井下清洁设备制造技术

井下清洁设备(10)包括管状本体(12)。管状本体(12)包括穿过其的多个开口(20)。每个开口(20)限定围绕管状本体(12)纵向地且周向地延伸的螺旋部的至少一部分。井下清洁设备(10)还包括多个清洁元件(22)。每个清洁元件(22)构造成穿过开口(20)伸出并且构造成伸出到管状本体(12)的外表面之外。清洁元件(22)围绕管状本体(12)分布并且每个清洁元件(22)限定出围绕管状本体(12)纵向地且周向地延伸的螺旋部的至少一部分。开口(20)和清洁元件(22)成组地限定出多个大致连续的螺旋形路径(18)。每个螺旋形路径(18)大致从管状本体的一端延伸至另一端并且螺旋形路径(18)相对于彼此分布成限定至少360度的清洁表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及井的清洁。特别地，本专利技术涉及能够操作成对井的套管进行清洁以从井的套管的内表面移除不需要的材料和碎屑的清洁设备。
技术介绍
通常地，将碎屑从油井和气井移除的方法包括使用机械地清洁井的内部套管的刮刀或刷子。这种刮刀或刷子通常作为专用的井筒清理系统的一部分来运作，这在井已经被钻孔、加套管以及灌注水泥之后执行。近来已看到更多的研发采用了作为钻柱的一部分进行运作的套管刮刀。这种刮刀总体上包括便于插入的缩回的刀片以及当需要进行清洁活动时被启动成使得刀片与套管壁相接触的伸出的刀片。通常地，现有的套管刮刀包括轴向槽以及从轴向槽伸出以与套管表面相接触的刀片。通常地，包括轴向槽以及从该轴向槽伸出的刀片的刮刀借助于缓慢的轴向运动与高速的旋转运动的结合操作成使得所述刀片扩展开以确保与套管壁的整个360度表面相接触，从而有效地从套管壁的整个360度表面去除碎屑。使用这种方法来清洁套管是耗时的，并且因此出于对清洁整个井筒的时间和成本的考虑，不建议采用这种方法。期望的是提供一种改进的井下清洁设备。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面提供了一种井下清洁设备，包括：管状本体，该管状本体包括穿过其的多个开口，其中，每个开口限定围绕本体纵向地且周向地延伸的螺旋部的至少一部分；以及多个清洁元件，所述多个清洁元件构造成穿过开口伸出并且构造成伸出到本体的外表面之外，其中，清洁元件绕本体分布并且每个清洁元件限定围绕本体纵向地且周向地延伸的螺旋部的至少一部分，其中，开口和清洁元件成组地限定多个大致连续的螺旋形路径，每个螺旋形路径大致从管状本体的一端延伸至另一端，并且这些大致连续的螺旋形路径分布成限定至少360度的清洁表面。螺旋形路径可以布置成使得螺旋路径的联合起来的周向范围为至少360度。例如，在包括三个螺旋形路径的实施方式中，每个路径沿周向方向延伸至少120度。由开口和清洁元件所限定的螺旋形路径的布置可以限定至少360度的有效清洁表面。井下清洁设备可以包括多个沟槽，每个沟槽由围绕本体纵向地且周向地延伸的螺旋部的至少一部分限定，其中，在各个沟槽之间限定有肋。肋限定清洁设备的最外表面。沟槽和肋可以由螺旋形路径来限定。在肋上可以设置有开口。井下设备可以包括由三个沟槽限定的至少三个肋。有利地，根据第一方面，清洁元件在清洁设备上的布置意味着套管壁的清洁可以仅借助于往复运动或借助于高速往复运动与旋转运动的结合而被有效地执行。已知的装置使用与缓慢的轴向运动相结合的旋转运动来清洁套管壁。通常地，刮刀在待清洁的给定区域上做三次往复运动。典型的刮刀包括三个刀片，每个刀片经测量具有228mm(9英寸)的长度并且具有每分钟约60转的转速。通常地，往复运动速度最大为0.23m/s(45英尺/分钟)。与之相比，根据本专利技术的清洁设备可以以高达0.76m/s(150英尺/分钟)的速度做往复运动。应当理解的是，与已知的设备相比，根据本专利技术的设备的切削元件的布置以及相对高速的应用使得清洁时间减少并且获得对用于比较的套管壁的同样地或更有效地清洁。开口可以由多个槽提供，其中至少设置有对应数量的清洁元件，其中，穿过每个槽伸出一个或更多个清洁元件。清洁元件可以是可缩回且可伸出的，其中，当缩回时，清洁元件能够存放在本体内直到需要使用时为止，并且当需要使用时，清洁元件能够伸出，其中，所述清洁元件伸出到本体的最外表面之外。清洁元件可以选择性地伸出。