一种手持旋转喷射清洗套管螺纹装置及其使用方法与流程

本发明属于钻井工具技术领域，具体涉及一种手持旋转喷射清洗套管螺纹装置及其使用方法。

背景技术：

目前，我国石油、天然气钻井作业现场完井作业阶段要下入套管串，每根套管入井前必须在公母螺纹均匀涂抹专用螺纹密封脂（拓普101密封脂），而现场的套管公螺纹、母螺纹存在防锈润滑脂、油泥等，不清洁，因此现场套管在入井前由工人徒手采用毛巾、清洁剂对逐根套管螺纹擦拭清洗，无专用清洗工具，在擦拭套管螺纹过程中，容易受到滚动的套管夹伤手、螺纹割破手指的风险，同时清洗套管螺纹产生的污水无法集中回收，只能通过套管端挂小桶收集，操作不便，影响施工效率。

技术实现要素：

本发明目的一是提供了一种手持旋转喷射清洗套管螺纹装置及其使用方法，在清洗套管过程中，通过更换与套管公母螺纹扣相匹配的旋转射流清洗喷头，利用水动力螺杆驱动旋转射流清洗喷头旋转，旋转射流清洗喷头上的鬃毛束将螺纹内的油泥刷干净，同时从旋转射流清洗喷头喷射孔射出的高压清洁剂将油泥冲洗带走，替代了工人徒手采用毛巾擦拭，消除了套管夹伤手、螺纹割破手指的风险；目的二是设计了污水回流槽，通过旋转射流清洗喷头上的鬃毛束、喷射孔射出清洗及将油污冲洗后沿着螺纹流至套管下方污水回流槽收集，沿着污水管线流至污水筒集中收集处理，减少了徒手作业过程产生的环境污染，同时提高了作业效率。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种手持旋转喷射清洗套管螺纹装置，至少包括旋转射流清洗喷头、水动力螺杆、水力控制器及进水管线，所述进水管线通过进水管线快速接头与水力控制器的进水口连通，水力控制器的出水口与水动力螺杆的进水口连通，水动力螺杆的出水口与旋转射流清洗喷头连通。

进一步地，所述旋转射流清洗喷头包括旋转喷头和半圆卡扣清洁刷，所述半圆卡扣清洁刷设置有多个，多个半圆卡扣清洁刷沿旋转喷头的圆周均布。

优选地，所述旋转喷头为采用钢制管线做成的圆环形水管，所述圆环形水管的径向方向上均布有多个喷射孔a,且圆环形水管上每个喷射孔a处均对应卡接有一个半圆卡扣清洁刷，所述半圆卡扣清洁刷上开设有与所述喷射孔a相连通的喷射孔b；所述半圆卡扣清洁刷上还设置有鬃毛束c，所述鬃毛束c置于喷射孔b中，并伸出半圆卡扣清洁刷的外圆弧面。

进一步地，所述旋转喷头分为公螺纹旋转喷头和母螺纹旋转喷头,所述公螺纹旋转喷头上的多个半圆卡扣清洁刷均匀卡扣在圆环形水管的内圈；所述母螺纹旋转喷头上的多个半圆卡扣清洁刷均匀卡扣在圆环形水管的外圈。

优选地，所述公螺纹旋转喷头与水动力螺杆之间通过u型水管连通,且所述u型水管的进水口与水动力螺杆连通，u型水管的出水口设置有两路，并分别与所述圆环形水管的外圈连通；

所述母螺纹旋转喷头与水动力螺杆之间通过t型水管连通,且所述t型水管的入水口与水动力螺杆连通，t型水管的出水口分为两路，并分别与圆环形水管的内圈连通。

进一步地，所述水动力螺杆本体中设置有污水回流槽。

优选地，所述污水回流槽是半圆形底部具有10°坡度的水槽，且最低部位采用螺纹连接方式安装有污水管线快速接头，污水回流槽通过污水管线快速接头连接污水管线。

进一步地，所述污水回流槽通过回流槽固定架卡在水动力螺杆本体上。

进一步地，所述旋转射流清洗喷头与水动力螺杆通过螺纹连接，水动力螺杆与水力控制器通过螺纹连接，水力控制器与控制手柄通过螺纹连接，进水管线快速接头与水力控制器的内置管线采用螺纹连接。

