一种切削式注水井除垢器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油工业中注水井除垢工具，特别涉及一种切削式注水井除垢器。
【背景技术】
[0002]油井注水是提高产量的主要手段，在油井注水过程中，油管结垢的现象普遍存在。油管结垢会使油管内部流通面积缩小，降低注水效率，直接影响到油田的产量。油管除垢是解决这一问题的有效途径，国内油管除垢的主要方法是将管柱从注水井中全部提出，在地面上利用高压水冲洗或是酸化手段对结垢进行清除，但这些方法存在处理成本高、程序繁琐、污染环境等问题。
[0003]中国专利号ZL201420433541.9公开了一种磨铣式注水井除垢器，通过注水管网向井中注水(动力液)，密封胶套在动力液压力作用下膨胀，封隔上下管柱，涡轮定子、涡轮转子组成除垢器涡轮组，在动力液作用涡轮转子转动并产生扭矩带动磨铣装置旋转除垢。该磨铣式注水井除垢器，磨铣装置基体包括三个台阶面，在每段台阶面上安装硬质合金旋转除垢，切削基体形状固定只能对特定位置除垢，除垢不彻底，除垢效率低下，而且在动力液压力过大推进速度过快时容易出现卡死等问题，影响正常工作。除此之外，磨铣式注水井除垢器密封胶套在环空注水反向起出除垢器时，密封效果不好，除垢工作完成后，自动取出稳定性不高，且该除垢器无打捞结构，不易打捞。
【发明内容】
[0004]本发明目的在于克服现有技术的不足，提供了一种切削式注水井除垢器，切削装置采用能够自适应收缩或张开的刀杆，工作稳定可靠，工作效率高。
[0005]为达到上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0006]一种切削式注水井除垢器，由动力输出装置和切削装置组成；所述动力输出装置包括外壳、主轴、涡轮组、接头和密封胶套；所述接头中部沿轴向设有过流通道，接头通过螺纹与外壳连接，密封胶套安装在接头的外部，主轴通过安装在靠近其两端的上轴承和下轴承固定在外壳内部，所述涡轮组由套在主轴上的涡轮定子和涡轮转子组成，涡轮转子固定在主轴上，涡轮定子与外壳固定；动力液从接头的过流通道进入除垢器内部，作用在涡轮组上使其转动产生扭矩，扭矩通过主轴传递给切削装置，带动切削装置旋转；
[0007]所述切削装置包括刀具外壳、活塞、弹簧、冲击块和堵头体，刀具外壳中开有过流通道，刀具外壳与动力输出装置的主轴固定连接，活塞和冲击块安装在刀具外壳内，刀具外壳上与活塞对应位置开有过流通道；冲击块与活塞之间安装有弹簧，冲击块压缩弹簧与活塞压实后用剪钉与刀具外壳固定；所述堵头体安装在刀具外壳端部，刀具外壳外周安装有多个能够自适应收缩或张开的刀杆，刀杆上安装有硬质合金刀，堵头体和冲击块中间设有过流通道；
[0008]动力输出装置流出的动力液通过刀具外壳内部通道下压活塞，活塞作用在冲击块上剪断剪钉，冲击块下压撑开刀杆，动力液从刀具外壳的过流通道排出，动力输出装置和切削装置同时工作，切削装置旋转除垢。
[0009]进一步地，所述堵头体中安装有用于撑开刀杆的菱形推进块，推进块中心开孔，通过销钉安装固定在堵头上，能够绕销轴转动，刀具外壳上开有安装刀杆的凹槽，刀杆一端通过销轴安装在凹槽内，冲击块下压推进块，推进块转动撑开刀杆。
[0010]进一步地，所述密封胶套主体外型为H形环套，H形环套内圈与接头固定。
[0011]进一步地，所述接头上端通过螺纹连接有打捞式上压帽，打捞式上压帽沿轴向设有过流通道。
[0012]进一步地，所述刀杆一端通过销轴安装在刀具外壳凹槽内，用带有U形槽的刀具固定盖盖住，刀具固定盖通过沉头螺钉紧固在刀具外壳上。
[0013]进一步地，所述刀具外壳上安装有三个刀杆，每个刀杆均为片状且设计有拐点，各刀杆的拐点距离刀杆端部长度各不相同，硬质合金刀安装在各刀杆的拐点位置。
[0014]进一步地，所述打捞式上压帽沿径向截面为十字形，其上部设有三节有锥形帽，内部设有过流通道，下端外表面设有螺纹。
[0015]进一步地，所述接头主体为圆柱体，中部设有过流通道，其外部下端设有安装密封胶套的环形插槽。
[0016]进一步地，所述刀具外壳与动力输出装置的外壳之间安装有设有O型密封圈。
[0017]进一步地，所述活塞为桶状，外壁安装有O型密封圈。
[0018]本发明的切削式注水井除垢器依靠动力液自主完成除垢作业。
[0019]本发明的切削装置在刀具外壳内安装有活塞和冲击块，活塞在动力液的推力作用下，将冲击块的剪钉剪断，在动力液的冲击作用和弹簧压缩作用下，冲击块下压撑开刀杆，刀具外壳外周安装有多个能够自适应收缩或张开的刀杆，每种刀杆安装的刀片在切削工作中，实现不同的切削工序，提高了工作效率。由于冲击块和活塞之间装有弹簧，刀杆在碰到超过该刀杆工序进刀量时，会自动收缩，实现自适应的特点，避免了由于在动力液压力过大推进速度过快时容易出现卡死等问题，提高了工作的稳定性和可靠性。活塞在工具下井工作中起到剪断剪钉，推动冲击块作用在菱形推进块，从而作用在刀杆上。切削除垢器在完成切削任务后，环空注水，活塞封闭刀壳旁流道起到了单向阀的作用，将切削式除垢器推至井口，简单、可靠、成本低。
