[发明专利]在油田井口现场进行管杆的机械热清洗方法

权利要求书

1.一种在油田井口现场进行管杆的机械热清洗方法，该机械热清洗方法中所述的管杆统指油管和抽油杆，该机械热清洗方法中所述的机械包括管杆热清洗装置(1)和辅助设备，其中管杆热清洗装置(1)借鉴了中国专利“一种自动高效油管热清洗装置”并对其进行了局部改造和加装，局部改造和加装后的管杆热清洗装置(1)首先实现了既能同机清洗油管又能同机清洗抽油杆，其次实现了管杆的侧进侧出；在管杆热清洗装置的周围配备了辅助设备，辅助设备包括输送料架(5)、伸缩式咬管装置(13)和送料滑车(23)；本发明的机械热清洗方法由局部改造和加装后的管杆热清洗装置(1)、油田井口现场设备布局方式和工作流程共同构成；其特征是：

㈠局部改造和加装后的管杆热清洗装置(1)如下：

①将“保温箱体上部的支架上装有驱动电机，驱动电机轴上连接传动机构” 改造成：保温箱体(6)分为清洗箱(12)和传动箱(8)，清洗箱(12)和传动箱(8)之间由隔温板隔开，驱动电机安装在传动箱内(8)，驱动电机通过减速器和联轴节与轮盘轴(3)联接；

②将“传动机构的另一端连接轮盘轴，轮盘轴的两端各连接一个轮盘” 改造成：在加长的轮盘轴(3)上至少安装四个或者四个以上结构相同的轮盘(4)，各相邻轮盘(4)之间的间距可以相等也可以不相等，但靠近传动箱(8)端的两个相邻轮盘(4)之间的间距以最短油管或是最短抽油杆长度的1/6为准； 

③将“固定架套装在轮盘轴上，固定架的另一端固定连接在保温箱体上部的支架上” 改造成：加长的轮盘轴(3)两端分别配装有固定架(2)，两个固定架(2)均安装在清洗箱(12)底部的机座(24)上； 

④将“两个轮盘的外侧各有一个弧形隔板，弧形隔板下方的三个直角边分别固定连接在保温箱体的两个侧面和底部，弧形隔板的圆形弧与两个轮盘圆周上的齿之间有一定间隙”改造成：各轮盘(4)的外侧均配装有弧形隔板(17)，弧形隔板(17)连接在清洗箱(12)的两个侧面，每个弧形隔板(17)的内圆弧均与所配轮盘(4)的外圆弧相匹配；

⑤将“弧形隔板高端的保温箱体侧面，安装有与其同样高度的进管传输机；弧形隔板低端的保温箱体另一个侧面，安装有与其同样高度的出管传输机；保温箱体左面安装有与进管传输机相对应的油管进口；保温箱体左面的另一边安装有与出管传输机相对应的油管出口”删除，在清洗箱(12)的左侧和右侧上方分别设置有长方形的左进出料口(21)和右进出料口(15)，通过铰链在左进出料(21)口和右进出料口(15)上加装有左出料门(20)和右出料门(14)；在清洗箱(12)的左侧外和右侧外分别配置有左链式链钩(10)和右链式链钩(7)，左链式链钩(10)和右链式链钩(7)均由链轮、链条、料钩、传动轴和制动轮构成；在每个轮盘(4)的上方并靠近左进出料口(21)处和右进出料口(15)处分别固定有左棘爪(19)和右棘爪(16)，所有的左棘爪(19)由一根左传动轴实现联动，所有的右棘爪(16)由一根右传动轴实现联动；在每个轮盘(4)的的左上方和左棘爪(19)的下方分别设置有左拨钩(22)，所有的左拨钩(22)由一根左转动轴实现联动并被固定在清洗箱(12)内；在每个轮盘(4)的的上方和右棘爪(16)的左侧分别设置有右拨钩(18)，所有的右拨钩(18)由一根右转动轴实现联动并被固定在清洗箱内；所述左传动轴、所述右传动轴、所述左转动轴和所述右转动轴分别由各自的电机实施控制，这些电机分别固定在传动箱(8)的不同部位；

⑥将“保温箱体下部装有循环水进口，循环水进口连接循环水管，循环水管的另一端连接循环水泵，循环水泵连接冲水装置，冲水装置安装在长方形保温箱体下部”改造成：清洗箱(12)下部装有循环水进口，循环水进口连接循环水管，循环水管的另一端连接循环水泵，循环水泵连接冲水装置，冲水装置分为一组内壁冲洗管和一组外壁冲洗管，一组内壁冲洗管对准轮盘(4)上的油管内孔冲洗，一组外壁冲洗管有对准轮盘上的管杆外壁冲洗；

⑦将“油管经进管传输机进箱体内到位处装有限位接近开关，限位接近开关安装在箱体的上部；” 改造成：管杆在送料滑车(23)的轨道上放平时，安装在送料滑车(23)轨道上的光电开关此时发出指令信号给左链式链钩(10)；

⑧将“保温箱体的下部装有穿过两个弧形隔板的加热装置，长方形保温箱体的六个面安装有保温材料” 改造成：清洗箱(12)的下部安装有穿过所有弧形隔板(17)的加热装置，清洗箱(12)的顶部也安装有结构相同的加热装置，在清洗箱(12)的四周用保温材料进行包裹；