一种手持旋转喷射清洗套管螺纹装置的使用方法，包括如下步骤：

1）组装旋转射流清洗喷头：将将半圆卡扣清洁刷卡在旋转喷头上，喷射孔b、鬃毛束c沿圆环形水管径向方向均布，并使半圆卡扣清洁刷上的喷射孔b与旋转喷头上喷射孔a重合，组成了旋转射流清洗喷头；

2）将旋转射流清洗喷头与水动力螺杆通过螺纹连接，水动力螺杆与水力控制器通过螺纹连接；

3）将污水回流槽通过回流槽固定架卡在水动力螺杆本体上；

4）采用进水管线快速接头将水力控制器与进水管线连接，供水；

5）通过污水管线快速接头将污水回流槽与污水管线连接，及时将回流至污水回流槽内的污水收集并集中处理；

6）清洗套管螺纹：将套管螺纹置于旋转射流清洗喷头内，通过水力控制器后端的控制手柄，调节流量及压力，驱动水动力螺杆转动，并带动旋转射流清洗喷头转动，通过半圆卡扣清洁刷上的鬃毛束c将螺纹内的油泥刷干净，同时从旋转喷头喷射孔a射出的高压水将油泥冲洗带走，流经污水回流槽、污水管线收集回收处理。

本发明的有益效果：

1、本发明提供的手持旋转喷射清洗套管螺纹装置，在清洗套管过程中，通过更换与套管公、母螺纹扣相匹配的旋转射流清洗喷头，利用水动力螺杆驱动旋转射流清洗喷头旋转，旋转射流清洗喷头上的鬃毛束将螺纹内的油泥刷干净，同时从旋转射流清洗喷头喷射孔射出的高压清洁剂将油泥冲洗带走，替代了工人徒手采用毛巾擦拭，消除了套管夹伤手、螺纹割破手指的风险；

2、该装置设计了污水回流槽，通过旋转射流清洗喷头上的鬃毛束、喷射孔射出清洗及将油污冲洗后沿着螺纹流至套管下方污水回流槽收集，沿着污水管线流至污水筒集中收集处理，减少了徒手作业过程产生的环境污染。

3、本发明所述的手持旋转喷射清洗套管螺纹装置的结构简单、轻巧，可单人手持作业，不仅减轻劳动强度、提高了作业效率，而且降低了生产成本。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是套管母螺纹（母扣）水力喷射旋转清洗装置组装图；

图2是套管公螺纹（公扣）水力喷射旋转清洗装置组装图；

图3是母螺纹旋转喷头结构图；

图4是公螺纹旋转喷头结构图；

图5是半圆卡扣清洁刷俯视图；

图6是污水回流槽结构图；

图7是水力控制器结构图。

附图标记说明：

1、半圆卡扣清洁刷；2、旋转喷头；2.1、公螺纹旋转喷头；2.2、母螺纹旋转喷头；3、旋转射流清洗喷头；4、水动力螺杆；5、水力控制器；6、污水回流槽；7、回流槽固定架；8、污水管线快速接头；9、进水管线快速接头；10、控制手柄；11、喷射孔a；12、喷射孔b；13、鬃毛束c。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

需说明的是，在本发明中，图中的上、下、左、右即视为本说明书中所述的手持旋转喷射清洗套管螺纹装置的上、下、左、右。

现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

第一实施方式

本发明的第一实施方式涉及一种手持旋转喷射清洗套管螺纹装置，如图1、图2所示，至少包括旋转射流清洗喷头3、水动力螺杆4、水力控制器5及进水管线，所述进水管线通过进水管线快速接头9与水力控制器5的进水口连通，水力控制器5的出水口与水动力螺杆4的进水口连通，水动力螺杆4的出水口与旋转射流清洗喷头3连通。

