清除；步骤三：机电除垢仪在油管内由上至下直到下放到油管底部的丝堵处，在整个下放过程中，机电除垢仪一直处于打开状态，除垢结束后，上位机通过电缆控制关闭机电除垢仪。 [0013] 本发明的有益效果：一、本发明提供的这种分注井不动管柱机电一体化清垢系统及方法，通过上位机控制机电除垢仪的打开和关闭，采用电缆携带机电除垢仪钻进清除分注井井筒污垢，摆脱了单凭钢丝携带通井规的经验作业，并且满足电缆携带机电仪器通井与地面可控除垢，实现了分注井通井除垢由钢丝到电缆、机械到机电的转变，提升了清垢降阻技术自动化程度水平，有效解决了油田分注井因井筒结垢引起的测调遇阻、遇卡等问题。 [0014] 二、机电除垢仪解决了井下电动除垢仪器防旋转、电动往复清垢、遇阻反转防卡等技术难题，实现了地面控制井下除垢仪器连续钻进与高效旋转的除垢功能。 [0015] 以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。附图说明 [0016] 图1是分注井不动管柱机电一体化清垢系统的结构示意图。 [0017] 图2是图1中H的局部放大图。 [0018] 图3是机电除垢仪的结构示意图。 [0019] 图4是图3剖视图。 [0020] 图5是图3的A-A向视图。 [0021] 图6是扶正机构的结构示意图。 [0022] 图7是图6中F的局部放大图。 [0023] 图8是图6的左视图。 [0024] 图9是图8的B-B向视图。 [0025] 图10是防反转机构的机构示意图。 [0026] 图11是图10的C-C向视图。 [0027] 图12是图11的G的局部放大图。 [0028] 图13是图10的左视图。 [0029] 图14是图13的D-D向视图。 [0030] 图15是钻进机构的结构示意图。 [0031] 图16是图15的E-E向视图。 [0032] 附图标记说明：1、上位机；2、信号线；3、试井车；4、电缆；5、防喷管；6、注水井口；7、套管；8、油管；9、机电除垢仪；10、封隔器；11、配水器；12、预制工作筒；13、单流阀；14、筛管；15、丝堵；16、钻进机构；1601、螺旋式钻头；1602、钻进斜尖；17、垢块；18、电机；19、减速箱； 20、扶正机构；2001、扶正钢体；2002、扶正上臂；2003、扶正下臂；2004、助滑轮；2005、椭圆形通孔；2006、凹槽一；2007、助力弹簧一；21、防反转机构；2101、防反转钢体；2102、推台滑槽； 2103、防转臂；2104、推力臂；2105、双助滑轮；2106、力臂推台；2107、凹槽二；2108、助力弹簧二；22、中心杆；23、复位弹簧；24、复位推台；25、连杆。具体实施方式 [0033] 实施例1：如图1和图2所示，一种分注井不动管柱机电一体化清垢系统，包括上位机1，上位机1通过信号线2与试井车3电联接，试井车3上的电缆4电联接机电除垢仪9。如图3、图4和图5所示，所述机电除垢仪9包括电机18，电机18上端与电缆4电联接，下端螺纹连接有减速箱19，减速箱19的下端插接有中心杆22，中心杆22的下端螺纹连接有连杆25，连杆25的下端螺纹连接有钻进机构16；中心杆22的外表面由上至下依次套设有扶正机构20、防反转机构21、复位弹簧23、复位推台24，扶正机构20的上端与减速箱19的下端螺纹连接，扶正机构20与防反转机构21螺纹连接，防反转机构21与复位弹簧23连接，复位弹簧23的下端套接在复位推台 24内，复位推台24的下端与连杆25键连接。 [0034] 分注井不动管柱机电一体化清垢系统的工作过程如下：将机电除垢仪9通过电缆4下入油管8内，上位机1通过信号线2向试井车3发送信号，试井车3经过处理后，通过电缆4将信号发送给机电除垢仪9，控制机电除垢仪9打开，遇到油管 8内的垢块17时，机电除垢仪9工作，粉碎清除垢块17。 [0035] 具体的，将机电除垢仪9通过电缆4下入油管8内，上位机1通过信号线2向试井车3发送信号，试井车3经过处理后，通过电缆4将信号发送给机电除垢仪9，控制机电除垢仪9打开，遇到油管8内的垢块17时，上位机1通过电缆4控制电机18打开，电机18提供动力给减速箱19，减速箱19带动中心杆22旋转，中心杆22带动连杆25和钻进机构16旋转，钻进机构16对垢块17进行粉碎清除，机电除垢仪9在油管8内由上至下直到下放到油管8底部的丝堵15处，在整个下放过程中，机电除垢仪9一直处于打开状态，除垢结束后，上位机1通过电缆4控制关闭机电除垢仪9。 [0036] 需要说明的是，当机电除垢仪9下放至油管8内后，扶正机构20可以协助整个机电除垢仪9沿着油管8内壁向下滑，同时扶正整个机电除垢仪9；防反转机构21可以防止机电除垢仪9整体随着钻进机构16的旋转而旋转，还可以协助机电除垢仪9在清垢后，在重力作用下下滑。 [0037] 本发明提供的这种分注井不动管柱机电一体化清垢系统及方法，通过上位机控制机电除垢仪的打开和关闭，采用电缆携带机电除垢仪钻进清除分注井井筒污垢，实现了分注井通井除垢由钢丝到电缆、机械到机电的转变，提升了清垢降阻技术自动化程度水平，有效解决了油田分注井因井筒结垢引起的测调遇阻、遇卡等问题。 [0038] 实施例2：在实施例1的基础上，如图6、图7、图8和图9所示，所述扶正机构20由扶正钢体2001、扶正上臂2002、扶正下臂2003组成，扶正钢体2001的轴向开设有使中心杆22穿过的通孔，径向开设有容纳扶正上臂2002、扶正下臂2003的矩形通孔，扶正上臂2002位于靠近减速箱19的一端，扶正下臂2003位于靠近防反转机构21的一端，扶正上臂2002的上端通过销钉固定在矩形通孔内，扶正上臂2002的下端与扶正下臂2003的上端之间设有助滑轮2004，扶正上臂 2002、扶正下臂2003、助滑轮2004通过销钉连接，扶正下臂2003的下端开设有椭圆形通孔 2005，可与固定在矩形通孔下端的销钉配合进行滑动；所述扶正上臂2002和扶正下臂2003上均开设有凹槽一2006，凹槽一2006内设置有助力弹簧一2007，助力弹簧一2007的一端固定在凹槽一2006内，另外一端与扶正钢体2001固定连接。 [0039] 如图9所示，所述扶正上臂2002、扶正下臂2003均设有两个，且两个扶正上臂2002和两个扶正下臂2003均关于中心杆22的轴向中心线对称。 [0040] 当机电除垢仪9下放至油管8内后，扶正下臂2003在椭圆形通孔2005内滑动，使扶正上臂2002、扶正下臂2003组成的整体进行伸缩，助力弹簧一2007可以协助扶正上臂2002、扶正下臂2003在伸缩后进行复位，助滑轮2004撑在油管8内壁上，协助整个机电除垢仪9沿着油管8内壁向下滑，同时扶正整个机电除垢仪9。 [0041] 实施例3：在实施例1的基础上，如图10、图11、图12、图13和图14所示，所述防反转机构21包括防反转钢体2101、防转臂2103、推力臂2104，防反转钢体2101的轴向开设有使中心杆22穿过的通孔，径向开设有容纳防转臂2103、推力臂2104的矩形通孔，防转臂2103位于靠近扶正机构 20的一端，推力臂2104位于靠近复位弹簧23的一端，防转臂2103的上端通过销钉固定在矩形通孔内，防转臂2103的下端与推力臂2104的上端之间设有双助滑轮21052004，防转臂 2103、双助滑轮21052004、推力臂2104通过销钉连接，推力臂2104的下端与安装在矩形通孔下端的力臂推台2106通过销钉连接，力臂推台2106可沿开设在矩形通孔内的推台滑槽2102滑动；所述防转臂2103、推力臂2104均设有两个，且两个防转臂2103和两个推力臂2104均关于中心杆22的轴向中心线对称，推台滑槽2102也开设有两个，推台滑槽2102与中心杆22的轴向中心线平行。所述防转臂2103的上端开设有凹槽二2107，凹槽二2107内设置有助力弹簧二2108，助力弹簧二2108的一端固定在凹槽二2107内，另外一端与防反转钢体2101固定连接。 [0042] 当机电除垢仪9遇到垢块17受阻，钻进机构16旋转钻进除垢，防反转机构21开始工作，力臂推台2106沿着推台滑槽2102上行，推力臂2104支撑防转臂2103撑开，作用在油管8的管壁上，作用力越大，防转臂2103撑开越大，助力弹簧二2108可以协助防转臂2103在撑开后进行复位，双助滑轮2105可以防止机电除垢仪9整体随着钻进机构16的旋转而旋转，还可以协助整体在清垢后，重力作用下助力下滑。 [0043] 实施例4：如图15和图16所示，所述钻进机构16包括螺旋式钻头1601、钻进斜尖1602，螺旋式钻头 1601的上端与连杆25螺纹连接，螺旋式钻头1601的下端螺纹连接钻进斜尖1602。 [0044] 螺旋式钻头1601的直径由小到大共三个系列，井筒内除垢采用大钻头，工具串内除垢可更换小钻头。 [0045] 实施例5：一种分注井不动管柱机电一体化清垢方法，包括如下步骤：步骤一：将机电除垢仪9通过电缆4下入油管8内，上位机1通过信号线2向试井车3发送信号，试井车3经过处理后，通过电缆4将信号发送给机电除垢仪9，控制机电除垢仪9打开；步骤二：遇到油管8内的垢块17时，电机18提供动力给减速箱19，减速箱19带动中心杆 22旋转，中心杆22带动连杆25和钻进机构16旋转，螺旋式钻头1601和钻进斜尖1602对垢块 17进行粉碎清除；步骤三：机电除垢仪9在油管8内由上至下直到下放到油管8底部的丝堵15处，在整个下放过程中，机电除垢仪9一直处于打开状态，除垢结束后，上位机1通过电缆4控制关闭机电除垢仪9。 [0046] 机电除垢仪9所在的井筒环境是，上位机1、试井车3属于地面控制部分，上位机1通过信号线2向试井车3发送信号，试井车3经过处理后，通过电缆4将信号发送给机电除垢仪9的电机18，电缆穿过防喷管5和注水井口6进入油管8，油管8套装在套管7内，封隔器10、配水器11、预置工作筒12、单流阀13、筛管14、丝堵15自上而下依次与油管连接。 [0047] 以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

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