[0020]进一步，本发明的密封胶套成H形，这样结构特点使该工具在起下过程都可以实现工具与井壁的完全密封，比Y形密封胶套使工具起下作业更加可靠。
[0021]进一步，本发明在动力装置端部装有打捞式上压帽，防止该工具在井底发生不明原因的事故，方便打捞。
[0022]本发明还具有以下优点:
[0023]1、本除垢器结构简单，工作可靠性高；
[0024]2、本除垢器除垢原理为物理除垢，对环境无污染；
[0025]3、本除垢器可直接投放在注水井中，在动力液作用下自行工作，无需人力。
【附图说明】
[0026]图1为本发明总体装配示意图；
[0027]图2为本发明推进块结构示意图；
[0028]图3为本发明密封胶套结构示意图；
[0029]图4为本发明堵头体结构示意图；
[0030]图4a为沿径向剖面图；图4b为沿轴向剖面图；
[0031]图5为本发明刀杆结构示意图；
[0032]图中:1-打捞式上压帽、2-密封胶套、3-接头、4-外壳、5-上轴承座、6-上轴承座压盖、7-上套筒、8-涡轮定子、9-涡轮转子、10-主轴、11-下轴承座压盖、12-下轴承座、13-下套筒、14-下压帽、15-紧定螺钉、16-刀具外壳、17-圆柱销、18-活塞、19-弹簧、20-冲击块、21-剪钉、22-开槽沉头螺钉、23-刀具固定盖、24-刀杆、25-推进块、26-堵头体、27-硬质合金刀、28-安全螺钉。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图对本发明进一步详细说明。
[0034]如图1所示，本发明的一种切削式注水井除垢器，由动力输出装置和切削装置组成。动力输出装置包括打捞式上压帽1、密封胶套2、接头3、外壳4、上轴承座5、上轴承座压盖6、上套筒7、涡轮定子8、涡轮转子9、主轴10、下轴承座压盖11、下轴承座12、下套筒13、下压帽14、紧定螺钉15等。切削装置包括刀具外壳16、圆柱销17、活塞18、弹簧19、冲击块20、剪钉21、开槽沉头螺钉22、刀具固定盖23、刀杆24、推进块25、安全螺钉28、堵头体26、硬质合金刀27等。
[0035]所述外壳4为不锈钢管材，上端和下端有内螺纹并且设计有紧定螺孔，接头3中部沿轴向设有过流通道，接头3通过螺纹与外壳4连接，密封胶套2安装在接头3的外部；主轴10从上到下依次设计有上轴承密封轴肩、卡槽、外螺纹、涡轮组定位轴肩、定位销孔、键槽。所述主轴10安装在外壳4内部，上端安装有上轴承，下端穿过下轴承，并通过销连接固定；下套筒13安装在两种不同轴承之间；下压帽14为T型，中部加工有过流通道，上端端外表面设计有螺纹和紧定螺钉15孔，下压帽14通过螺纹与外壳4下端连接，并由紧定螺钉15固定；下轴承座12主体为圆柱体，垂直于上表面设计有十二个过流通孔和六个螺栓孔；中心设计有轴承安装孔、定位凸台、密封环槽。所述下轴承座12安放在外壳4内部，由外壳4内部台阶面定位，内部安装上轴承；所述下轴承座压盖11通过沉头螺钉与下轴承座12固定，且密封槽中安装有密封圈；涡轮组由套在主轴10上的涡轮定子8和涡轮转子9组成，定、转子内部设计有与液流方向成一定角度的叶片，用来提供扭矩。转子安装在主轴上，由轴肩定位，并由六角螺母和止动垫圈固定锁紧，定子由外壳4内台阶面定位，由上套筒7压紧。
[0036]动力液从接头3的过流通道进入除垢器内部，作用在涡轮组上使其转动产生扭矩，扭矩通过主轴10传递给切削装置，带动切削装置旋转。
[0037]刀具外壳16中部开有过流通道，刀具外壳16与动力输出装置的主轴10固定连接，活塞18和冲击块20安装在刀具外壳16内，刀具外壳16上与活塞18对应位置开有过流通道；冲击块20为圆盘状，圆柱面中部设计有环槽，中间开有螺纹通孔，冲击块20与活塞18之间安装有弹簧，冲击块20压缩弹簧19与活塞18压实后用剪钉21与刀具外壳16固定；所述堵头体26安装在刀具外壳16端部，刀具外壳16外周安装有多个能够自适应收缩或张开的刀杆24，刀杆24上安装有硬质合金刀27，堵头体26和冲击块20中间设有过流通道；动力输出装置流出的动力液通过刀具外壳16内部通道下压活塞18，活塞18作用在冲击块20上剪断剪钉21，冲击块20下压撑开刀杆24，动力液从刀具外壳16的过流通道排出，动力输出装置和切削装置同时工作，切削装置旋转除垢。
[0038]刀具外壳16上部开四方轴孔、过流通道和圆柱销17孔，动力输出装置伸出轴装入四方