本实施方式所保护的手持旋转喷射清洗套管螺纹装置的使用方法,包括如下步骤：

1）将旋转射流清洗喷头3与水动力螺杆4通过螺纹连接，水动力螺杆4与水力控制器5通过螺纹连接；

2）在水动力螺杆4本体中设置污水回流槽；

3）采用进水管线快速接头9将水力控制器5与进水管线连接，供水；

4）将污水回流槽6与污水管线连接，及时将回流至污水回流槽6内的污水收集并集中处理；

5）清洗套管螺纹：将套管螺纹置于旋转射流清洗喷头3内，通过水力控制器5调节流量及压力，驱动水动力螺杆4转动，并带动旋转射流清洗喷头3转动，通过半圆卡扣清洁刷1上的鬃毛束c将螺纹内的油泥刷干净，同时从旋转喷头2喷射孔a射出的高压水将油泥冲洗带走，流经污水回流槽、污水管线收集回收处理。

本发明利用水动力螺杆驱动旋转射流清洗喷头旋转将螺纹内的油泥刷干净，同时从旋转射流清洗喷头喷射孔射出的高压清洁剂将油泥冲洗带走，替代了工人徒手采用毛巾擦拭，消除了套管夹伤手、螺纹割破手指的风险；同时解决了现场清洗套管螺纹扣过程中造成的污水污染环境问题。

第二实施方式

本实施方式提供了一种手持旋转喷射清洗套管螺纹装置，至少包括半圆卡扣清洁刷1、旋转喷头2、水动力螺杆4、水力控制器5及进水管线，所述半圆卡扣清洁刷1设置有多个，多个半圆卡扣清洁刷1以卡扣方式卡在旋转喷头2上，并沿旋转喷头2的圆周均布；优选地，所述旋转喷头2为采用钢制管线做成的圆环形水管，如图3、图4所示，所述圆环形水管的径向方向上均布有多个喷射孔a11,且圆环形水管上每个喷射孔a11处均对应卡接有一个半圆卡扣清洁刷1，如图5所示，所述半圆卡扣清洁刷1上开设有与所述喷射孔a11相连通的喷射孔b12，所述半圆卡扣清洁刷1上还设置有鬃毛束c13，所述鬃毛束c13置于喷射孔b12中，并伸出半圆卡扣清洁刷1的外圆弧面。

作为一种优选，圆环形水管每30°位置设置1个喷射孔a，共设置12个喷射孔a，与之一一对应设置的12个半圆卡扣清洁刷1均匀卡扣在圆环形水管的圆周上，方便更换。

所述进水管线通过进水管线快速接头9与水力控制器5后端的内置进水管连通，水力控制器5前端的出水口与水动力螺杆4后端的进水口连通，水动力螺杆4前端的出水口与圆环形水管的进水口连通。

本实施方式保护的手持旋转喷射清洗套管螺纹装置的使用方法,包括如下步骤：

1）组装旋转射流清洗喷头：将将半圆卡扣清洁刷1卡在旋转喷头2上，喷射孔b、鬃毛束c沿圆环形水管径向方向均布，并使半圆卡扣清洁刷1上的喷射孔b与旋转喷头2上喷射孔a重合，组成了旋转射流清洗喷头3；

2）将旋转射流清洗喷头3与水动力螺杆4通过螺纹连接，水动力螺杆4与水力控制器5通过螺纹连接；

3）在水动力螺杆4本体中设置污水回流槽6；

4）采用进水管线快速接头9将水力控制器5与进水管线连接，供水；

5）通过污水管线快速接头8将污水回流槽6与污水管线连接，及时将回流至污水回流槽6内的污水收集并集中处理；

6）清洗套管螺纹：将套管螺纹置于旋转射流清洗喷头3内，通过水力控制器5后端的控制手柄10，调节流量及压力，驱动水动力螺杆4转动，并带动旋转射流清洗喷头3转动，通过半圆卡扣清洁刷1上的鬃毛束c将螺纹内的油泥刷干净，同时从旋转喷头2喷射孔a射出的高压水将油泥冲洗带走，流经污水回流槽6、污水管线收集回收处理。

