一种水平井可更换喷头旋转式岩屑打捞工具

1.本发明涉及一种石油天然气行业用于在水平井段打捞岩屑的打捞工具。


背景技术：

2.石油是工业血液，它的重要性不言而喻。为了确保油田的正常运作生产，提高采收率，追求更好的经济效益，需保证油水井能正常地高效工作。
3.但油水井井下技术情况复杂多样，同时在完井过程中易出现各种故障和井下事故，特别是井下落物或者井口塌陷导致岩屑掉落，造成油井不能工作，严重时可能会造成油井报废，继而给油田的生产和、与经济效益造成巨大的损失。
4.因此及时处理井下事故，打捞出井下落物，对油田正常开发具有重要作用。在井底岩屑打捞过程中，较小尺寸岩屑，采用高压洗井方式即可排出，而对于裸眼完井井壁坍塌的大块岩屑，该方式效果较差。因此需设计一种可以对2-5cm大型岩屑进行打捞的装置，防止油井堵塞，帮助油井进行正常高效地工作。


技术实现要素：

5.本发明的目的是：克服现有岩屑打捞工具的缺点，提供一种不会将前方岩屑推走，并且能够多次作业、收集岩屑，在回收时可较好的封闭筒口，阻挡岩屑的掉落的水力岩屑打捞装置。
6.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：该打捞工具主要包括特殊接头、外壳1、环形电池、立板、丝杆转子、外壳2、丝杆、环形电机、电池盖板、圆锥滚子轴承、轴承端盖、打捞内筒、喷嘴、喷头、o型密封圈(16)、涡轮、岩屑阻挡伞、t型支架、plc控制模块；所述特殊接头内开有通孔，下端连接外壳1；所述外壳1中部有一立板，两侧分别经螺栓安装一个环形电池盖板和环形电机；所述电池盖板呈t型圆环结构，通过螺栓连接于外壳1内，内装有环形电池为环形电机提供电源；所述环形电池下端装有plc控制模块；所述plc控制模块控制环形电机旋转与岩屑阻挡伞展开；所述环形电机下端与丝杆转子连接，环形电机带动丝杆转子旋转，将圆周运动转化为丝杆的直线运动；所述丝杆末端与打捞内筒间隙配合，采用圆锥滚子轴承与轴承盖板平衡打捞内筒产生的轴向力；所述打捞内筒前端通过涡轮将水能转化为机械能带动打捞内筒旋转，末端安有喷头；所述喷头装有喷嘴和岩屑阻挡伞，均可根据工作要求自由更换；所述岩屑阻挡伞可接收plc控制模块信号展开，阻挡岩屑掉落。
7.所述外壳1、外壳2、丝杆转子、丝杆、打捞内桶均采用中空式结构。
8.所述丝杆与外壳2采用花键式连接，防止旋转。
9.所述喷头开有多个螺纹孔安装喷嘴。
10.所述圆锥滚子轴承处两端均装有o型密封圈。
11.所述特殊接头、外壳1、外壳2通过螺纹连接构成整体。
12.所述涡轮两端通过t形支架与打捞内筒连接。
13.本发明具有以下优点：本发明提出了一个全新的岩屑打捞工具设计方案，可以解
决高压洗井无法打捞大块岩屑，传统打捞工具无法多次、大容量打捞岩屑的缺点。本发明具有打捞工具向外伸出时，不会将前方岩屑推走，并且能够多次作业、聚拢岩屑，在回收时较好的封闭筒口，阻挡岩屑的掉落的特点。
附图说明
14.图1为本发明所述的一种水平井可更换喷头旋转式岩屑打捞工具的装配示意图。
15.图2为打捞工具ⅰ部分。
16.图3为打捞工具ⅱ部分。
17.图4为b-b截面剖视图
18.图5为轴承装配处局部放大图。
19.图中：1-特殊接头、2-外壳1、3-通孔、4-环形电池、5-立板、6-丝杆转子、7-外壳2、8-丝杆、9-环形电机、10-电池盖板、11-圆锥滚子轴承、12-轴承端盖、13-打捞内筒、14-喷嘴、15-喷头、16-o型密封圈、17-涡轮、18-岩屑阻挡伞、19-t型支架、20-plc控制模块。
具体实施方式
20.根据附图所示，所述的一种水平井可更换喷头旋转式岩屑打捞工具主要包括该打捞工具主要包括特殊接头、外壳1、环形电池、立板、丝杆转子、外壳2、丝杆、环形电机、电池盖板、圆锥滚子轴承、轴承端盖、打捞内筒、喷嘴、喷头、o型密封圈(16)、涡轮、岩屑阻挡伞、t型支架、plc控制模块；所述特殊接头内开有通孔，下端连接外壳1；所述外壳1中部有一立板，两侧分别经螺栓安装一个环形电池盖板和环形电机；所述电池盖板呈t型圆环结构，通过螺栓连接于外壳1内，内装有环形电池为环形电机提供电源；所述环形电池下端装有plc控制模块；所述plc控制模块控制环形电机旋转与岩屑阻挡伞展开；所述环形电机下端与丝杆转子连接，环形电机带动丝杆转子旋转，将圆周运动转化为丝杆的直线运动；所述丝杆末端与打捞内筒间隙配合，采用圆锥滚子轴承与轴承盖板平衡打捞内筒产生的轴向力；所述打捞内筒前端通过涡轮将水能转化为机械能带动打捞内筒旋转，末端安有喷头；所述喷头装有喷嘴和岩屑阻挡伞，均可根据工作要求自由更换；所述岩屑阻挡伞可接收plc控制模块信号展开，阻挡岩屑掉落。
21.工作时，首先将相应尺寸喷嘴及相应角度喷头组装至打捞工具，应用连续油管连接特殊接头将打捞装置送至需打捞的水平地层，电池提供环形电机与plc控制模块电源；通过环形电机转动，将旋转运动转换为打捞内筒的直线运动，打捞内筒伸出；连续油管通入高压水，流经涡轮将水能转化为机械能带动打捞内筒旋转，使得喷嘴能够无死角冲击岩屑，利用水压将岩屑打捞至内筒内；当打捞一定时间后，plc控制模块启动岩屑阻挡伞，伞部结构张开直径略大于外壳2内径，防止岩屑掉落；最后，利用连续油管将打捞装置取回地面。