因此，井下清洁设备还可以包括保持系统和启动系统，由此，清洁元件由保持系统保持在缩回位置中直到需要使用时为止，并且启动系统能够操作成使清洁元件至少准备好从缩回位置向伸出位置运动。保持系统可以包括一个或更多个剪切销。为了使剪切销断裂或被剪断，剪切销可能需要被施加一最小压力或载荷。保持系统可以包括多个剪切销，所述多个剪切销布置成使得每个剪切销在不同的最小力或压力下能断裂或能被剪断，从而使在启动时多个剪切销以从对应于最低额定最小力或压力的销到对应于最高额定最小力或压力的销依序断裂。在使用中，启动系统可以包括一个或更多个启动阶段，其中，可以应用下列中的一者或更多者：机械触发器、电子信号和被施加的流体压力。在利用多个启动阶段时，可以顺次地启动每个阶段，从而能够以可预测的方式对从缩回位置至伸出位置的变化过程进行控制。启动系统可以包括下列中的一者或更多者：球和镖状物。球或镖状物在被释放到管状本体中时可以停留在座部中，以增大管状本体内的内部压力，这使得能够操作成使至少一个剪切销断裂或剪断的压力增大，从而使清洁元件至少部分地准备好从缩回位置向伸出位置运动。球或镖状物可以通过机械触发器、电子信号或施加的流体压力来释放。球可以由可变形的材料制成。座部可以构造成允许球或镖状物穿过。座部在压力下可变形。座部可以包括夹头。夹头可以包括可扩展的爪或卡爪，所述可扩展的爪或卡爪是可移位的从而允许镖状物或球穿过。替代性地或另外地，启动系统还可以包括位于管状本体内部的安置套筒，该安置套筒能够操作成相对于管状本体沿轴向方向移动，并且能够操作成使至少一个或更多个剪切销断裂或被剪断，从而使清洁元件被至少部分地准备好进行从缩回位置向伸出位置的运动。管状本体和安置套筒可以各自包括有角度的轮廓，使得套筒相对于管状本体的运动能够被引导。安置套筒可以通过机械触发器、电子信号或施加的流体压力来启动。替代性地或另外地，启动系统可以包括安置套筒或启动球进一步运动成使得在管状本体内的流体压力可以增大到能够操作成使剪切销断裂或剪断的水平，从而最终使清洁元件准备好进行从缩回位置至伸出位置的运动。安置套筒或球的进一步运动可以通过机械触发器、电子信号或施加的流体压力来启动。机械触发器、电子信号或流体压力可以使清洁元件从缩回位置向伸出位置移动。每个清洁元件可以被朝向伸出位置偏压，其中，一个或更多个剪切销阻止清洁元件从缩回位置向伸出位置的运动直到所述剪切销断裂或被剪断为止。井下清洁设备还可以包括布置成辅助离开缩回位置的运动并且将清洁构件的位置维持在伸出位置中的机械式弹簧或液压式弹簧。每个清洁元件包括切削轮廓，该切削轮廓能够在使用中通过轴向往复运动操作成从与清洁元件相接触的表面移除碎屑。清洁元件的限定出至少360度的切削表面和合适的切削轮廓的这种布置确保能够通过根据第一方面的井下清洁设备实现例如井筒套管的完全的周向清洁。清洁元件可以是刮刀刀片。替代性地，清洁元件可以是刷子。井下设备可连接至钻削工具或钻柱。在井下应用中井下清洁设备可连接到的钻削工具的钻头上。井下清洁设备还可以包括布置成将管状本体的每个端部连接至钻削元件的凸形连接件或凹形连接件。本专利技术的另一方面是提供一种清洁井筒套管的方法，该方法包括将根据第一方面的井下清洁设备安装到井筒套管中的步骤。该方法还可以包括在将井下设备安装到井筒套管中之前将井下清洁设备附接至钻柱并且因此将井下清洁设备连同钻柱一并进行安装的步骤。该方法还可以包括使井下清洁设备做好准备从而使清洁元件准备好从缩回位置向伸出位置移动，其中，清洁元件从管状本体的最外表面伸出。该方法还可以包括使清洁元件从缩回状态移动至伸出状态的步骤。该方法还可以包括使井下清洁设备沿轴向方向做往复运动从而执行井筒套管的清洁步骤的步骤。该方法还可以包括将井下清洁设备从井筒套管中收回。附图说明下面参照附图仅通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井下清洁设备，包括：管状本体，所述管状本体包括穿过所述管状本体的多个开口，其中，每个开口限定围绕所述本体纵向地且周向地延伸的螺旋部的至少一部分；以及多个清洁元件，所述多个清洁元件构造成穿过所述开口伸出并且构造成伸出到所述本体的外表面之外，其中，所述清洁元件围绕所述本体分布并且每个清洁元件限定出围绕所述本体纵向地且周向地延伸的螺旋部的至少一部分，其中，所述开口和所述清洁元件成组地限定出多个大致连续的螺旋形路径，所述多个大致连续的螺旋形路径中的每个螺旋形路径大致从所述管状本体的一端延伸至另一端，并且所述多个大致连续的螺旋形路径分布成限定至少360度的清洁表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.02 GB 1405967.91.