本发明通过水力驱动水力螺杆转动，带动清洁刷清洗螺纹内油泥，同时从公母螺纹旋转喷头内外圈喷射出的清洗液对螺纹内油泥冲洗干净，节约了能耗，解决了工人使用毛巾、清洗液徒手擦拭套管螺纹，消除了螺纹割伤手、套管滚动夹手风险，并具有结构简单、轻巧，可单人手持作业的特点，不仅减轻劳动强度、提高了作业效率，而且降低了生产成本。

第三实施方式

在上述实施方式的基础上，值得一提的是，如图3、图4所示，所述旋转喷头2分为公螺纹旋转喷头2.1和母螺纹旋转喷头2.2,所述公螺纹旋转喷头2.1上的多个半圆卡扣清洁刷1均匀卡扣在圆环形水管的内圈，且公螺纹旋转喷头2.1的喷射孔a均沿圆环形水管的径向向内方向均匀分布；所述母螺纹旋转喷头2.2上的多个半圆卡扣清洁刷1均匀卡扣在圆环形水管的外圈，且母螺纹旋转喷头2.2的喷射孔a均沿圆环形水管的径向向外方向均匀分布。进一步地，半圆卡扣清洁刷均匀卡在母螺纹旋转喷头2.2上，喷射孔b、鬃毛束c沿圆环形水管径向向外方向，组成母螺纹旋转射流清洗喷头；半圆卡扣清洁刷均匀卡在公螺纹旋转喷头2.1上喷射孔b、鬃毛束c沿圆环形水管径向向内方向，组成公螺纹旋转射流清洗喷头。半圆卡扣清洁刷1卡在公螺纹旋转喷头内圈或母螺纹旋转喷头外圈上，方便更换。

作为一种优选，所述公螺纹旋转喷头2.1与水动力螺杆4之间通过u型水管连通,且所述公螺纹旋转喷头2.1与水动力螺杆4之间通过u型水管连通,所述u型水管的进水口与水动力螺杆4连通，u型水管的出水口设置有两路，并分别与所述圆环形水管的外圈连通；

所述母螺纹旋转喷头2.2与水动力螺杆4之间通过t型水管连通,且所述母螺纹旋转喷头2.2与水动力螺杆4之间通过t型水管连通,所述t型水管2.2的入水口与水动力螺杆4连通，t型水管2.2的出水口分为两路，并分别与圆环形水管2.1的内圈连通。

值得一提的是，所述圆环形水管和t型水管或u型水管是相通的，高压清洗液通过水动力螺杆进入t型水管或u型水管、圆环形水管后从喷射孔射出。

第四实施方式

在以上实施方式的基础上，水动力螺杆4是一种容积式马达，包括水动力螺杆壳体及置于水动力螺杆壳体内的马达组件和带有驱动头的传动轴。所述马达组件定子、转子组成，定子是金属壳体与内衬有橡胶多瓣螺旋导流腔的组合，转子呈螺旋硬质材料（转子螺旋头数较定子内螺旋导流腔头数少1头），定子与转子组成马达组，转子在定子内形成许多连续的互不相通的密封空腔，当压力液体进入马达时，在转子的螺旋面上产生转动力矩，迫使转子在定子内作行星运动，将转子的行星运动通过传动轴输出，带动驱动头转动，因此水动力螺杆4是一种把液体的压力能转换为机械能的能量转换装置，当高压液体进入螺杆时，迫使转子在定子中转动工作，从而使高压清洗液通过水动力螺杆进入旋转射流清洗喷头3后从喷射孔射出。所述水动力螺杆4的两端均采用螺纹扣，分别与旋转射流清洗喷头3、水力控制器5螺纹连接。