技术特征：
1.一种水平井可更换喷头旋转式岩屑打捞工具，其特征在于：该打捞工具主要包括特殊接头(1)、外壳1(2)、环形电池(4)、立板(5)、丝杆转子(6)、外壳2(7)、丝杆(8)、环形电机(9)、电池盖板(10)、圆锥滚子轴承(11)、轴承端盖(12)、打捞内筒(13)、喷嘴(14)、喷头(15)、o型密封圈(16)、涡轮(17)、岩屑阻挡伞(18)、t型支架(19)、plc控制模块(20)；所述外壳1(2)中部有一立板(5)，两侧分别经螺栓安装一个环形电池盖板(10)和环形电机(9)；所述电池盖板(10)呈t型圆环结构，通过螺栓连接于外壳1(2)内，内装有环形电池(4)为环形电机(9)提供电源；所述环形电池(4)下端装有plc控制模块(20)；所述plc控制模块(20)控制环形电机(9)旋转与岩屑阻挡伞(18)展开；所述环形电机(9)下端与丝杆转子(6)连接，环形电机(9)带动丝杆转子(6)旋转，将圆周运动转化为丝杆(8)的直线运动；所述丝杆(8)末端与打捞内筒(13)间隙配合，采用圆锥滚子轴承(11)与轴承盖板(12)平衡打捞内筒(13)产生的轴向力；所述打捞内筒(13)前端通过涡轮(17)将水能转化为机械能带动打捞内筒(13)旋转，末端安有喷头(15)；所述喷头(15)装有喷嘴(14)和岩屑阻挡伞(18)，三者均可根据工作要求自由更换；所述岩屑阻挡伞(18)可接收plc控制模块(20)信号展开，阻挡岩屑掉落。2.根据权利要求1所述的一种水平井可更换喷头旋转式岩屑打捞工具，其特征在于所述外壳1(2)、外壳2(7)、丝杆转子(6)、丝杆(8)、打捞内桶(13)均采用中空式结构。3.根据权利要求1所述的一种水平井可更换喷头旋转式岩屑打捞工具，其特征在于所述丝杆(8)与外壳2(7)采用花键式连接，防止旋转。4.根据权利要求1所述的一种水平井可更换喷头旋转式岩屑打捞工具，其特征在于所述喷头(15)开有多个螺纹孔安装喷嘴(14)。5.根据权利要求1所述的一种水平井可更换喷头旋转式岩屑打捞工具，其特征在于所述圆锥滚子轴承(11)处两端均装有o型密封圈(16)。6.根据权利要求1所述的一种水平井可更换喷头旋转式岩屑打捞工具，所述特殊接头(1)、外壳1(2)、外壳2(7)通过螺纹连接构成整体。7.根据权利要求1所述的一种水平井可更换喷头旋转式岩屑打捞工具，所述涡轮(17)两端通过t形支架(19)与打捞内筒(13)连接。

技术总结
本发明涉及一种石油天然气行业用于水平井可更换喷头旋转式岩屑打捞工具，它包括括环形电池、丝杆转子、丝杆、环形电机、打捞内筒、喷嘴、喷头、涡轮、岩屑阻挡伞、PLC控制模块等；本发明利用丝杆传动将电机的旋转运动转化为打捞内筒的直线运动；打捞内筒中螺杆涡轮依靠水力旋转，内筒末端安装的喷头可根据工作条件自由更换；喷头带有的多个喷嘴能够实现无死角冲击岩屑；PLC控制模块控制岩屑阻挡伞封闭筒口；本发明具有可根据工况更换喷头、喷嘴，全方位打捞岩屑，并且能够多次作业，回收时能够自动阻挡岩屑的掉落的优点。阻挡岩屑的掉落的优点。阻挡岩屑的掉落的优点。


技术研发人员：黎伟 刘忠杰 牟磊 刘志新 王洪松 付权 谭先辉
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2021.10.28
技术公布日：2022/1/21