一种井下清洁设备，包括：管状本体，所述管状本体包括穿过所述管状本体的多个开口，其中，每个开口限定围绕所述本体纵向地且周向地延伸的螺旋部的至少一部分；以及多个清洁元件，所述多个清洁元件构造成穿过所述开口伸出并且构造成伸出到所述本体的外表面之外，其中，所述清洁元件围绕所述本体分布并且每个清洁元件限定出围绕所述本体纵向地且周向地延伸的螺旋部的至少一部分，其中，所述开口和所述清洁元件成组地限定出多个大致连续的螺旋形路径，所述多个大致连续的螺旋形路径中的每个螺旋形路径大致从所述管状本体的一端延伸至另一端，并且所述多个大致连续的螺旋形路径分布成限定至少360度的清洁表面。2.根据权利要求1所述的井下清洁设备，其中，所述螺旋形路径布置成使得所述螺旋形路径的联合起来的周向范围为至少360度。3.根据权利要求1或2所述的井下清洁设备，其中，由所述开口和所述清洁元件所限定的所述螺旋形路径的布置限定出至少360度的有效清洁表面。4.根据任一前述权利要求所述的井下清洁设备，还包括多个沟槽，每个沟槽由围绕所述本体纵向地且周向地延伸的螺旋部的至少一部分限定，其中，在各个沟槽之间限定有肋。5.根据权利要求4所述的井下设备，其中，所述肋限定所述清洁设备的最外表面，并且其中，所述沟槽和所述肋各自由所述螺旋形路径限定。6.根据权利要求5所述的井下清洁设备，其中，所述开口设置成穿过所述肋。7.根据权利要求4至6中的任一项所述的井下清洁设备，包括至少三个肋和三个沟槽。8.根据任一前述权利要求所述的井下清洁设备，其中，所述开口由多个槽提供，并且其中，至少设置有对应数量的清洁元件，其中，穿过每个槽伸出一个或更多个清洁元件。9.根据任一前述权利要求所述的井下清洁设备，其中，所述清洁元件是可缩回且可伸出的，其中，当缩回时，所述清洁元件能够存放在所述本体内直到需要使用时为止，并且当需要使用时以及在使用中，所述清洁元件能够伸出，其中，所述清洁元件伸出到所述本体的所述最外表面之外。10.根据权利要求9所述的井下清洁设备，还包括保持系统和启动系统，由此，所述清洁元件由所述保持系统保持在缩回位置中直到需要使用时为止，并且其中，所述启动系统能够操作成使所述清洁元件至少准备好进行从缩回位置至伸出位置的运动。11.根据权利要求10所述的井下清洁设备，其中，所述保持系统包括一个或更多个剪切销。12.根据权利要求11所述的井下清洁设备，其中，包括多个剪切销的所述保持系统布置成使得每个剪切销在不同的最小力或最小压力下能断裂或能被剪断，从而使得在启动时所述多个剪切销以从对应于最低额定的最小力或最小压力的销到对应于最高额定的最小力或最小压力的销依序断裂。13.根据权利要求11、12或13所述的井下清洁设备，其中，所述启动系统在使用中包括一个或更多个启动阶段，其中，能够应用以下方面中的一者或更多者：机械触发器、电子信号以及施加的流体压力。14.根据权利要求11至13中的任一项所述的井下清洁设备，其中，所述启动系统包括以下方面中的一者或更多者：球和镖状物。15.根据权利要求14所述的井下清洁设备，其中，所述球或镖状物能够被释放到所述管状本体中并且停留在位于所述管状本体的另一端处的座部中，由此阻止流体流穿过所述管状本体并且允许增大所述管状本体内的内部压力，这使得能够操作成使至少一个剪切销断裂或被剪断的压力增大，从而使所述清洁元件至少部分地准备好进行从缩回位置至伸出位置的运动。16.根据权利要求15所述的井下清洁设备，其中，所述球或镖状物能够通过下述方面中的一者或更多者来释放：机械触发器、电子信号或施加的流体压力。17.根据权利要求14至16中的任一项所述的井下清洁设备，其中，所述球由可变...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼古劳斯·察拉斯，西蒙·利珀，
申请(专利权)人：奥德菲尔合伙投资有限公司，
类型：发明
国别省市：挪威;NO