进一步地，如图6所示，所述污水回流槽6是半圆形底部具有10°坡度的水槽，且最低部位采用螺纹连接方式安装有污水管线快速接头8，污水回流槽6通过污水管线快速接头8连接污水管线，及时将回流至污水回流槽6内的污水收集集中存放处理。

进一步地，如图7所示，所述水力控制器5通过控制手柄控制进水流量及压力的装置，出口端采用螺纹，进水端采用进水管线快速接头9与进水管线连接,所述水力控制器5为现有技术,在此不再详细赘述。

所述公螺纹旋转喷头、水动力螺杆、水力控制器均是通过螺纹连接，便于现场组装拆卸；且该装置设计了污水回流槽，通过旋转射流清洗喷头上的鬃毛束、喷射孔射出清洗及将油污冲洗后沿着螺纹流至套管下方污水回流槽收集，沿着污水管线流至污水筒集中收集处理，减少了徒手作业过程产生的环境污染，同时提高了作业效率。

第五实施方式

本实施方式涉及一种使用手持旋转喷射清洗套管螺纹装置清洗套管公螺纹的方法，包括如下步骤：

1）组装公螺纹旋转射流清洗喷头：将半圆卡扣清洁刷1卡在公螺纹旋转喷头2.1上，喷射孔b、鬃毛束c沿圆环形水管径向向内方向均布，并使半圆卡扣清洁刷1上的喷射孔b与公螺纹旋转喷头2.1上喷射孔a重合，组成了公螺纹旋转射流清洗喷头；

2）将公螺纹旋转射流清洗喷头3通过u型水管与水动力螺杆4连通，水动力螺杆4与水力控制器5通过螺纹连接；

3）将污水回流槽6通过回流槽固定架7卡在水动力螺杆4本体上；

4）采用进水管线快速接头9将水力控制器5与进水管线连接，供水；

5）通过污水管线快速接头8将污水回流槽6与污水管线连接，及时将回流至污水回流槽6内的污水收集并集中处理；

6）清洗套管公螺纹：将套管公螺纹置于公螺纹旋转射流清洗喷头内，通过水力控制器5后端的控制手柄10，调节流量及压力，驱动水动力螺杆4转动，并带动公螺纹旋转射流清洗喷头转动，通过半圆卡扣清洁刷1上的鬃毛束c将螺纹内的油泥刷干净，同时从旋转喷头2喷射孔a射出的高压水将油泥冲洗带走，流经污水回流槽6、污水管线收集回收处理。

第六实施方式

与第五实施方式不同的是，本实施方式涉及一种使用手持旋转喷射清洗套管螺纹装置清洗套管母螺纹的方法，包括如下步骤：

1）组装母螺纹旋转射流清洗喷头：将半圆卡扣清洁刷1卡在母螺纹旋转喷头2.1上，喷射孔b、鬃毛束c沿圆环形水管径向向外方向均布，并使半圆卡扣清洁刷1上的喷射孔b与旋转喷头2上喷射孔a重合，组成了母螺纹旋转射流清洗喷头；

2）将母螺纹旋转射流清洗喷头3通过t型水管与水动力螺杆4连通，水动力螺杆4与水力控制器5通过螺纹连接；

3）将污水回流槽6通过回流槽固定架7卡在水动力螺杆4本体上；

4）采用进水管线快速接头9将水力控制器5与进水管线连接，供水；

5）通过污水管线快速接头8将污水回流槽6与污水管线连接，及时将回流至污水回流槽6内的污水收集并集中处理；

6）清洗套管母螺纹：将套管母螺纹置于母螺纹旋转射流清洗喷头内，通过水力控制器5后端的控制手柄10，调节流量及压力，驱动水动力螺杆4转动，并带动母螺纹旋转射流清洗喷头转动，通过半圆卡扣清洁刷1上的鬃毛束c将螺纹内的油泥刷干净，同时从旋转喷头2喷射孔a射出的高压水将油泥冲洗带走，流经污水回流槽6、污水管线收集回收处理。

以上实施例没有具体描述的部分都属于本技术领域的公知部件和常用结构或常用手段，此处不再一一详细说明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。