本發(fā)明涉及一種鉆桿內(nèi)壁刮泥器及刮泥方法，屬鉆具清理。

背景技術(shù)：

1、在石油開(kāi)采過(guò)程中進(jìn)行鉆井作業(yè)時(shí)，鉆井液與地下泥水混合形成的泥漿會(huì)附著在鉆桿上，起鉆過(guò)程中，附著在鉆桿外壁和內(nèi)壁的泥漿會(huì)被一同帶出鉆臺(tái)，造成鉆井液的浪費(fèi)，同時(shí)流落在鉆臺(tái)上的鉆井液向外漫流時(shí)容易污染環(huán)境，且在鉆臺(tái)上的鉆井液在低溫天氣下凝固成冰后，在鉆臺(tái)上作業(yè)行走時(shí)容易打滑摔倒，影響生產(chǎn)安全。另外鉆井液呈堿性，會(huì)腐蝕鉆臺(tái)以及機(jī)械設(shè)備，此外附著的鉆井液還會(huì)影響鉆具上/卸扣作業(yè)，因此十分有必要清除鉆桿上的泥漿。

2、外壁附著的泥漿可用橡膠軟管套于鉆桿上刮除，而內(nèi)壁附著的泥漿不易清理，現(xiàn)多使用蒸汽清洗、柴油點(diǎn)火焚燒等，其存在清理效果不穩(wěn)定、能耗高、不夠環(huán)保等問(wèn)題，無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)要求。

3、公告號(hào)為cn106194114a專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種對(duì)稱螺旋片式鉆桿內(nèi)壁刮泥器，其包括芯管、刮片組和浮桶，芯管為空心豎管，刮片周向等距分布在芯管周圍構(gòu)成刮片組，刮片由上螺旋片和下螺旋片構(gòu)成，上螺旋片和下螺旋片螺旋方向相反上下對(duì)稱分布，上螺旋片和下螺旋片連接處通過(guò)圓角過(guò)渡連接，上螺旋片和下螺旋片的內(nèi)緣分別通過(guò)支臂與芯管外壁連接，刮片組上視內(nèi)緣和外緣為同心圓，浮桶為帶底的具有上開(kāi)口的容器，浮桶上開(kāi)口與芯管下開(kāi)口通過(guò)螺紋相連，芯管上開(kāi)口通過(guò)螺紋連接有封堵；該發(fā)明可以減少浪費(fèi)和污染，使污染處理費(fèi)用降低，可有效防止鉆具水眼凍凝，螺旋狀刮片更易于通過(guò)鉆桿接頭處，不易卡住。

4、上述刮泥器能對(duì)鉆桿的內(nèi)壁進(jìn)行清理，但其將自身重力勢(shì)能作為動(dòng)力源向下運(yùn)動(dòng)，屬于被動(dòng)型刮泥器，無(wú)法應(yīng)對(duì)自身卡阻、井底溢流等特殊情況。鉆桿內(nèi)壁變徑較多，在變徑處，傳統(tǒng)刮泥器不易處理好在保證刮刀與鉆桿內(nèi)壁有較好的貼合度的情況下解決自身卡阻的問(wèn)題，清理效果得不到保證；同時(shí)該刮泥器無(wú)法預(yù)警可能發(fā)生的溢流情況，隨著智能化和數(shù)字化的推進(jìn)，該功能應(yīng)作為一項(xiàng)基礎(chǔ)功能置于刮泥器中。因此有必要設(shè)計(jì)一種鉆桿內(nèi)壁刮泥器及刮泥方法，以解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種主動(dòng)型刮泥器，該刮泥器動(dòng)力充足，能有效清理泥漿，可通過(guò)智能控制應(yīng)對(duì)多種特殊情況，不易卡住。使用皮碗這種柔性結(jié)構(gòu)與鉆桿內(nèi)壁接觸，刮泥器能較好的貼合鉆桿內(nèi)壁，有效應(yīng)對(duì)鉆桿內(nèi)壁出現(xiàn)的變徑情況，提供更加穩(wěn)定的清理效果；同時(shí)可通過(guò)刮泥器底部的激光測(cè)距傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)液面變化并在必要時(shí)發(fā)出警報(bào)，預(yù)知可能發(fā)生的井底溢流情況。通過(guò)這些主要技術(shù)手段以解決現(xiàn)有刮泥器刮刀不能較好貼合鉆桿內(nèi)壁、無(wú)法預(yù)警溢流等問(wèn)題。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是：