㈡油田井口现场设备布局方式如下：

以油田井口现场的抽油机中线到井口中线为横向基准线，以辅助设备中的送料滑车(23)轨道(9)中线为纵向基准线，横向基准线和纵向基准线的交点设在井口中线，将管杆热清洗装置(1)配置在滑车轨道(9)的左侧，管杆热清洗装置(1)中的轮盘轴(3)轴线与纵向基准线平行且管杆热清洗装置(1)中的传动箱(8)背离井口方向，在送料滑车(23)的左侧配置输送料架(5)，在管杆热清洗装置(1)的右侧也配置有结构相同的输送料架(5)，在送料滑车(23)到井口的空间位置配置有伸缩式咬管装置(13)；

㈢工作流程如下：

在上述油田井口现场设备布局方式下

①启动管杆热清洗装置的加热装置使清洗箱内水温和环境温度同时达到90℃以上，加热装置不但对清洗箱内的水质进行加温而且还对清洗箱内的周围环境进行加温；设定管杆热清洗装置的初始状态是：左棘爪相对左出料门处于打开状态，打开状态时左棘爪的爪尖指向左出料门的上端，也就是说左棘爪的爪尖指向以不影响管杆进入左出料门为准；右棘爪相对右出料门处于关闭状态，关闭状态时右棘爪的爪尖指向右出料门的下端，也就是说右棘爪的爪尖指向完全封闭的右出料门为准；左拨钩和右拨钩均处于垂下状态；轮盘上设置的某一齿槽正对左进出料口方向，上述状态均通过设置在传动箱内的光电开关来实施检测，以完成管杆热清洗装置的开机前准备；

②在上述开机前准备完毕后，修井时先通过修井机将抽油杆从井口中起出，当修井机起出抽油杆至某一高度时，咬管装置先咬住抽油杆的下部端头并将抽油杆拉至送料滑车的轨道上，在修井机下落的同时抽油杆在自身重力的作用下使抽油杆背离井口方向完全滑动到送料滑车的轨道上，安装在送料滑车轨道上的光电开关此时发出指令信号给左链式链钩，左链式链钩顺时针转动将抽油杆输送到清洗箱上左进出料口处并顺势推开左出料门，抽油杆落入弧形隔板左上端的斜面上，此时左棘爪逆时针转动将抽油杆推至轮盘上设置的某一齿槽内，轮盘逆时针转动一个齿槽角度并重复上述进料过程；逆时针转动的轮盘齿槽内的抽油杆首先得到清洗箱内环境温度的加热以及热水的浸泡，再经过一组外壁冲洗管的清洗逐渐转至右棘爪的下方，此时右拨钩逆时针转动将抽油杆推至弧形隔板右上端的斜面上，右棘爪再逆时针转动将抽油杆推至右进出料口，在右棘爪逆时针转动的同时右链式链钩顺时针转动并顺势推开右出料门，右链式链钩将右进出料口处的抽油杆带出清洗箱外并落在清洗箱右侧配置的输送料架上，如此循环即可完全所有抽油杆的热清洗工作；

 考虑到油田井口现场没有安装吊装设备，为节省输送料架的设置长度，清洗箱右侧输送料架上已热清洗的抽油杆能通过管杆热清洗装置返回到送料滑车左侧配置的输送料架上，返回过程如下：

首先设定管杆热清洗装置的返回状态是：左棘爪相对左出料门处于关闭状态，关闭状态时左棘爪的爪尖指向左出料门的下端，也就是说左棘爪的爪尖指向完全封闭的左出料门为准；右棘爪相对右出料门处于打开状态，打开状态时右棘爪的爪尖指向右出料门的上端，也就是说右棘爪的爪尖指向以不影响管杆进入右出料门为准；左拨钩处于垂下状态，右拨钩上旋；轮盘上设置的某一齿槽正对右进出料口方向，上述状态均通过设置在传动箱内的光电开关来实施检测，以完成管杆热清洗装置的返回前准备；

在上述返回前准备完毕后，右链式链钩逆时针转动将抽油杆输送到清洗箱上右进出料口处并顺势推开右出料门，抽油杆落入弧形隔板右上端的斜面上，此时右棘爪顺时针转动将抽油杆推至轮盘上设置的某一齿槽内，轮盘逆时针转动一个齿槽角度并重复上述进料过程，逆时针转动的轮盘齿槽使抽油杆从轮盘上方转至弧形隔板左上端的斜面上，左棘爪顺时针转动将抽油杆推至左进出料口，在左棘爪顺时针转动的同时左链式链钩逆时针转动并顺势推开左出料门，左链式链钩将左进出料口处的抽油杆带出清洗箱外并落在清洗箱右侧配置的送料滑车上的过渡桥上，过渡桥偏转将抽油杆转至送料滑车左侧配置的输送料架上，如此循环即可完全所有抽油杆的返回工作；

③当抽油杆热清洗完毕并返回送料滑车左侧配置的输送料架时，修井机再将油管从井口中起出，油管的热清洗工作与上述②的热清洗工作基本相同，不同的是：油管在清洗箱内环境温度的加热以及热水的浸泡下，油管不但经过一组外壁冲洗管的清洗，还要经过一组内壁冲洗管的清洗，然后才能逐渐转至右棘爪的下方；

若需要向井口回装油管时，油管的返回过程与上述②的返回过程基本相同，不同的是：油管落在清洗箱右侧配置的送料滑车的轨道上即可，此时咬管装置先咬住油管的尾部将油管拖至修井机下方，然后再由修井机将油管吊至井口上方实施油管回装工作；

当油管回装完毕后，放置在送料滑车左侧输送料架上的抽油杆经过渡桥偏转将抽油杆转至送料滑车的轨道上，此时咬管装置先咬住抽油杆的尾部将抽油杆拖至修井机下方，然后再由修井机将抽油杆吊至井口上方实施抽油杆回装工作。