[发明专利]无杆泵采油系统液力清蜡装置

说明书

技术领域

 本发明涉及应用于石油天然气工程领域中的一种井下工具，可用于无杆泵采油系统油管内壁结蜡的清除作业。

背景技术

我国生产的原油80%以上是含蜡原油，蜡沉积是长期困扰含蜡原油开采的棘手问题，因蜡沉积问题带来的防蜡和清蜡成本也高。石油的主要组成成分是各种组份的碳氢化合物，其中溶有一定量的石蜡，在开采过程中，随着温度、压力的降低和气体的析出，原油对蜡的溶解能力开始降低，溶解的石蜡便以结晶体析出，经过聚集，最后沉积在管壁等固相表面上。机械清蜡是一种常用的清蜡方法，是指通过专门的刮蜡片或清蜡钻头来刮除油管壁上的蜡，并随原油流将蜡带至地面的清蜡方法。无杆泵井的机械清蜡是利用地面绞车，通过滑轮将清蜡工具经防喷管下到油管中，并通过绞车在油管结蜡部位上下活动，将结蜡刮除，由原油流携带出井筒。与其他的清蜡方式相比较，机械清蜡不污染油层，管理方便，操作简单。但由于清蜡工具外径固定，且受限于防喷管高度，加重杆重量有限，在结蜡严重的情况下，清蜡工具难以下入井中，将正常的清蜡过程演变为实际意义上的攻蜡过程，即需要人工反复提放钢丝，在刮蜡器产生的向下冲击力的作用下进行清蜡；此外，以大庆油田为例，随着注聚合物驱油方式的采用，聚驱电泵井结蜡速度明显加快，析出蜡具有较高的粘弹性，清蜡周期缩短，清蜡难度增加，这些就造成工人劳动强度明显增加。

发明内容

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供一种无杆泵采油系统液力清蜡装置，该种清蜡装置无需外加动力，可实现逐级分次清蜡，清蜡直径灵活可控，降低了工人的劳动强度，提高了清蜡的工作效率。

本发明的技术方案是：该种无杆泵采油系统液力清蜡装置，分为内、外两层结构，外层为外套管单元、刮刀单元以及扶正单元，内层为中心杆单元；

其中，所述外套管单元由1号外套管、2号外套管、3号外套管、内锥套管以及4号外套管连接后构成，在1号外套管和2号外套管之间固定有滑环，固定后，所述滑环可相对外套管单元转动，但其轴向与外套管单元无相对运动；所述滑环上开有销钉孔，内置有滑环销钉；

所述刮刀单元由刮刀、刮刀连接块以及销轴构成；其中，刮刀连接块为两块，刮刀连接块的两端通过对应的销轴分别连接在刮刀上和3号外套管上形成四连杆结构；在3号外套管上位于刮刀的尾端部分，开有供具有弧形底面的限位块嵌入的且贯穿外套管的通道，限位块的外壁开有供回收弹簧嵌入的槽，所述限位块通过回收弹簧固定在3号外套管上，当限位块的弧形底面离开3号外套管的内腔后，限位块的上端与刮刀的尾端相触以实现对刮刀转动角度的限制；所述扶正单元由扶正弹簧滑动环、螺钉、扶正弹簧片以及扶正弹簧固定环构成，所述扶正单元固定在3号外套管上；所述中心杆单元由上中心杆和下中心杆构成；上中心杆的顶部为打捞头，在打捞头之下的部分为换向与变径控制结构，所述换向与变径控制结构内供滑环销钉移动后嵌入的滑槽分别为三个不同长度的槽，当上中心杆与外套管单元间发生轴向运动时，滑环销钉向上移动后沿槽间的斜线路径依序滑入相邻的槽中；上中心杆上开有圆弧过渡缩径台阶，以实现与限位块的配合，当限位块的弧形底面与所述圆弧过渡缩径台阶的表面相触时，限位块的上端脱离与刮刀尾端的相触，对刮刀转动角度的限制解除； 所述下中心杆的前端中央部位开有用于放置锁紧中心杆的内腔，在所述内腔的顶端开有供锁紧块嵌入的通孔，两个侧面均为圆锥面的锁紧块固定于此通孔中；所述锁紧中心杆的前端为一个连接细长顶杆的圆锥面，其中，锁紧块的外壁锥面与内锥套管的内锥面相配合，锁紧块的内壁锥面与锁紧中心杆上的外锥面相配合；在锁紧中心杆的底端与下中心杆的内腔底部之间固定有锁紧杆弹簧；所述下中心杆的中段有一个台阶，在此台阶与内锥套管的底端之间环绕所述下中心杆固定有下弹簧； 所述装置还包括胶筒，所述胶筒内开有供下中心杆的下端完成沿轴向运动的空腔，其中，所述空腔的中段为一个圆弧形腔体；所述中心杆单元位于外套管单元中，在1号外套管的顶端与打捞头之间安装有上弹簧；胶筒安装在4号外套管的下端，所述下中心杆的下端穿出4号外套管底部的开口位于胶筒内；在胶筒的下端连接下顶点。