3、一種鉆桿內(nèi)壁刮泥器，包括殼體、皮碗、兩位三通電磁閥a、兩位三通電磁閥b、兩位三通電磁閥c、比例閥、氣動(dòng)振動(dòng)器、儲(chǔ)氣室、電池組、氣泵、霍爾傳感器、激光測(cè)距傳感器及壓力傳感器，其特征在于：殼體呈圓筒狀，殼體的圓周面上設(shè)置有皮碗，殼體的內(nèi)壁上通過(guò)托架由上至下依次安裝有兩位三通電磁閥a、兩位三通電磁閥b、兩位三通電磁閥c和比例閥，比例閥下方的殼體內(nèi)設(shè)置有氣動(dòng)振動(dòng)器，殼體的底部端口上固裝有儲(chǔ)氣室；殼體上方設(shè)置有電池組，電池組連接有氣泵。刮泥器內(nèi)部裝置封于其內(nèi)部，與外界隔離，以達(dá)到防爆、防腐、防水等目的。

4、所述的電池組的頂部設(shè)置有計(jì)步器。

5、所述的計(jì)步器包括底座、計(jì)步輪支架和計(jì)步輪，底座上通過(guò)銷軸對(duì)稱安裝有計(jì)步輪支架，計(jì)步輪支架的頂部端頭活動(dòng)安裝有計(jì)步輪。

6、所述的底座上設(shè)置有能對(duì)計(jì)步輪支架施加推力的扭簧。

7、所述的底座的底部中心設(shè)置有沉槽，沉槽與氣泵套裝連接。

8、所述的底座上設(shè)置有上氣口，殼體的底部設(shè)置有下氣口，下氣口通過(guò)比例閥和連通管與上氣口連通，保證有充足的且可調(diào)的氣流能通過(guò)該氣路，以在正常刮泥工作狀態(tài)可平衡上氣口與下氣口的氣壓，下氣口和上氣口通過(guò)兩位三通電磁閥a、兩位三通電磁閥b、兩位三通電磁閥c和連通管與氣泵、氣動(dòng)振動(dòng)器和儲(chǔ)氣室連通。

9、所述的刮泥器底部安裝有激光測(cè)距傳感器和壓力傳感器，激光測(cè)距傳感器可實(shí)時(shí)檢測(cè)刮泥器與泥漿液面的距離，在必要時(shí)發(fā)出警報(bào)，預(yù)知可能發(fā)生的井底溢流情況，壓力傳感器檢測(cè)下氣口壓力變化。

10、一種鉆桿內(nèi)壁的刮泥方法，其特征在于：它包括以下步驟：

11、該鉆桿內(nèi)壁的刮泥方法，包括以下步驟：

12、正常刮泥：

13、s1、將該刮泥器下放至鉆桿內(nèi)部，該刮泥器的皮碗撐開(kāi)抵靠在鉆桿內(nèi)壁上，通過(guò)皮碗進(jìn)行刮泥；

14、s2、打開(kāi)比例閥，兩位三通電磁閥a置于右位，兩位三通電磁閥b置于右位，兩位兩通電磁閥c置于右位，通過(guò)比例閥、氣泵、連通管連通上氣口與下氣口，通過(guò)調(diào)節(jié)比例閥的開(kāi)度，調(diào)節(jié)下氣口、比例閥、上氣口的通路的氣體流量，控制皮碗的下行速度；

15、s3、刮泥器下行過(guò)程中，當(dāng)其與鉆桿內(nèi)液面距離小于預(yù)設(shè)的安全距離時(shí)，會(huì)觸發(fā)制動(dòng)措施，關(guān)閉比例閥，兩位三通電磁閥a置于左位，兩位三通電磁閥b置于左位，兩位兩通電磁閥c置于右位，阻斷上氣口與下氣口的空氣流通，將其懸停于鉆桿內(nèi)壁，當(dāng)其與鉆桿內(nèi)液面距離達(dá)到預(yù)設(shè)的安全距離時(shí)，刮泥器可以以s1自動(dòng)運(yùn)行，以再次恢復(fù)正常刮泥狀態(tài)。必要時(shí)通過(guò)計(jì)步器顯示的位置，也可放入永磁體丟手，將刮泥器從鉆桿內(nèi)打撈取出；

16、s4、每當(dāng)走完一節(jié)鉆桿時(shí)，所計(jì)節(jié)數(shù)加一，同時(shí)計(jì)步輪所計(jì)路程清零，每當(dāng)走完單根立根（一般為三節(jié)鉆桿）時(shí)，所計(jì)節(jié)數(shù)也將清零，刮泥器會(huì)停留在下一節(jié)鉆桿內(nèi)壁，并發(fā)出可進(jìn)行卸扣作業(yè)的信號(hào)，當(dāng)刮泥器上方的單根立根拆卸完成后，按下啟動(dòng)按鈕，運(yùn)行s1進(jìn)行正常刮泥，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。當(dāng)刮泥器停止下降，而計(jì)步里程并未達(dá)到單根立根時(shí)，檢查距離傳感器是否工作正常，若正常，則表明液面有可能高于接箍所在的水平面，此時(shí)不能進(jìn)行卸扣操作，以防止泥漿外泄；

17、s5、在起鉆過(guò)程中，刮泥器下方的壓力傳感器會(huì)實(shí)時(shí)檢測(cè)下氣口氣壓變化，并根據(jù)下氣口氣壓值實(shí)時(shí)調(diào)整比例閥的開(kāi)度從而平衡刮泥器上下兩側(cè)氣壓，防止下氣口產(chǎn)生較大負(fù)壓或刮泥器被大氣壓壓入泥漿。

18、刮泥遇阻：

19、s6、關(guān)閉比例閥，兩位三通電磁閥a置于右位，兩位三通電磁閥b置于右位，兩位兩通電磁閥c置于右位，通過(guò)兩位三通電磁閥a、氣泵、兩位三通電磁閥b保持上氣口與下氣口的連通，開(kāi)啟氣泵，使皮碗下方產(chǎn)生負(fù)壓，通過(guò)壓差以及該刮泥器的自重推動(dòng)皮碗下行，增大對(duì)皮碗的推力，進(jìn)行解卡；解卡后，關(guān)閉氣泵，開(kāi)啟比例閥，運(yùn)行s1進(jìn)行正常刮泥；通過(guò)上述操作不能解卡時(shí)，進(jìn)入s7；

20、s7、保持比例閥關(guān)閉，兩位三通電磁閥a置于右位，兩位三通電磁閥b置于左位，兩位兩通電磁閥c置于右位，通過(guò)兩位三通電磁閥a、氣泵、兩位三通電磁閥b連通上氣口與儲(chǔ)氣室連通，開(kāi)啟氣泵，對(duì)儲(chǔ)氣室中的氣體加壓；

21、s8、加壓完成后，將兩位兩通電磁閥c置于左位，通過(guò)兩位三通電磁閥c將儲(chǔ)氣室與氣動(dòng)振動(dòng)器連通，通過(guò)氣泵以及儲(chǔ)氣室中的氣體驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)振動(dòng)器帶動(dòng)整個(gè)刮泥器振動(dòng)，使其由靜摩擦變?yōu)閯?dòng)摩擦，從而達(dá)到解卡的目的；

22、s9、多次重復(fù)s5和s7的過(guò)程通過(guò)振動(dòng)的方式進(jìn)行解卡；解卡后，運(yùn)行s1進(jìn)行正常刮泥。

23、下行過(guò)快或緊急情況：

24、s10、關(guān)閉比例閥，兩位三通電磁閥a置于左位，兩位三通電磁閥b置于左位，兩位兩通電磁閥c置于右位，阻斷上氣口與下氣口的空氣流通，阻止該刮泥器繼續(xù)下行；

25、s11、如果發(fā)生緊急情況，刮泥器失去控制向下運(yùn)動(dòng)，由于儲(chǔ)氣室的存在，刮泥器將漂浮在泥漿上，不會(huì)下沉，通過(guò)計(jì)步器顯示的位置，可放入永磁體丟手，將刮泥器從鉆桿內(nèi)打撈取出（上述步驟參考附圖7-8）。

26、本發(fā)明的有益效果在于：

27、該鉆桿內(nèi)壁刮泥器通過(guò)皮碗能刮除鉆桿內(nèi)壁上的泥漿，使用皮碗這種柔性結(jié)構(gòu)與鉆桿內(nèi)壁接觸，刮泥器能較好的貼合鉆桿內(nèi)壁，有效應(yīng)對(duì)鉆桿內(nèi)壁出現(xiàn)的變徑情況，提供更加穩(wěn)定的清理效果；同時(shí)可通過(guò)刮泥器底部的激光測(cè)距傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)液面變化并在必要時(shí)發(fā)出警報(bào)，預(yù)知可能發(fā)生的井底溢流情況。解決現(xiàn)有刮泥器刮刀不能較好貼合鉆桿內(nèi)壁、無(wú)法預(yù)警溢流等問(wèn)題。